Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Массовая спектрометрия послесвечения (FA MS) — это аналитический метод химии для высокочувствительного определения следовых газов. Молекулы следовых газов ионизируются при образовании и потоке термированных гидратированных кластеров ионов гидрония в плазменном послесвечении гелия или аргона в проточной трубке после подачи образца влажного воздуха. Эти ионы вступают в многократные столкновения с молекулами воды, их изотопные составы приходят к равновесию, а относительные концентрации изотопомеров измеряются с помощью масс-спектрометрии.
Flowing afterglow mass spectrometry (FA MS), is an analytical chemistry technique for the sensitive detection of trace gases. Trace gas molecules are ionized by the production and flow of thermalized hydrated hydronium cluster ions in a plasma afterglow of helium or argon carrier gas along a flow tube following the introduction of a humid air sample. These ions react in multiple collisions with water molecules, their isotopic compositions reach equilibrium and the relative magnitudes of their isotopomers are measured by mass spectrometry.
Краткая история
На протяжении многих лет было создано множество вариантов этого прибора. В начале 1960-х годов началось изучение плазмы послесвечения в потоке газа. Это исследование проводили Элдон Фергюсон, Арт Шмельтекопф и Фред Фехсенфельд в Национальном бюро стандартов в Боулдере, штат Колорадо. С помощью зонда Лангмюра в потоке послесвечения можно изучать плотность электронов в реакционной области дрейфовой трубки. Поскольку стоимость гелия постоянно растет, некоторые стали использовать альтернативные методы с использованием послесвечения в окружающей среде, чтобы экономить ресурсы. Вместо непрерывного потока гелия послесвечения некоторые используют прерывистый поток гелия для экономии газа и метод Шлиерена для максимизации образования молекулярных ионов и повышения эффективности прибора.
Over the years many variations of the instrument have been made. In the beginning during the 1960s there was the study of flowing afterglow plasma. This study was done by Eldon Ferguson, Art Schmeltekopf and Fred Fehsenfeld at National Bureau of Standards in Boulder, Colorado. With the flowing afterglow Langmuir probe the electron density within the reaction region of the drift tube can be studied. Since the cost of helium is steady rising some have started to use alternative methods with ambient flowing afterglow to conserve resources. Instead of using continuously flowing afterglow helium some use interrupted helium flow to conserve gas and Schlieren imaging to maximize the molecular ions produced and the instrument step up.
Анализ следовых газов
Одна из первых работ, посвященных использованию поточного послесвечения, исследовала ион-молекулярные реакции, имеющие отношение к атмосфере Марса. Эта техника поточного послесвечения заменила собой стандартное стационарное послесвечение, когда был внедрен подвижный зонд Лангмура. Данная проблема обходится путем реализации трубки с селективным потоком ионов (SIFT). Метод поточного послесвечения может быть использован для идентификации и количественного определения летучих органических соединений (ЛОС) в образце, при условии, что известна основная ионная химия. Наиболее часто используемые ионы – H3O+, O2+* и NO+. Все ионы имеют свои недостатки и преимущества. Стратегии, применявшиеся для идентификации ЛОС, включают использование газовой хроматографии в сочетании с поточным послесвечением и использование набора ионов-реагентов. Помимо возможности обнаружения ЛОС, метод поточного послесвечения также применяется для изучения хронической болезни почек. Проводились исследования по созданию спектра дейтериевой воды и ее изотопов для измерения общего содержания воды в организме, что позволяет определить перегрузку организма пациента водой. Это измерение затем используется для определения стадии почечной недостаточности у пациента.
One of the first papers reporting the use of the flowing afterglow studied ion molecule reactions pertinent to the Martian atmosphere. This flowing afterglow technique replaced the then standard stationary afterglow when the movable Langmuir probe was introduced. This problem is circumvented by implementing the selected ion flow tube (SIFT). The flowing afterglow technique can be used to identify and quantify the volatile organic compounds (VOCs) of a sample as long as the fundamental ion chemistry is known. The commonly used ions are H3O+, O2+*, and NO+. All ions have drawbacks and advantages. Strategies that have been employed to identify the VOCs include using gas chromatography coupled with flowing afterglow and using a complement of reagent ions. Also in addition to being able to detect volatile organic compounds, the flowing afterglow technique has also been used to study chronic kidney disease. Studies have been done to create a spectrum of deuterium water and its isotopes to measure total body water, which can be used to determine the water body overload of a patient. That measurement will then be used to determine the stage of renal failure for a patient.