logo
blue band back
  НОМЕРА ЖУРНАЛА "НП"

"Научное приборостроение", 2004, т. 14, № 2. ISSN 0868-5886

РЕФЕРАТЫ

А. Н. Веренчиков, Н. В. Краснов, Л. Н. Галль

ТАНДЕМНЫЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРЫ В БИОХИМИИ

В обзоре кратко рассмотрена история развития тандемной масс-спектрометрии (МС-МС) и выявлен быстрый прогресс в этой области, особенно в последнее десятилетие. Инструментальные аспекты МС-МС затронуты при описании принципов и аналитических характеристик наиболее популярных тандемов. Показан ряд приложений МС-МС в различных областях "науки о жизни", включая фармацевтику и протеомику. Особое внимание уделено динамике развития области и взаимному влиянию инструментальной базы и приложений. Значительный прогресс в развитии тандемных инструментов, как и революционный взрыв в биоинформатике сделали МС-МС наиболее чувствительным и специфическим и, как следствие, предпочтительным аналитическим методом в биохимии. В свою очередь биотехнология создала значительный рынок для (МС-МС)-приборов и стала существенно влиять на их развитие. В обзоре сделан акцент на то, что биотехнологи работают со сложными смесями (до 106 компонент), в большом динамическом диапазоне концентраций (до 106). Природа биотехнологических задач требует еще более совершенной (МС-МС)-аппаратуры, способной обеспечить более высокую чувствительность, специфичность и производительность (МС-МС)-анализов, а также их совместимость с различными методами разделения. Это, вероятно, приведет к значительным изменениям (МС-МС)-инструментов в ближайшем будущем.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 4–23

 

А. Н. Веренчиков

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ (МС-МС)-АНАЛИЗ ВО ВРЕМЯПРОЛЕТНОМ ТАНДЕМЕ.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, МЕТОД И СХЕМЫ ПРИБОРОВ

Для повышения скорости и чувствительности тандемного масс-спектрометрического (МС-МС)-анализа предложено использовать тандем из двух времяпролетных анализаторов (ВПА) в принципиально новом режиме "вложенных времен": медленное разделение родительских ионов в первом анализаторе происходит на миллисекундной временнoй шкале, а быстрая фрагментация и быстрый масс-анализ фрагментов во втором анализаторе — на микросекундной шкале. Режим вложенных времен позволяет осуществлять так называемый "параллельный анализ" фрагментных спектров для всех родительских ионов в рамках единичного цикла разделения в ВПА1. Для реализации метода предложены "медленные" ВПА нового типа, сочетающие поперечное удержание ионного пучка с высоким порядком времяпролетной фокусировки по энергии ионов. Для поперечного удержания предложены радиочастотные (РЧ) или периодические электростатические поля. В работе анализируются характеристики ключевых компонент тандема, включая "медленный" ВПА, ионный источник с накопителем ионов и фрагментную ловушку с быстрым пропусканием ионов.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 24–37

 

М. И. Явор, А. Н. Веренчиков

ПЛАНАРНЫЙ МНОГООТРАЖАТЕЛЬНЫЙ ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-АНАЛИЗАТОР, РАБОТАЮЩИЙ БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ ДИАПАЗОНА МАСС

Предложена схема многоотражательного времяпролетного масс-анализатора, ионы в котором последовательно отражаются от двух параллельных друг другу двумерных бессеточных электростатических зеркал. Пространственное удержание пучка ионов при большом количестве отражений и временнaя фокусировка в широком диапазоне энергий обеспечиваются оптимизацией полевого распределения в зеркалах.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 38–45

 

А. Н. Веренчиков, М. И. Явор

УСТОЙЧИВОСТЬ ИОННОГО ДВИЖЕНИЯ В ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЯХ

