Ученые зарегистрировали патент, который описывает новый вид ионной ловушки Пеннинга для масс-спектрометров очень высокого разрешения, основанных на ионном циклотронном резонансе. Новая ловушка решает проблему увеличения разрешения при анализе сложных молекулярных смесей и может быть интегрирована в вакуумную систему самых мощных в мире масс-спектрометров ионного циклотронного резонанса.
Масс-спектрометрия — метод, позволяющий определять состав смесей на основе измерения масс входящих в нее молекул. Самые мощные масс-спектрометры, способные разделять по массам большие молекулы с очень близкими массами, работают по принципу ионного циклотронного резонанса, когда детектируют сигналы от ионов, вращающихся в сильном магнитном поле, создаваемом сверхпроводящим соленоидом. Для повышения возможности такого разделения увеличивают магнитное поле.
Это очень дорогой способ, так как стоимость магнита со сверхвысоким полем исчисляется в миллионах долларов, но, даже несмотря на это, разрешение масс-спектрометра увеличивается не пропорционально величине магнитного поля. Научная группа члена-корреспондента РАН профессора Сколтеха Евгения Николаева выяснила, что причина этого в недостаточно высоком вакууме внутри ловушек — даже если использовать самые производительные вакуумные насосы — и нашла решение этой проблемы с помощью ионной ловушки нового типа.
Новую ловушку пока не изготовили, но протестировали ее свойства с помощью компьютерного моделирования, которое подтвердило возможность достижения максимального разрешения при увеличении магнитного поля.
«Используемая сейчас ловушка в ионных циклотронных масс-спектрометрах представляет собой замкнутый цилиндр, что не дает возможность получения ультравысокого вакуума внутри нее. Мы предложили модифицировать ее и создать ловушку открытого типа: она открыта с обоих концов, что позволяет беспрепятственно откачивать ее для поддержания необходимого вакуума. Мы надеемся, что наша ловушка будет нами изготовлена, а также будет изготовлена в лабораториях CША, в которых расположены масс-спектрометры с магнитами, создающими самые высокие магнитные поля, а компания Bruker (главный производитель масс-спектрометров такого типа) начнет серийный выпуск таких ловушек, как она сделала в случае разработанной нами ловушки с динамической гармонизацией, которой оснащаются все выпускаемые фирмой Bruker масс-спектрометры ионного циклотронного резонанса», – рассказывает Евгений Николаев.
Виктория Иманова, руководитель направления по управлению правами на результаты интеллектуальной деятельности сказала, что сама по себе процедура патентования за рубежом достаточно трудоемкая и дорогостоящая.
«Патентная заявка должна получить одобрение Роспатента, но также соответствовать всем требованиям патентоспособности иностранного ведомства. Успешное прохождение всех инстанций и выдача этого патента еще раз подтверждает, что исследования и технологии, над которыми работают ученые Сколтеха отвечают международным стандартам новизны и высокого уровня изобретательства и ориентированы на мировой рынок,» объяснила она.
По словам Евгения Николаева, масс-спектрометры с новым типом ловушки позволят повысить точность анализа биологических образцов и таких сложных соединений, как нефть, где уже с помощью ионного циклотронного резонанса удается обнаружить до 400 тысяч различных соединений.
Skoltech Communications
13.10.2021
Нет комментариев