Іонізація через автоіонізаційний стан. - Лазерний атомно-фотоіонізаційний спектральний аналіз
Ще однією можливістю підвищення зрізу фотоіонізації атома є збудження на останній стадії в автоіонізаційний стан. Автоіонізаційний стан (АС)- це стани дискретного спектра, зумовлені збудженням внутрішніх електронів атома і що лежать вище границі іонізації атома, тобто в континуумі. Для багатоелектронних атомів такі стани можуть бути достатньо вузькими, і зрізи такого автоіонізаційного перехода може на декілька порядків перевищувати зріз нерезонансної фотоіонізації. З іншого боку, навіть при досить малій ширині автоіонізаційного стану, близько ?0,01 см-1 , час його життя по відношенню до розпаду в контінуум складає наносекунди. Відповідно, при збудженні такого стану лазерним імпульсом з типової тривалості 10-8 Секунд буде проходити його ефективне спустошення на протязі лазерного імпульсу. Це забезпечує досягнення граничного абсолютного виходу іонізації ?Іон =1.
Аналіз біологічних об'єктів.
Виявлення "слідових" кількостей металів в біологічних об'єктах є на сьогодні однією з актуальних аналітичних задач, важливих як для біології так і медицини.
Біологічні об'єкти являють собою предмет особливої цікавості для застосування фотоіонізуючого метода, так як дозволяють виявити його важливу якість - нечутливість до інших елементів, крім того що аналізується. Це означає, що не треба ніякого попереднього розділення проб. Це було доведено експерементами [71] по фотоіонізаційному виявленню залишків Al в крові. Обрання алюмінію пов'язано не лише легкістю його детектування, але й з тим, що він є одним з елементів, що цікавить токсикологію. До цьго часу залишається не з'ясованою роль цого елемента в метаболізмі живих організмів. Складність цієї задачі полягає, що тяжко створити "безалюмінієвих" дієт через широку розповсюдженість цьго елемента в навколишньму середовищі.
Аналітича процедура прямого виявлення Al в крові полягала в наступному: кров в звичайному стані об'ємом 40 мкл вносили до тигелю, що являв собою танталовий стаканчик, та висушували на повітрі пи температурі 90-100?С на протязі 3-5 хвилин. Процес озоленння і атомізації сухого залишка проводилось в вакуумній камері. При проведенні цих процесів важливо вибрати такий режим нагрівання тигля, щоб озолення не призводило до до суттєвого погіршення вакуума до 10-4 Тор. Водночас цей процес повинен проходити достатньо швидко, щоб не прризвести до термічного випарення залишку без атомізації. При досліді температура тигля при озоленні підвищувалась до 1500?С в п'ять етапів на протязі 10 хвилин. Малюнок 1
Малюнок 1 демонструє залежність іонного сигналу від часу випарення для 40 мкл крові (а) при поступовому підвищенні температури тигля (б) [71].
Повний сигнал алюмінія для досліджуваної проби визначався сумарною "селективною" площею (різниця між повним та фоновим сигналом) під кривою сигнала (мал. 1,а ). Відповідаючі такому сигналу значення концентрації алюмінія визначали по градуювальній характеристиці, побудованій для водяних розчинів AlCl3 . Правомірність такої калібровки була перевірена шляхом добавок. При цьму в тигель вводилося 40 мкл крові і 40 мкл розчину AlCl3 З вмістом Al 100 мкг/л. Отриманий від такої суміші сигнал алюмінія в межах похибки вимірів (близько 10%) виявився рівним сумі сигналів від компонентів при незалежному їх аналізі. Цим було доведено відвутність впливу матриці крові на вихід алюмінія при термічній атомізації в вакуумі. Результати вимірів вмісту алюмінія в пяти зразках крові лежать в межах 230+_50мкг/л.
ТАБЛИЦЯ 1
Елемент |
Матриця |
Концентрація елемента в матриці % |
Межа виявлення, в ат.% |
Література |
Yb |
Водний розчин YbCl3 |
5 ?10-7 |
2 ?10-9 |
[49] |
Na |
Кристал CdS |
2 ? 10-6 |
2 ? 10-10 |
[51] |
Кристал Ge |
2 ? 10-8 |
5 ? 10-9 |
[54] | |
Al |
Кристал Ge |
2 ? 10-7 |
10-9 |
[53] |
Водний розчин AlCl3 |
2 ? 10-7 |
2 ? 10-10 |
[59] | |
Морська вода |
2 ? 10-7 |
10-7 |
[59] | |
Кров |
3 ? 10-5 |
2 ? 10-7 |
[71] | |
B |
Кристал Ge |
2 ? 10-7 |
5 ? 10-9 |
[43] |
Ru |
Морська вода |
(1-3)? 10-10 |
3 ? 10-12 |
[65] |
Тверда порода |
10-4 - 10-9 |
10-10 |
[65] |
В таблиці 1 приведені результати рямого виявлення методом лазерної фотоіонізаційної спектроскопії в вакуумі ряду елементів в різних речовинах. В неоптимізованих експерементальних умовах досягнуті результати, що є граничними для найбільш чутливих аналітичних методів.
