Реферат Тақырыбы: Заманауи жаңа теориялар Оқытушы: Бадавамова Гулжан Лукпановна Студент: Жәнібек Әлибек Русланұлы
жүктеу/скачать 314,55 Kb.
|
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ Химия және химиялық технология факультеті Органикалық заттар химиясы және технологиясы, табиғи қоспалар мен полимерлер кафедрасы Реферат Тақырыбы: Заманауи жаңа теориялар Оқытушы: Бадавамова Гулжан Лукпановна Студент: Жәнібек Әлибек Русланұлы Алматы, 2023ж. 20 ғасырдың басында Дж. Томсон алғашқы масс-спектрографты жасады. Бұл оқиға элементтік талдаудың жаңа әдісінің дамуын бастады. Әдістің эволюциясы көптеген кезеңдерден өтті, көптеген көрнекті ғалымдар ғылымның осы саласының дамуына баға жетпес үлес қосты. Атомдар мен молекулаларды иондау әдістері жетілдірілді, масса анализаторларының бірнеше нұсқалары ұсынылды, фокустау схемалары өзгерді. Масс-спектрометрия полимерлерді зерттеудің басқа әдістерінен, ең алдымен, жоғары сезімталдық пен талдау жылдамдығымен ерекшеленеді. Алғашқы полимерлердің химиясы оларды зерттеу үшін негізінен классикалық спектрлік әдістер (УК, ИҚ) қолданылды, бірақ қазір негізгі назар масс-спектрометрия әдістеріне аударылды. Жоғарыда аталған әдістерден айырмашылығы, масс-спектрометриялық иондану бастапқы молекуланың ыдырауын тудырады және молекулалық ион әрқашан масс-спектрде көрінбейді. Алайда, дәл осы жағдай жоғары сезімталдықпен бірге компоненттерді анықтап қана қоймай, оларды сипаттауға және олардың пайда болу табиғатын зерттеуге мүмкіндік береді. Ұзақ уақыт бойы зерттеушілер полимерлерді зерттеу саласында масс-спектрометрияны қолданудың үлкен перспективаларын көрді, бірақ үлгіні газ фазасына ауыстыру қажеттілігі мүмкін болмады. Масс-спектрометриялық әдістермен полимерлерді зерттеудегі революция үлгіні газ фазасына бір мезгілде десорбциялай отырып, конденсацияланған күйдегі иондану әдістерін әзірлегеннен кейін орын алды. Олардың біріншісі жылдам атомдармен бомбалау болды (fast atom bombardment, FAB) және өрісті десорбциялау. Бұл әдістердің пайда болуы олигомерлерді бірнеше мың Далтонға дейін зерттеуге мүмкіндік берді. Дегенмен, қазіргі уақытта бұл әдістер толығымен дерлік заманауи әдістермен ауыстырылды: матрицалық белсендірілген лазерлік десорбция/иондану (matrix assisted laser desorption/Ionization, MALDI), электроспрейлік иондану (electrospray ionization, ESI) және қайталама иондық масс-спектрометрия (secondary ion mass spectrometry, SIMS). Бұл әдістер полимерлерді зерттеу үшін ең қолайлы болып шықты, өйткені олар жоғары массалық полимерлерді айтарлықтай бұзбай иондауға және десорбциялауға мүмкіндік береді және қазіргі заманғы масса анализаторларының комбинацияларының арқасында десорбцияланған молекулалардың ыдырауы мен өзара әрекеттесуі бойынша эксперименттер жүргізуге болады. ХХ ғасырда кеңінен қолданылатын секторлық және квадруполды массалық анализатормен алмастырылды, олардың массасы бойынша мың Далтоннан аспайтын жоғарғы бөлу шегі болды, теориялық тұрғыдан бөлінетін массалардың шексіз диапазоны бар ұшу уақытының анализаторлары (time-of flight, TOF) келді. Жақында олар ультра жоғары ажыратымдылықтағы массалық анализаторлармен бірге қолданыла бастады, бұл дәл массаны және нәтижесінде массасы миллионнан асатын Полимердің құрылымын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл ең алдымен орбиталдық тұзақ (orbit trap, OT) және Фурье түрлендіруі мен ион-циклотронды резонанс анализаторы (Ion cyclotron resonance – Fourier transform, ICR-FT). Бұл анализаторлардың комбинациясы полимерлерді талдау кезінде масс-спектрометрияның барлық артықшылықтарын