СПОСОБ АНАЛИЗА ПРИМЕСЕЙ В ЖИДКОСТЯХ ПРИ ИХ ПРОСАЧИВАНИИ ЧЕРЕЗ ТРЕКОВУЮ МЕМБРАНУ С ФОРМИРОВАНИЕМ И ТРАНСПОРТИРОВКОЙ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ИОНОВ ЧЕРЕЗ РАДИОЧАСТОТНУЮ ЛИНЕЙНУЮ ЛОВУШКУ В МАСС-АНАЛИЗАТОР ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СВЕРХЗВУКОВОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА С ВОЗМОЖНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ В НЁМ МЕТАСТАБИЛЬНО ВОЗБУЖДЁННЫХ АТОМОВ

1. Способ структурно-химического анализа примесных соединений в растворах при просачивании упомянутых растворов в вакуум через трековую мембрану под действием атмосферного давления и электрического поля в каналах мембраны, отличающийся тем, что на поверхность мембраны воздействует сверхзвуковой поток буферного газа, облегающий выход и/или формирование ионов анализируемых соединений из раствора и транспортировку упомянутых ионов в масс-анализатор.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый поток буферного газа содержит смесь инертных газов и пропускается через источник электронной ионизации или зону тлеющего разряда в условиях, обеспечивающих формирование в этом потоке метастабильно возбужденных атомов, по крайней мере, некоторых из этих газов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивается подогрев до контролируемой температуры буферного газа на входе в систему формирования сверхзвукового газового потока.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что производится подогрев упомянутой трековой мембраны пропусканием электрического тока через напыленный проводящий слой на ее поверхности.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая транспортировка анализируемых ионов производится через радиочастотную линейную ловушку.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одна часть формирующих упомянутый газовый поток каналов направлена на поверхность упомянутой трековой мембраны, а другая часть - вдоль образующих, ортогональных острию слабо сходящегося клина, ось симметрии которого совпадает с осью упомянутой ловушки, а каналы расположены вокруг этой оси по обе стороны плоскости симметрии клина, острие клина расположено вблизи упомянутой мембраны и параллельно ее поверхности.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что параллельно упомянутому острию по направлению к упомянутой радиочастотной линейной ловушке устанавливается проволочный электрод, создающий потенциальную яму для кластерных ионов и заряженных капель, приложением к этому электроду соответствующего постоянного и радиочастотного напряжений с возможным его покрытием тонкой диэлектрической пленкой.
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что линейная радиочастотная ловушка является радиочастотным квадруполем.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что стержни радиочастотного квадруполя секционированы, а цепи электрического питания для первой и второй половин квадруполя таковы, что позволяют создание отдельно управляемых квазилинейных продольных постоянных, радиочастотных квадрупольных и независимо создаваемых осциллирующих полей для противоположных пар стержней.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что входная и выходная диафрагмы линейной радиочастотной ловушки являются многослойными с чередующимися проводящими и диэлектрическими слоями, внешние слои этих диафрагм являются проводящими.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что проводящий слой упомянутой входной диафрагмы на стороне, направленной в сторону радиочастотной ловушки, разделен на секции, к которым приложены противофазные радиочастотные напряжения с управляемыми частотой и амплитудой.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что линейная радиочастотная ловушка соосно сопряжена с масс-анализатором, в частности, это может быть времяпролетный масс-анализатор с ортогональным вводом ионов.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что для осуществления соосного сопряжения с масс-анализатором используют конический или клинообразный скиммер, входное отверстие или входная щель которого в его вершине расположены на оси линейной радиочастотной ловушки; расходимость клина, содержащего струи сверхзвукового газового потока, такова, что внутрь скиммера попадает не более 0,001 доли этого потока, обеспечивая приемлемый уровень давления остаточных газов в масс-анализаторе.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что производят последовательную регистрацию серий масс-спектров в выбранном диапазоне отношений масс к заряду при постепенном изменении состава носителей заряда в растворе, в котором предполагается или организуется наличие исследуемых биомолекул; изменение состава носителей заряда в растворе обеспечивается либо за счет различий в подвижностях ионов, выходящих с разной скоростью из каналов мембраны под действием электрического поля, либо замещением выходящей через каналы части анализируемого раствора специально подобранным буферным раствором; концентрации малых ионов - носителей заряда в анализируемом растворе определяются соответствующими датчиками; в масс-спектрах обнаруживаются пики, соответствующие многозарядным ионам исследуемой биомолекулы; производится декомпозиция получаемых многомерных зарядовых распределений для различных концентраций носителей заряда в растворе; из всей совокупности определяемых вероятностей удерживания различных носителей заряда отдельными ионогенными группами биомолекулы выбираются те, которые соответствуют равновесным процессам замещения носителей заряда в растворе и которые дают адекватные оценки констант равновесия этих процессов; совокупности таких оценок используют для характеризации структуры исследуемых биомолекул в растворе.
