Прямая лазерная десорбция – масс-спектрометрия (LDMS)

Масс-спектрометрия с прямой лазерной десорбцией (англ. Direct Laser Desorption – Mass Spectrometry – LDMS) – десорбционный метод ионизации, обусловленной воздействием лазерного излучения на поверхность нелетучей пробы. Термин «лазерная десорбция» используется в тех случаях, когда лазерное воздействие на поверхность образца ограничено лишь десобцией молекул, молекулярных радикалов и молекулярных ионов. Если же мощность лазерного излучения достаточна для диссоциации и ионизации продуктов лазерного воздействия (лазерной абляции), т.е. формирования пара атомарных ионов над поверхностью образца, в этом случае такая методика обычно называется лазерно-искровая масс-спектрометрия (ЛИМС) или просто лазерная микромасс-спектрометрия.

Этот метод активно развивался в 60–70-хх годах XX века. Идея была схожа с масс-спектрометрией вторичных ионов (англ. Secondary ion mass-spectrometry – SIMS) или FAB: чтобы получить пучок ионов, облучать поверхность нелетучей пробы лазерными импульсами. Кроме того ЛИМС стала популярной благодаря относительно простым требованиям к оптике и пробоподготовке, а также как микроаналитический метод. ЛИМС в приборном исполнении воплотилась в анализаторы под торговыми именами LIMA (Kratos, early Cambridge imstrument), LAMMA (leybold Heraeus).

Видоизмененный метод ЛИМС также используется для поверхностного картирования.

лазерно-искровая масс-спектрометрия (ЛИМС): элементный микроанализ

анализ объектов окружающей среды (например, измерение размера частиц)

полимерные поверхности

промышленные пробы

судебная экспертиза (напр. анализ волокон)

Криминалистам нередко приходится исследовать различные материалы, вещества, изделия. Их химический состав помогает установить спектральный анализ, высоко чувствительный и экономичный. При эмиссионном спектральном анализе вещество расшифровывают по излучению, которое испускают его атомы в плазме электрической дуги. Излучение фотографируют, запечатлевая атомный спектр испускания. Поскольку часто приходится иметь дело с микроколичествами вещества, эксперты прибегают к возбуждению атомов лучом твердотельного рубинового лазера. Так исследуют частицы металлов, стекол, краски. Для этого используются спектрографы и лаборатории атомного эмиссионного анализа.

ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, раздел оптич. спектроскопии, методы которого основаны на использовании лазерного излучения. Применение монохроматич. излучения лазеров позволяет стимулировать квантовые переходы между вполне определёнными уровнями энергии атомов и молекул (в спектроскопии, использующей нелазерные источники света, изучают спектры, возникающие в результате переходов между громадным числом квант. состояний атомов и молекул). Первые серьёзные лазерные эксперименты в спектроскопии были осуществлены после создания достаточно мощных лазеров видимого диапазона, излучение к-рых имеет фиксированную частоту. Они были использованы для возбуждения спектров комбинационного рассеяния света. Принципиально новые возможности Л. с. приобрела с появлением лазеров с перестраиваемой частотой. Л. с. позволила решить ряд важных задач, перед которыми спектроскопия обычных источников света была практически бессильна. Высокая монохроматичность излучения лазеров с перестраиваемой частотой даёт возможность измерять истинную форму спектр. линий вещества, не искажённую аппаратной функцией спектрального прибора. Это особенно существенно для спектроскопии газов в ИК области, где разрешение лучших пром. приборов обычного типа составляет 0,1 см^-1, что в 100 раз превышает ширину узких спектр. линий.

Временная и пространств. когерентность лазерного излучения, лежащая в основе методов нелинейной Л. с., позволяет изучать структуру спектр. линий, скрытую обычно доплеровским уширением, вызываемым тепловым движением ч-ц в газе. Благодаря высокой монохроматичности и когерентности излучение лазера переводит значит. число ч-ц из основного состояния в возбуждённое. Это повышает чувствительность регистрации атомов и молекул – в 1 см³ в-ва удаётся регистрировать включения, состоящие из 10² атомов или 10¹⁰ молекул. Разрабатываются методы регистрации отд. атомов и молекул.

