Ион-реагент NH4+(H2O). Механизм повышения специфичности приборов на основе спектрометрии ионной подвижности для обнаружения токсичных веществ в присутствии алканов

摘要

В приборах для обнаружения токсичных веществ на основе спектрометрии ионной подвижности с химической ионизацией при атмосферном давлении в качестве иона-реагента все чаще используют гидратированный аммоний NH4+(H20)n вместо обычно применяемого гидратированного гидроксония НзО+(Н20)n и ионов, предшествующих и сопутствующих его образованию. Использование гидратированного аммония позволяет повысить специфичность приборов в присутствии таких проблемных мешающих примесей, как отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания и пары моторных топлив. В настоящей работе обоснован механизм повышения специфичности в присутствии алканов, которые значительно преобладают в указанных мешающих примесях. В отсутствие аммиака, используемого для получения гидратированного аммония, химическая ионизация алканов происходит в результате быстрых экзоэргонических реакций с ионами, предшествующими (02+", ^2+", N4+', НгО"1"" и НзО+) и сопутствующими (NO+ и NO+(H20)) образованию гидратированного гидроксония. При добавлении аммиака эти ионы реагируют с ним и практически полностью расходуются в быстрых экзоэргонических реакциях. Тем самым аммиак подавляет химическую ионизацию алканов ионами-предшественниками и сопутствующими ионами. Химическая ионизация алканов непосредственно с помощью гидратированного аммония не протекает вследствие эндоэргоничности реакций и практически полного смещения их равновесия в сторону образования исходных реагентов. В итоге приборы не выдают ложноположительные сигналы при воздействии алканов. Кроме того, приборы не выдают ложно отрицательные сигналы при обнаружении аналитов в смеси с алканами, так как гидратированный аммоний практически не расходуется в реакциях с алканами.