Таблиця 2
Метод |
Межа визначуваного елемента, в %(водні розч.) |
Експерементальна межа визначення в матриці, в % |
Селективність по елементам |
Атомно-абсорбційна спектрометрія |
10-4 -10-9 |
10-4 -10-7 |
Середня |
Іскрова мас-спектрометрія |
10-5 - 10-8 |
10-5 - 10-7 |
Висока |
Нейтронно-активаційний аналіз |
10-5 - 10-9 |
10-5 - 10-9 |
Середня |
Лазерна флуорисцентна спектрометрія |
10-6 - 10-11 |
10-5 - 10-8 |
Висока |
Лазерна ступінчата фотометрія |
10-11 - 10-14 |
10-8 - 10-12 |
Дуже висока |
Для метода лазерної фотоіонізаційної спектроскопії є також резерви досягнення меж визначення на один - два порядка шляхом вдосконалення конструкції атомізатора, підвищення ефективності та селективності лазерної фотоіонізації, позбавлення від неселективного іонного фону та інше.
Проведений експеремент визнав універсальний характер метода фотоіонізаційної спектроскопії в поєднанні з вакуумною термічною атомізацією речовини і відкрив широкі перспективи використання його як нового аналітичног метода. Крім того, лазерна ступінчата фотоіонізація атомів в вакуумі має перспективи комбінації з іншими способами атомізації, припускається пряме поєднання з масс-спектрометром і різними способоми виділенн селективних іонів.
Видно, що достоїнства розглянутого метода - чутливість реєстрації на рівні оденичних атомів в об'ємі взаємодії з лазерним випромінюванням, можливість прямого аналіза об'єктів в їх звичайному стані, винятковість неконтрольованих домішок шляхом атомізації речовини в вакуумі, можливість виділення селективного корисного сигналу на рівні фона в одному вимірі і роздільної реєстрації поверхневих і об'ємних домішок в твердих зразках - дозволяють використовувати його для аналіза слідів більшості елементів практично в в якій завгодно матриц.
Похожие статьи
-
Ще однією можливістю підвищення зрізу фотоіонізації атома є збудження на останній стадії в автоіонізаційний стан. Автоіонізаційний стан (АС)- це стани...
-
Аналіз біологічних об'єктів. - Лазерний атомно-фотоіонізаційний спектральний аналіз
Виявлення "слідових" кількостей металів в біологічних об'єктах є на сьогодні однією з актуальних аналітичних задач, важливих як для біології так і...
-
Розробка нових аналітичних методів визначення ультранизьких вмістів елементів в різних речовинах є на сьогодні актуальною для багатьох галузей сучасної...
-
В цьму методі, атом з проміжного стану збудження під границю іонізації в рідберговський стан і потім іонізується імпульсом електричного поля. Дослідження...
-
Схеми ступінчатої фотоіонізації. - Лазерний атомно-фотоіонізаційний спектральний аналіз
В методі лазерної багатоступінчатої фотоіонізації атоми збуджуються лазерним випромінюванням в проміжний високолижачий стан в одну або декілька супінів,...
-
При такому способі збуджений атом іонізується допоміжним лазерним випромінюванням або випромінюванням, що використовується в на одному з ступінів...
-
Розробка нових аналітичнх методів визначення ультранизьких вмістів елементів в різних речовинах є насьогодні актуальною для багатьох галузей сучасної...
-
Лазерная аналитическая спектроскопия "НАУКА" Москва 1986 Подані посилання на наступну літературу: 49. Беков Г. И. Егоров А. С.- ЖАХ 1983 т. 8 ст. 429 51....
-
Використана література: - Лазерний атомно-фотоіонізаційний спектральний аналіз
Лазерная аналитическая спектроскопия "НАУКА" Москва 1986 Подані посилання на наступну літературу: Беков Г. И. Егоров А. С.- ЖАХ 1983 т. 8 ст. 429. Акилов...
-
Щоб значно спростити задачу транспортування і подальшого зберігання газу, його необхідно зріджувати. Додаткова умова - це охолодження природного газу,...
-
Кристали сульфіду цинку, активовані іонами Мn2+, досліджуються вже досить давно. Будь-яке дослідження спектрів ФЛ кристалів, буде далеко не повним без...
-
Існує досить багато різноманітних методик оцінки фінансового планування підприємства. Найчастіше застосовуються методики на основі фінансових...
-
Материал и профилировка валков станов холодной прокатки. - Холодная прокатка листов
Валки станов холодной прокатки испытывают воздействие очень высоких контактных давлений, которые, как правило, в несколько раз превышают величину предела...
-
Холодная прокатка трансформаторной стали на отечественных заводах осуществляется на одноклетевых реверсивных(рис.1), трехклетевых и пятиклетевом...