толық пайдалануға мүмкіндік береді. Матрицалық белсендірілген лазерлік десорбция / иондану. MALDI-табиғи және өнеркәсіптік жоғары молекулалық қосылыстарды зерттеу үшін қолданылатын ең танымал "жұмсақ" иондау әдістерінің бірі. Көп жағдайда ол өткізілетін массалардың кең ауқымын қамтамасыз ететін ұшу уақытының массалық анализаторымен қолданылады. Ультра жоғары ажыратымдылықтағы анализаторлармен комбинациялар да мүмкін. Иондану жұмсақ иондану үшін сәулеленуді қайта бөлетін матрицалық қосылыс қоспасында зерттелетін қосылыс кристалданған бетінен импульстік лазермен жүзеге асырылады (сурет. 1). Сурет-1. Матрицалық белсендірілген лазерлік десорбция/иондану әдісімен иондану схемасы Электроспреймен иондау. Бұл әдіс сонымен қатар "жұмсақ" иондану әдістеріне жатады және жоғары кернеулі өрісте ұсақ дисперсті тамшылар буланған кезде газ фазасындағы иондарды алуға мүмкіндік береді (сурет. 2). Бұл әдістің ерекшеліктері-ұшпайтын қосылыстармен жұмыс істеу мүмкіндігі және өте үлкен молекулалық массаларда да ұшу уақытының анализаторын қолдана отырып, жоғары ажыратымдылықты сақтауға көмектесетін масса-заряд қатынастарының жұмыс ауқымын төмендететін көп зарядталған иондардың түзілуі. Полимерлердің молекулалық массалық таралуын зерттеуден басқа, әдіс полимерлеу реакцияларын зерттеу үшін де қолданылады. Сурет-2. Электроспрей арқылы иондану схемасы. Жылдам атомдық бомбалау (FAB) және екіншілік иондық масс-спектрометрия (SIMS). Екі әдіс те механизмі бойынша ұқсас: үлгі нысанаға қолданылады, содан кейін ол бөлшектер ағынымен бомбаланады. Айырмашылық мынада: FAB жағдайында бомбалау жеделдетілген атомдар ағынымен, ал SIMS жағдайында зарядталған бөлшектер ағынымен жүзеге асырылады (сурет. 3). Қазіргі уақытта FAB әдісі тек полярлық қосылыстарды талдау мүмкіндігіне және массалық диапазонның шектеулілігіне байланысты өте шектеулі. Сонымен қатар, SIMS әдісі полимерлерді зерттеу үшін іс жүзінде қажет болды. Ол беттік және көлемдік қасиеттерді сипаттау үшін кеңінен қолданылады, өйткені полимер қоспаларының бетіндегі физикалық және химиялық қасиеттер беттік энергиясы күрт өзгеруі мүмкін. Көбінесе SIMS қолдану аясын едәуір кеңейтуге мүмкіндік беретін заманауи есептеу әдістерімен қолданылады. Сурет-3. Екіншілік иондардың жылдам атомдармен иондану схемасы. Қорытынды.Осы рефератты қорытындылай келе масс-спектрометрия полимерлерді зерттеуге байланысты көптеген мәселелерді шешуде, оларды біртіндеп алмастыруда немесе толықтыруда қолданылатынын атап өткен жөн. Егер бұрын масс-спектрометрияны қолдану үлгіні газ фазасына ауыстыру қажеттілігімен шектелген болса, онда "жұмсақ" масс-спектрометрия иондау әдістерінің пайда болуымен классикалық әдістермен қатар қолданыла бастады. Иондану көздерінің көптігі және кез-келген фазалық күйдегі заттармен жұмыс істеу қабілеті, сондай-ақ массаның жоғары сезімталдығы арқасында спектрометрия полимерлерді талдау мен физика-химиялық зерттеулерде бірінші орынға шығарды. Пиролитикалық масс-спектрометриядан басқа, қазіргі заманғы зерттеулер үшін ең көп сұранысқа ие нұсқа-MALDI, FAB, FD және SIMS, бұл материал беттерін зерттеу және олардың күйін өзгерту саласында жиі қолданылатын әдіс. Қолданылған әдебиеттер: Пыцкий И.С., Кузнецова Е.C., Буряк А.К. Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН, Москва 9.10.2020 г. DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3221 Hermabessiere L., Himber C., Boricaud B., Kazour M. et al., Analytical and bioanalytical chemistry, 2018, Vol. 410, No 25, pp. 6663- 6676. жүктеу/скачать 314,55 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|