2.10. В погоне за сверхвысоким разрешением

Золотов Юрий Александрович
Академик РАН

 

Развитие и разнообразное использование ионного циклотронного резонанса с преобразованием Фурье позволило Е.Н. Николаеву в Институте энергетических проблем химической физики добиться рекордной разрешающей способности масс-спектрометрии. Вот как об этом написал сам Е.Н. Николаев (текст без согласования с автором разделён на абзацы) [52].

«В двухтысячные годы прибор был существенно переделан – с участием М.В. Горшкова добавлен источник ионизации электроспреем. С помощью этого источника удалось ионизировать большие биологические молекулы, такие как пептиды и белки. Как и все другие лаборатории, работавшие в области масс-спектрометрии ионного циклотронного резонанса, мы приняли участие в работах по биологической масс-спектрометрии и в первую очередь – по протеомике. Нам удалось внести существенный вклад в мировую масс-спектрометрию благодаря открытию нового вида ловушки для спектрометров иониого циклотронного резонанса. Придуманный нами новый тип ловушки Пеннинга – измерительной ячейки спектрометра ионного циклотронного резонанса – позволил увеличить разрешающую способность приборов на порядок величины.

Рис. 2.13. Евгений Николаевич Николаев (род. 1 января 1947 г.) разработал масс-спектрометрические методы особой разрешающей способности. Специалист по ионному циклотронному резонансу.

Идея была подхвачена фирмой Брукер (совместный патент) и сейчас фирма выпускает новый тип приборов ионного циклотронного резонанса под торговой маркой Solarix, в которых разрешающая способность на массе 1 000 достигает 10 000 000 при относительно низких магнитных полях. Эти ловушки были названы нами ловушками с динамической гармонизацией. В этих ловушках электрические поля, действующие на ионы, квадратично зависят от расстояния от центра во всех направлениях. Правда, такой зависимости удаётся достигнуть только после усреднения траектории ионов в результате их циклотронного движения. Работы по совершенствованию этого типа ловушек продолжаются и устанавливаются новые рекорды по разрешающий способности.

Мы вернулись также к старым идеям детектирования сигнала ИЦР с помощью многоэлектродной схемы, которые мы предложили в середине восьмидесятых годов и которые нами тогда были запатентованы и экспериментально подтверждены. Используя эту идею, можно увеличивать разрешающую способность масс-спектрометров ИЦР без увеличения магнитного поля. В настоящее время фирма Брукер начала выпускать приборы с удвоенной частотой детектирования и при этом с в два раза большей разрешающей способностью, чем при обычном дипольном детектировании. Разрешающая способность в 10 000 000 позволяет видеть тонкую изотопную структуру в масс-спектрах, и это – новая координата, которая позволяет по распределению интенсивности пиков в тонкой изотопной структуре определять атомный состав детектируемых ионов».