В работе исследованы вопросы устойчивого удержания ионов в периодических и неоднородных электростатических полях. В качестве примеров рассмотрены ионные каналы, образованные последовательностью линз, а также электростатические ловушки и многоотражательные времяпролетные масс-спектрометры, сформированные ионными зеркалами. В линейном приближении показано, что периодические плоско- и осесимметричные поля обладают фокусирующими свойствами и удерживают ионные пучки в большом диапазоне энергии ионов. Введено понятие эффективного удерживающего потенциала, характеризующего стабильность ионного движения как сопротивляемость системы внешним воздействиям, включая электростатические или магнитные отклонения или случайное рассеивание. Обнаружены эффекты нелинейной устойчивости ионного движения в периодических системах. Показано, что движение ионных пучков в зеркальных периодических системах становится более стабильным при компенсации хроматических аберраций.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 46–58

 

Ю. И. Хасин, А. Н. Веренчиков, М. А. Гаврик, М. И. Явор

ПЕРВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАНАРНОГО МНОГООТРАЖАТЕЛЬНОГО ВПМС

В статье приводится описание экспериментального макета нового времяпролетного анализатора, способного работать в миллисекундном диапазоне времени пролета. Основой ионно-оптической системы анализатора являются уникальные бессеточные плоские элестростатические зеркала. Для удержания ионного пучка в направлении дрейфа используется система из пяти электростатических линз. Экспериментально определен диапазон фокусировки зеркальной системы анализатора по энергии и полученные данные сопоставлены с результатами расчета. В процессе испытаний нового анализатора определены режимы работы зеркал при разных значениях энергии ионов и проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных, определены зависимости разрешающей способности и пропускания от энергии ионов. В диапазоне энергий ионов от 10 до 100 эВ получены масс-спектры, содержащие следы ионов щелочных металлов, содержащихся в алюминате цезия. Содержание этих ионов не превышало 2·10-5 от интенсивности ионов цезия. В процессе исследований нового анализатора определены особенности его настройки и пределы устойчивости по отношению к внешнему магнитному полю и пульсациям питающих напряжений.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 59–71

 

Ю. И. Хасин, М. А. Гаврик, М. И. Явор, В. Н. Демидов

ИМПУЛЬСНАЯ ЦЕЗИЕВАЯ ПУШКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МНОГООТРАЖАТЕЛЬНОГО ВРЕМЯПРОЛЕТНОГО МАСС-АНАЛИЗАТОРА

Описана процедура разработки импульсной малогабаритной ионной цезиевой пушки, работающей в диапазоне низких энергий ионов и формирующей пучок с заданными параметрами. Источником ионов цезия служит нагреваемый алюминат цезия. Пушка предназначена для использования в качестве тестового ионного источника при исследовании свойств нового времяпролетного анализатора. Приводятся расчетные и измеренные на макете пушки параметры формируемого ею пучка. Описаны особенности работы пушки в режиме формирования коротких (меньше 1 мкс) импульсов. Проводилось моделирование процедуры формирования коротких импульсов с помощью программы SIMION. Показано, что эффект банчинга позволяет добиться существенной временнoй фокусировки ионных пакетов, однако не позволяет получить импульсы короче 100 нс. При этом в значительной степени возрастает разброс ионов по кинетической энергии.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 72–79

 

Я. И. Лютвинский, Д. М. Петров, А. Н. Веренчиков, Ю. И. Хасин, М. А. Гаврик

СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО АНАЛИЗА В ВПМС-ТАНДЕМАХ

Описана система регистрации для времяпролетного масс-спектрометра на основе коммерческого быстродействующего АЦП с аппаратным накоплением сигнала АР100 фирмы Acqiris. Проведена оценка скоростных и временных параметров этой системы. Предложено понятие счетного режима использования АЦП при регистрации сигнала и исследованы особенности счетного режима подключения системы регистрации. Проведены испытания системы на действующем времяпролетном масс-спектрометре МХ5303 и на макете многоотражательного времяпролетного масс-анализатора. Эксперименты проводились под управлением собственного программного обеспечения, включающего алгоритмы быстрого сжатия (ЖХ-МС)-данных. Продемонстрирована пригодность системы регистрации для времяпролетных тандемов с параллельным двухмерным (МС-МС)-анализом.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 80–91