Короткие и ультракороткие лазерные импульсы дают возможность исследовать быстропротекающие(~10^-6–10^-12с) процессы возбуждения, девозбуждения и передачи возбуждения в веществе. С помощью импульсов направленного лазерного излучения можно исследовать спектры рассеяния и флуоресценции атомов и молекул в атмосфере на значительном расстоянии и получать информацию о её составе, а также осуществлять контроль загрязнения окружающей среды, т. н. лазерное зондирование атмосферы. Фокусируя лазерное излучение, можно исследовать состав малых количеств в-ва (имеющих размеры порядка длины волны). Это успешно применяется в локальном эмиссионном спектральном анализе.

Приборы, применяемые в Л. с., принципиально отличаются от обычных спектр. приборов. В приборах, использующих лазеры с перестраиваемой частотой, отпадает необходимость в разложении излучения в спектр с помощью диспергирующих элементов (призм, дифракц. решёток), являющихся осн. частью обычных спектр. приборов. Иногда в Л. с. применяют приборы, в к-рых излучение разлагается в спектр с помощью нелинейных кристаллов.

Оборудование криминалистических лабораторий с каждым годом становится все совершеннее. Теперь там используются сложнейшие спектрографы, газожидкостные хроматографы, фотоэлектрокалориметры, рефрактометры, лазерные анализаторы, ЭВМ. Всего не перечислить! Это потребовало и более подготовленных специалистов. В умелых руках экспертов сложная техника помогает исследовать различные биологические объекты – частицы растительного происхождения, почвы, волосы животных и людей, а также текстильные ткани, их нити и волокна. Выводы криминалистов подчас являются столь важным доказательством по делу, что от них зависит судьба человека. В таких случаях роль и ответственность эксперта особенно велики.

Лазерные анализаторы размера частиц

	Nanotrac 150/250
	Microtrac S3500
	Zetatrac

Nanotrac^® 150/250

Измерение распределения частиц в суспензиях, эмульсиях, порошках по размерам в нанометрах и коллоидных диапазонах, проводится без растворения образцов, необходимого при лазерном анализе другими системами. Определение размеров, формы частиц в водных и органических средах. Microtrac, Inc. пионер с высочайшей репутацией в технологии Динамического Рассеяния Света и определения размеров частиц на протяжении 30 лет, а Сверхточный Лазерный Анализатор Размеров Частиц Nanotrac популярен с 1990 г. Разработан усовершенствованный прибор Nanotrac, который обеспечивает ускоренный анализ размеров (измерения) частиц (до 20 раз быстрее), нижний уровень обнаружения размеров частиц (до 0.8 нм), повышенная точность и воспроизводимость результатов измерений, более высокая точность и продвинутые возможности программного обеспечения, все это в одном портативном приборе Nanotrac.

Быстрый анализ. время анализа 15–30 секунд.

Дизайн: Отсутствуют взаимно движущиеся части, обеспечено удобство и портативность системы.

Химическая совместимость: Возможность анализа в любых как органических, так и неорганических растворителях (средах).

ISO 13321: Соответствует стандарту ISO 13321 анализу размеров частиц методом Динамического Рассеяния Света.

Броуновский анализ движения: Новаторский анализ спектра изменений Методом Доплера, который запатентован фирмой Microtrac, Inc.

Температурный контроль: Обеспечивается контроль температуры, и отпадает потребность в использовании температурных ванн контроля (управления) или дополнительных устройствах.

Высокие концентрации: Эта способность позволяет устранить необходимость растворения материалов.

Низкие концентрации: 0.1 ppm – 200nm, возможность анализа проб (материалов) с низкими концентрациями.

Простота работы: Отсутствует необходимость в специальных знаниях – просто поместите образец в измерительную кювету и производите анализ.

Безопасность: Программное обеспечение, совместимое с FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США) Часть 21 CFR (Свод федеральных нормативных актов США) Часть 11 для компьютера и безопасности программного обеспечения.

Цветные материалы: Применяются во избежание многократного поглощения различных длин волн.

Физический размер: Небольшие габариты изделия использующего Динамическое Рассеяние Света. Возможность выносного зонда.

Точность: предусмотрен автоматический расчет обратного рассеяния по теории Ми для сферических частиц и патентованный фирмой Microtrac Inc. расчет по теории Ми для частиц неправильной (игольчатой) формы. Только Microtrac предлагает повышенную точность измерения для несферических частиц – а это практически большая часть материалов, которые чаще всего нуждаются в точном анализе размеров частиц с допустимыми погрешностями измерения, в соответствии с международными стандартами ISO 13320–1.

Диапазон: способность Измерения от 0.0008 до 6.5 микрон удовлетворяет потребностям нанотехнологии, и соответствует требованиям практически любого заказчика.