-
Даний підхід являє собою прогнозування попиту на продукцію вугільної промисловості регіону на основі показників, що випереджують його в часі. Найбільш...
-
Для кращого розуміння і аналізу зміни досліджуваних явищ у часі статистичні дані, що їх характеризують, необхідно систематизувати у хронологічному...
-
Вступ - Типові неметали - галогени, їх характеристика, властивості і сполуки
До головної підгрупи VII групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва входять: Фтор F, Хлор Cl, Бром Br, Йод J та Астат At. Загальна назва цієї...
-
Атомно-молекулярное учение. Основные понятия химии - Основные понятия неорганической химии
Все вещества сост. из атомов. В химию понятие атома ввел Ломоносов: ат. разные, ат. каждого вида один. М/у собой, но отлич. от атомов др. вида., ат....
-
Розвиток будь-якого підприємства потребує визначення його реального планування та ефективності його фінансово-господарської діяльності, у зв'язку з чим...
-
Определение атомных масс - Великие открытия Йенса Якоба Берцелиуса
Работы Берцелиуса были направлены на определение атомных масс. Ему удалось идентифицировать атомные массы 45 химических элементов, которые в 1818 были...
-
Побудова та аналіз простої лінійної економетричної моделі
Мета - закріплення теоретичного матеріалу та здобуття практичних навичок побудови та аналізу однофакторної економетричної моделі й перевірки її...
-
Функцією у = f(x) називається така відповідність між множинами D і Е, при якій кожному значенню змінної х відповідає одне й тільки одне значення змінної...
-
Вихідними продуктами для виробництва полівінілхлориду є рідкий вінілхлорид і вода. Вінілхлорид (CH2 = CHCl) - білі пластинки, легкорозчинні у воді....
-
Організаційна структура підприємства ЗАТ "Годинникар" є юридичною особою і діє на підставі статуту і законодавства України. Підприємство створено...
-
Графіки, що ілюструють зміну статистичних явищ у часі, називаються Динамічними . Для зображення динаміки явищ використовують лінійні, стовпчикові,...
-
В основі методології фінансово-економічного аналізу лежить діалектичний метод, тобто економічні явища, що вивчаються, аналізуються, розглядаються у...
-
Статистичний аналіз використання паливно енергетичних ресурсів Запорізької області за 2012-2016 рр
Статистичний аналіз використання паливно енергетичних ресурсів Запорізької області за 2012-2016 рр. Енергетика - одна з найголовніших сфер економіки, від...
-
Положення підприємства багато в чому визначається його фінансовим станом, у зв'язку з чим аналізові фінансових результатів діяльності надається велике...
-
Победа атомно-молекулярного учения - Естественнонаучные концепции развития химических знаний
В XIX в. четко определились два основных раздела химии: органическая и неорганическая. В конце столетия в самостоятельную отрасль оформилась физическая...
-
Поряд з оцінкою інвестиційних проектів за критерієм ефективності здійснюється їхня оцінка за рівнем інвестиційного ризику і рівнем ліквідності. Мірою...
-
Алкильная составляющая с тем или иным весом входит в состав молекулы большинства органических соединений, по этой причине качество прогнозирования...
-
Детекторы для ВЭЖХ - Высокоэффективная жидкостная хроматография
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) используется для детектирования полярных нелетучих веществ, которые по каким-либо причинам не могут...
-
Задача регрессии. Метод наименьших квадратов Ищу функцию регрессии в виде (1*). Оценки коэффициентов нахожу с помощью Метода Наименьших Квадратов (МКВ),...
-
Каталітичний крекінг - Алкани як паливо. Октанове та цетанове число
Значно вищі октанові числа бензинів, які одержують в процесі каталітичного крекінгу (у порівнянні з термічним крекінгом), пояснюється головним чином...
-
ЙОД Сировиною для промислового одержання йоду служать нафтові бурові води, морські водорості, а також маткові розчини чилійської (натрієвої) селітри, що...
-
ЙОД ЙОД - І хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, належить до галогенів (у літературі зустрічається також символ J); атомний номер...
-
КАУЧУК І ГУМА, ДЖЕРЕЛА НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКУ, ВЛАСТИВОСТІ КАУЧУКУ - Каучук і гума
Каучук - речовина, що одержується з каучуконосних рослин, що ростуть у тропіках і утримуючих молочну рідину (латекс) у коренях, стовбурі, гілках, чи...
-
Властивості титану - Титан та його властивості
У періодичній системі елементів Менделєєва титан має порядковий номер 22. Атомна маса природного титану, обчислена за результатами досліджень його...
-
Метод термического разложения солей в крайне ограничен-ных масштабах применяется только для получения небольших количеств особо чистых рубидия и цезия,...
-
Вплоть до 1980-х электронная ионизация (EI) была основным способом ионизации для анализа масс. Однако EI ограничивала химиков и биохимиков малыми...
Іонізація через автоіонізаційний стан. - Лазерний атомно-фотоіонізаційний спектральний аналіз