15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что энергию ионизирующих электронов в источнике электронной ионизации или напряжение в области газового разряда устанавливают на уровне, при котором в значительном количестве могут образовываться метастабильно возбужденные частицы основных компонент газового потока; при отсутствии продольного электрического поля во второй половине линейной ловушки в первой половине этой ловушки создают продольное электрическое поле, направленное против газового потока (противополе), которое тормозит интересующие ионы настолько, что максимальный регистрируемый поток этих ионов значимо уменьшается/увеличивается с приемлемым для измерений характеристическим временем установления прежнего уровня этого тока при ступенчатом увеличении/уменьшении напряженности противополя; создается нерезонансное осциллирующее поле в плоскости симметрии клина, содержащего струи газового потока, уменьшающее примерно вдвое регистрируемый ионный ток интересующих ионов; регистрируют при включении/выключении этого осциллирующего поля серии обзорных масс-спектров и анализируют с разделением экспоненциально релаксирующих вкладов во все пики масс-спектра; вклады, соответствующие определенному типу исходных ионов, должны обнаруживать совпадающие времена релаксации.
16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что при анализе ионов, образующихся в мембранном ионном источнике из нейтральных молекул, энергию ионизирующих электронов в источнике электронной ионизации устанавливают на уровне, при котором в буферном газе образуются метастабильно возбужденные атомы с энергией возбуждения, минимально достаточной для ионизации Пенинга анализируемого целевого соединения; в первой половине линейной радиочастотной ловушки создают близкое к предельно сильному радиочастотное поле, фокусирующее целевые ионы вокруг оси ловушки и приводящее к гибели на стержнях квадруполя ионы с меньшими m/z; создают там же нерезонансное осциллирующее поле между стержнями квадруполя в плоскости симметрии клина, содержащего струи сверхзвукового газового потока, с частотой, значимо меньшей резонансной частоты целевых ионов, и амплитудой, приводящей к значительной и увеличивающейся гибели ионов с m/z, большими, чем для целевых ионов; во второй половине упомянутой ловушки создают относительно слабое радиочастотное поле, фокусирующее подлежащие регистрации анализируемые ионы, включая ионы-продукты диссоциации целевых ионов; на внутренней поверхности выходной диафрагмы линейной ловушки устанавливают напряжение, отталкивающее исследуемые ионы, отклоняющиеся от оси линейной ловушки на расстояние больше радиуса выходного отверстия упомянутой диафрагмы, но пропускающее ионы, сфокусированные около оси линейной ловушки; создают во второй половине линейной ловушки резонансное для целевых ионов осциллирующее поле в плоскости симметрии клина, содержащего струи газового потока; при включении/выключении различных амплитуд резонансного осциллирующего напряжения производят измерения и анализ данных по п. 15.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что во второй половине линейной радиочастотной ловушки создают также резонансное осциллирующее поле в ортогональном направлении к первому резонансному полю и сдвинутое от этого первого поля по фазе на π/2; при включении/выключении двух резонансных осциллирующих напряжений с различными амплитудамии производят измерения и анализ данных по п. 15.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что во второй половине линейной радиочастотной ловушки создают также, как и в первой половине квадруполя, нерезонансное осциллирующее поле между стержнями квадруполя в плоскости симметрии клина, приводящее к отличиям релаксационных кривых ионов-продуктов от релаксационных кривых исходных ионов; построением многомерных селективных цифровых фильтров для всей совокупности данных производится выявление и оценка концентрации целевого соединения в исследуемой смеси.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что вместо резонансного осциллирующего поля при прохождении целевых ионов вблизи оси квадруполя под действием нерезонансного осциллирующего поля периодически создают импульсное электрическое поле подходящей амплитуды в направлении, ортогональном нерезонансным осцилляциям, перемещая тем самым точки «остановки» осциллирующих целевых ионов в область относительно высокой плотности газового потока; регистрируются релаксационные кривые ионного тока при включении/выключении последовательности импульсных полей различной амплитуды; построением многомерных селективных цифровых фильтров для всей совокупности данных производится выявление и оценка концентрации целевого соединения в исследуемой смеси.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что в «момент» остановки осциллирующих перемещенных «внутрь» газового потока ионов производят их импульсное последовательное ускорение-замедление вдоль газового потока либо в этот момент производится кратное увеличение амплитуды радиочастотного квадруполя на время, равное периоду резонансных осцилляций выбранных ионов.