 

Д. М. Петров

СПОСОБЫ УНИФИЦИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ РЕГИСТРАЦИИ ВРЕМЯПРОЛЕТНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

В статье описывается проблема взаимодействия между собой различных уровней управления системой регистрации, получения данных, их обработки и представления результатов. Рассматриваются и анализируются существующие методы ее решения. Предлагаемая технология основана на OLE/COM-интерфейсах и COM-технологии, разработанной Microsoft.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 92–95

 

В. Макаров, А. Самокиш, Я. И. Лютвинский

МЕТОД ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗНАЧИМОЙ ИНФОРМАЦИИ ИЗ МАСС-СПЕКТРОВ ПЕПТИДОВ

Описан метод обработки масс-спектров пептидов с целью извлечения информации о массах молекул пробы. Предметом обработки является массив данных о молекулярных пиках, выделенных на стадии предварительной обработки. Метод основан на анализе и декомпозиции структуры масс-спектра и предполагает использование статистических данных о форме изотопных распределений молекулярных пиков пептидов, которые получены методом численного моделирования на множестве идеализированных масс-спектров пептидов. Приводится описание алгоритма, реализующего предложенный метод, а также результаты обработки набора тестовых данных.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 96–104

 

В. Макаров, Р. Бубляев, Д. М. Петров, Г. Галеев

АВТОМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА ВРЕМЯПРОЛЕТНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Описана система автоматической настройки времяпролетного масс-спектрометра с ортогональным вводом ионов в анализатор. Работа системы настройки основана на взаимодействии систем управления прибора и регистрации спектров. Приведено описание используемых алгоритмов автоматической настройки. В качестве результатов тестирования системы приведен ряд настроечных зависимостей, снятых в автоматическом режиме.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 105–108

 

А. В. Новиков, И. В. Назимов, В. А. Русанов, А. Н. Веренчиков, Н. В. Краснов

КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА ГЕННО-ИНЖЕНЕРНОГО ИНСУЛИНА ЧЕЛОВЕКА С ПОМОЩЬЮ ТАНДЕМА "МИКРОКОЛОНОЧНЫЙ ЖИДКОСТНЫЙ ХРОМАТОГРАФ— МАСС-СПЕКТРОМЕТР" В РЕЖИМЕ ПРЯМОГО ВВОДА ОБРАЗЦА

Проведены хроматографическое разделение и МС-анализ компонентов сложных смесей полипептидов в режиме "on-line" путем стыковки высокоэффективного жидкостного микроколоночного хроматографа МилиХром А-02 и времяпролетного масс-спектрометра с ортогональным источником и электрораспылением ионов МХ5303. Возможности тандема показаны на примере контроля содержания целевых и побочных продуктов на отдельных стадиях промышленного биотехнологического процесса получения генно-инженерного инсулина человека.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Новиков А.В., Веренчиков А.Н., Краснов Н.В.)

Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва
(Назимов И.В., Русанов В.А.)

Стр. 109–115

 

Е. П. Подольская, А. В. Новиков, О. А. Миргородская

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ СООТНОШЕНИЙ ГАЛОГЕН-МОДИФИЦИРОВАННЫХ 2’-ДЕЗОКСИУРИДИНОВ

Предложено использование метода масс-спектрометрии для количественной оценки концентрационных соотношений галоген-модифицированных дезоксиуридинов. Показана прямая зависимость между концентрационным соотношением компонентов смеси и интенсивностью сигналов. Установлено, что метод масс-спектрометрии вполне может быть применен к количественному определению галоген-модифицированных дезоксиуридинов, причем имеется возможность не только оценить концентрационное соотношение исследуемых соединений, но и дать достаточно точную количественную оценку.

Полный текст >>

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург

Стр. 116–120

ул. Ивана Черных, 31-33, лит. А., Санкт-Петербург, 198095, а/я 140
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su

контент: Иванова Н.В. дизайн: Куспанова Б.С.