2.9. Масс-спектрометрия отрицательных ионов, образованных в результате резонансного захвата электронов

Золотов Юрий Александрович
Академик РАН

 

Масс-спектрометрия отрицательных ионов резонансного захвата электронов (МС ОИ РЗЭ) родилась в 1960-1970 гг. в Уфе, создателем этого метода был Виктор Иванович Хвостенко (1933-1996). Работы по отрицательным ионам В.И. Хвостенко начал в Ленинграде, в Физико-техническом институте АН СССР, под руководством В.М. Дукельского [46, 47], затем продолжил с 1959 г. в Башкирском филиале АН СССР в Уфе [48, 49]. История создания и развития метода подробно освещена в публикациях тех, кто продолжает работы в этом направлении [50, 51].

Метод основан на резонансном присоединении электронов к молекулам, которое имеет место в диапазоне энергий 0-15 эВ. Масс-спектры РЗЭ трёхмерны – энергетическая координата; массовое число (точнее m/z) и интенсивность пиков. Масс-спектр в данном случае представляет собой набор кривых эффективного выхода для всех типов образующихся отрицательных ионов. Рассматриваемый метод – единственный вариант масс-спектрометрии, дающий трёхмерные масс-спектры.

Для работы в данном режиме можно модернизировать практически любой масс-спектрометр, однако сделать это не очень просто. Сложность метода, отсутствие серийного выпуска соответствующих приборов или хотя бы приставок к распространённым масс-спектрометрам стали причинами того, что метод не получил широкого распространения, несмотря на огромный накопленный материал (порядка 400 публикаций, 8 докторских диссертаций). Тем не менее метод характеризуется немалыми возможностями.

Приведём одну цитату из обобщающей статьи [51]. «МС ОИ РЗЭ, например, показала свою применимость для различения изомеров по появлению новых резонансов или по их сдвигу на шкале энергии. Остановимся на одном примере. Методом МС ОИ наблюдается пик молекулярных ионов М– из орто-карборана, а пик М– из мета- и пара-изомеров отсутствует вплоть до 0,0001% (!), хотя осколочные ионы во всех трёх изомерах примерно одинаковы. Традиционная масс-спектрометрия просто не знает подобных примеров такого разительного отличия изомеров».