Калибровка: Фунаментальные физические основы оптики обеспечивают правильность результатов, имеются стандарты для поверки системы (поставляются в комплекте с прибором). Отсутствует необходимость юстировки.

Сертификация: Сертифицирован Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США – Наличие полной документации и персональная поддержка клиента. Приборы фирмы Microtrac внесены в Государственный реестр и сертифицированы Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации.

Малое количество образца: меньше чем 3 мл на стандартную ячейку, или всего 0.1 мл с малым объемом ячейки. Возможность измерения образца с минимальным количеством пробы, особенно актуально в случае дорогостоящих материалов.

Единство измерений: Измерения размеров частиц приборами Microtrac рекомендованы Национальным институтом стандартов и технологий США и Евросоюза.

Экономически эффективен в процессе эксплуатации: отсутствует необходимость в использовании вспомогательных материалов или какой-либо пробоподготовки; отсутствует необходимость использования сверхчистых разжижителей

Применение: Органические полимеры (латексные полимеры и другие), нано материалы, красители, пиво, молочные продукты, белки, липопротеины, каучук, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), и РКН (рибонуклеиновая кислота).

Представление данных: Точный отчет об узких, мономодальных, многомодальных, и широких распределениях диапазона размеров частиц в разнообразии статистических форм отчета, отсутствует потребность выбора специальных алгоритмов вычисления.

Идентификация: Измерения мономодальные, многомодальные, широкие и узкие распределения производятся автоматически, без предварительного выбора специальных опций программы.

Воспроизводимость результатов измерения: Чувствительный детектор и лазер, которые обеспечивают воспроизводимость и линейность результатов измерения. Пригоден в работе с высокими концентрациями исключает агломерацию (слипание) или распад частиц в процессе измерения.

Гибкость: модульность конструкции позволяет выбирать необходимые заказчику конфигурации, основанные на его требованиях и применении, и может быть расширен (дополнен), чтобы удовлетворить возникновению новых потребностей в любое время с минимальными затратами.

Электроника: Усовершенствованная, высокочувствительная электроника, эффективная для точного определения распределения частиц по размерам.

Модернизация: Предшествующие модели NPA могут быть модернизированы в зависимости от существующих средств ПК и программного обеспечения.

Требования мощности и безопасность: Полупроводниковый (твердотельный) лазер обеспечивает электрическую и лазерную безопасность и долговечность работы прибора.

Многосторонность: Различные варианты для лабораторий, оперативный или даже поточный режимы управления производственным процессом.

Надежность: Уникальная и отлаженная конструкция обеспечивает надежное использование прибора на протяжении многих лет.

Nanotrac использует обновленный, новаторский метод анализа спектра изменений мощности Методом Доплера, чтобы обеспечить полное распределение измеряемого объема для точного определения размеров частиц. Лазерный анализ размеров частиц определяет распределение частиц по размерам, объема, масса, процент и интенсивность. В то время как другие системы измеряют излучением после того, как оно прошло через образец, и под одним или более углами, Нанотрак использует опорный луч, и оптику обратного рассеяния, чтобы минимизировать проникновение света в образец. Проходящий через образец опорный луч периодически изменяется, рассеянный свет, собранный в минимальном типовом проникновении исключает влияние многократных эффектов рассеяния. Рассеянный свет, вызванный косвенно с беспорядочно двигающимися частицами смешан с частью первоначального луча лазера, будучи отраженным назад для исследования в диапазоне 180 градусов. Объединенные легкие каналы через оптический волоконный кабель подходят на отдельный датчик, передовую электронику и программное обеспечение анализирует сигналы, вычисляет изменения по Доплеру, соответствующие размеру частицы. Управляемая технология «Метода Ссылки», в которой происходит смешивание лазерного и рассеянного света, обеспечивает высокочастотные сигналы, используя низкую мощность. Полупроводниковые лазеры небольшого размера обеспечивают чрезвычайно продолжительную работоспособность и безопасность. Отсутствует необходимость в очистке отдельных частей прибора или постоянном уходе. Нанотрак обеспечит надежную работу в течение многих лет без наладок, калибровок и юстировок прибора. Отработанные и автоматизированные вычисления исключают двусмысленность, полидисперсность (PDI) (индекс при обеспечении взвешенной формы распределения). Вычисление точного распределения частиц по размерам исключает двусмысленность методов приближенного распределения, обеспечивающих максимум информации об установленных размерах частиц ваших материалов. Используется как в научных исследованиях, так и при контроле качества и управлении производственным процессом.

экспертиза судебный дактилоскопия десорбция