Введение
Инфракрасная диссоциация множественными фотонами (IRMPD) — это метод, используемый в масс-спектрометрии для фрагментации молекул в газовой фазе, как правило, для структурного анализа исходной (материнской) молекулы.
Как это работает
Инфракрасный лазер направляется через окно в вакуум масс-спектрометра, где находятся ионы. Механизм фрагментации заключается в поглощении данным ионом множественных инфракрасных фотонов. Родительский ион переходит в более высокоэнергетические колебательные состояния, пока не происходит разрыв связи (связей), что приводит к образованию газофазных фрагментов родительского иона. В случае мощных лазерных импульсов диссоциация происходит посредством внутренней валентной ионизации электронов. IRMPD наиболее часто используется в масс-спектрометрии с преобразованием Фурье ионной циклотронной резонансной.
Инфракрасная фотодисоциационная спектроскопия
Применяя интенсивные перестраиваемые ИК-лазеры, такие как ИК-оптические параметрические осцилляторы или ИК-лазеры на свободных электронах, можно исследовать зависимость выхода IRMPD от длины волны. Эта инфракрасная фотодиссоциационная спектроскопия позволяет измерять колебательные спектры (неустойчивых) частиц, которые можно получить только в газовой фазе. К таким частицам относятся молекулярные ионы, а также нейтральные частицы, такие как металлические кластеры, которые можно мягко ионизировать после взаимодействия с ИК-излучением для их последующего обнаружения с помощью масс-спектрометрии.
Аналитические приложения
Сочетание масс-спектрометрии и IRMPD с настраиваемыми лазерами (IR-ионная спектроскопия) все чаще признается мощным инструментом для идентификации малых молекул. Примерами служат метаболомика, где биомаркеры идентифицируются в биологических жидкостях (моче, крови, спинномозговой жидкости), и криминалистика, где изомерные дизайнерские наркотики были идентифицированы в изъятых образцах.
Разделение изотопов
Из-за значительных различий в частотах поглощения инфракрасного излучения, обусловленных различными резонансными частотами молекул, содержащих разные изотопы, этот метод был предложен как способ разделения изотопов, которые трудно разделить другими способами, за один проход. Например, молекулы UF6, содержащие U-235, могут быть полностью ионизированы в результате такого лазерного резонанса, в то время как молекулы UF6, содержащие более тяжелый U-238, останутся неповрежденными.