СПОСОБ АНАЛИЗА ПРИМЕСЕЙ В ЖИДКОСТЯХ ИЛИ ГАЗАХ ПРИ ИХ МИКРОКАНАЛЬНОМ ИСТЕЧЕНИИ В ВАКУУМ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СВЕРХЗВУКОВОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА, СОДЕРЖАЩЕГО ИОНЫ И МЕТАСТАБИЛЬНО ВОЗБУЖДЁННЫЕ АТОМЫ, С ФОРМИРОВАНИЕМ И ТРАНСПОРТИРОВКОЙ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ИОНОВ В РАДИОЧАСТОТНОЙ ЛИНЕЙНОЙ ЛОВУШКЕ, СОПРЯЖЁННОЙ С МАСС-АНАЛИЗАТОРОМ

1. Способ структурно-химического анализа примесных соединений в растворах или газах, вытекающих в вакуум через капилляр, при формировании регистрируемых масс-анализатором ионов под воздействием сверхзвукового газового потока, содержащего ионы и/или метастабильно возбужденные частицы, на вытекающий анализируемый раствор или газ, отличающийся тем, что истечение анализируемого раствора или газа производится внутрь линейной радиочастотной ловушки, и упомянутый капилляр на выходном конце окружен цилиндрической оболочкой с некоторым зазором от стенок капилляра и отверстием для ввода сверхзвукового газового потока внутрь упомянутого зазора.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый поток буферного газа, содержащий смесь инертных газов, пропускают через источник электронной ионизации или зону тлеющего разряда в условиях, обеспечивающих формирование в этом потоке ионов и/или метастабильно возбужденных атомов, по крайней мере, некоторых из этих инертных газов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают подогрев до контролируемой температуры буферного газа на входе в систему формирования сверхзвукового газового потока, имеющую один или несколько цилиндрических каналов, с диаметром, сравнимым с длиной свободного пробега атомов газа и протяженностью, достаточной для формирования внутри них сверхзвуковых газовых струй.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что производят подогрев камеры, содержащей анализируемый раствор или газ, до заданной температуры.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что транспортировку регистрируемых ионов в масс-анализатор производят через упомянутую радиочастотную линейную ловушку, внутрь которой ввод анализируемого раствора или газа организуют через промежуток между стержнями в начале этой ловушки с выходом анализируемого раствора или газа на некотором удалении от оси этой ловушки.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что линейная радиочастотная ловушка является радиочастотным квадруполем.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что стержни первой половины радиочастотного квадруполя секционированы, а цепи электрического питания для первой и второй половин квадруполя таковы, что позволяют создание отдельно управляемого квазилинейного продольного постоянного поля в первой половине, независимо создаваемых постоянного напряжения во второй половине квадруполя и радиочастотных квадрупольных и осциллирующих полей для противоположных пар стержней для обеих половин квадруполя.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что входная и выходная диафрагмы квадруполя являются многослойными с чередующимися проводящими и диэлектрическими слоями, внешние слои этих диафрагм являются проводящими.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что проводящий слой упомянутой входной диафрагмы на стороне около квадруполя, разделен на секции, к которым приложены противофазные радиочастотные напряжения с управляемыми частотой и амплитудой.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в первой половине квадруполя создается тормозящее электрическое поле для ионов буферного газа; радиочастотное напряжение второй половины увеличено по сравнению с первой половиной так, что приводит к гибели ионов буферного газа и является приемлемым для фокусировки к оси квадруполя больших по m/z анализируемых ионов; напряжение первой секции выходной диафрагмы увеличено по сравнению с напряжением второй половины квадруполя, так чтобы достичь оптимального тока анализируемых ионов.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в первой половине квадруполя создается осциллирующее напряжение; амплитуда, направление и частота осцилляций выбираются оптимальными для регистрации желаемого потока выбранных анализируемых ионов.
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.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в анализируемом растворе в направлении его истечения создается электрическое поле, накапливающее перед выходным капилляром ионы раствора соответствующего знака; электрическое поле, возникающее внутри капилляра за счет контакта с ионами буферного газа, накопленных в квадруполе, препятствует выходу накопленных анализируемых ионов с вытекающим раствором, обеспечивая выход в зону формирования регистрируемых ионов в среднем нейтральных частиц из раствора.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что электроды, к которым прикладывается перепад напряжения для создания упомянутого электрического поля перед выходным капилляром покрывают тонкой диэлектрической пленкой, препятствующей процессам электролиза анализируемого раствора на этих электродах.
16. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что полярность электрического поля в анализируемом растворе в направлении истечения этого раствора меняется на противоположную, обеспечивая запуск пакета накопленных на входе в капилляр ионов раствора внутрь капилляра и их разделение по подвижности электрическим полем внутри капилляра.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что описанная по п. 16 процедура периодически повторяется с некоторой временной задержкой, обеспечивая поочередный запуск в зону формирования регистрируемых ионов в среднем нейтральных частиц, накопленных положительных ионов, снова нейтральных частиц и затем отрицательных накопленных ионов и т.д. с возможным накоплением масс-спектров соответственных ионов.
18. Способ по п. 14 или 17, 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 замещением выходящей через капилляр 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.
19. Способ по п. 2, отличающийся тем, что анализируемая газовая смесь или раствор вводится в камеру, в которой поддерживаются постоянные контролируемые давление и температура; производят последовательную регистрацию серий обзорных масс-спектров при ступенчатом изменении температуры камеры формирования анализируемого потока;
построением и применением к зарегистрированным сериям масс-спектров селективных цифровых фильтров, построенным для известных масс-спектров целевых соединений, определяют наличие и оценивают концентрацию ожидаемых целевых соединений в анализируемой смеси.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что для экспоненциально затухающих «хвостов» полученных распределений ионных токов с различными значениями m/z находят наилучшую в среднеквадратичном матрицу перехода от предыдущей совокупности значений упомянутых ионных токов к последующей такой совокупности; вычисляют собственные числа и собственные векторы найденной матрицы перехода; находят приемлемую по ожидаемой погрешности аппроксимацию упомянутых «хвостов» распределений линейной комбинацией минимального числа упомянутых собственных векторов с факторами экспоненциального затухания, определяемыми соответствующими собственными числами; принимают найденную совокупность таких собственных векторов за масс-спектры обнаруженных компонент в рассматриваемой совокупности данных, а вычисленные коэффициенты упомянутой линейной комбинации за приближенные оценки относительных вкладов этих компонент в анализируемую смесь; эти оценки могут быть уточнены путем проведения соответствующих калибровочных экспериментов.
21. Способ по п. 2, отличающийся тем, что анализируемая газовая смесь или раствор подвергаются воздействию сверхзвукового потока, содержащего смесь инертных газов и пропущенного через ионный источник электронной ионизации при различных энергиях ионизирующих электронов, которые обеспечивают существенные изменения в составе ионов и метастабильных атомов в потоке; сравнением зарегистрированных масс-спектров при подходящих энергиях электронов с соответствующими масс-спектрами целевого соединения делается вывод о наличии или отсутствии этого соединения в анализируемой пробе.