WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Развитие лазерных методов ионизации в масс-спектрометрии органических соединений ...»

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное государственное бюджетное учреждение наук

и

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

На правах рукописи

Пенто Андрей Владимирович

Развитие лазерных методов ионизации в масс-спектрометрии

органических соединений

01.04.21 - лазерная физика

Диссертация на соискание учёной степени

кандидата физико-математических наук

Научный руководитель:



кандидат физико-математических наук С.М.Никифоров

Москва 2015

Оглавление

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Методы ионизации с использованием лазерного излучения

1.1.1 Селективная фотоионизация

1.1.2 Ионизация лазерной плазмой на поверхности образца (LAMMA)

1.1.3 «Мягкая» лазерная десорбция-ионизация (Soft LDI)

1.1.4 Лазерная десорбция-ионизация, активированная матрицей (MALDI)

1.1.5 Поверхностно-активированная лазерная десорбция-ионизация (Surface Assisted Laser Desorption Ionization, SALDI)

1.2 Исследование режима лазерной десорбции

1.2.1 Рефлектрон как энергетический селектор

1.2.2 Метод дрейфа в бесполевом промежутке (FFDM)

1.2.3 Задержанная экстракция DEM (delayed extraction method)

1.3 Режим десорбции в SALDI

1.4 SALDI масс-спектрометр для анализа растворов

1.5 Методы масс-спектрометрического анализа биологических образцов при атмосферном давлении.

1.5.1 Однофотонная ионизация

1.5.2 УФ ионизация органических соединений при атмосферном давлении

1.6 Заключение.

Глава 2. Исследование процесса десорбции ионов в SALDI методом задержанной экстракции 47

2.1 Экспериментальная установка

2.1.1. Масс-анализатор с блоком задержанной экстракции и система сбора данных........... 48 2.1.2 Лазерная система

2.1.3 Исследованные химические соединения

2.1.4 Методика обработки экспериментальных данных

2.2. Разработка методики формирования SALDI-активного слоя на поверхности подложки для получения отрицательных ионов

2.3. Оценка параметров энергетического распределения десорбированных ионов.................. 61

2.3 Определение вероятности ионизации в режиме регистрации отрицательных ионов в методе SALDI

2.4 Выводы

Глава 3. SALDI масс-спектрометр для анализа жидких проб

3.1 Устройство SALDI масс-спектрометра

3.1.1 Масс-анализатор

3.1.2 Лазерная система

3.1.3 Интерфейс ввода пробы

3.2. Исследованные химические соединения

3.3. Анализ растворов лекарственных препаратов

3.3.1. Оптимизация параметров лазерного излучения

3.3.2. Оптимизация параметров нанесения пробы

3.3.3 SALDI масс-спектры лекарственных соединений

3.3.4 Воспроизводимость результатов анализа

3.3.5. Чувствительность анализа

3.4. Выводы

Глава 4. Применение лазерной плазмы в качестве ионизатора органических соединений при атмосферном давлении

4.2. Описание экспериментальной установки.

4.3. Изучение механизмов ионизации аналитических соединений

4.3.1 Характерные особенности образования ионов при анализе газофазных образцов.... 100 4.3.2. Исследование механизмов ионизации летучих органических соединений............... 103

4.4 Определение порогов обнаружения

4.4.1 Порог обнаружения в газообразных соединений

4.4.2 Порог обнаружения при абляции твердых образцов.

4.5 Оценка пространственного разрешения

4.5.1 Оценка разрешения с использованием третьей гармоники Nd:YAG.

4.5.2 Оценка разрешения с использованием CO2 лазера.

4.6 Получение масс-спектрометрических изображений

4.6.1 Масс-спектрометрическое изображение модельного объекта

4.6.2 Масс-спектрометрическое изображение биотканей

4.7 Выводы

Заключение

Использованная литература

Введение

Актуальность темы Масс-спектрометрия органических соединений чрезвычайно интенсивно развивается в течение последних десятилетий, поскольку это один из основных источников получения информации о сложных биологических объектах. Для масс-спектрометрического анализа необходимо получить ионы вещества исследуемого объекта в газовой фазе с минимальной фрагментацией и максимальной эффективностью.





Весьма перспективным и высокочувствительным методом анализа органических соединений с молекулярной массой до1000 а.е.м. является метод SALDI (Surface Assisted Laser Desorption Ionization). В этом методе молекулы исследуемых соединений адсорбируются из раствора или газовой фазы на специально приготовленную нано структурированную поверхность кремния, затем импульсным лазерным излучением десорбируются уже в виде ионов и анализируются время пролётным масс-анализатором. По ряду соединений порог обнаружения может достигать 20 молекул в см3 [А3].

Хотя основное понимание механизмов формирования ионов в SALDI процессе к настоящему моменту сложилось [1], некоторые вопросы, имеющие ключевое практическое значение при проектировании и создании масс-спектрометрического оборудования с источником ионов методом оставалось невыясненным. Неизвестно влияние SALDI, напряжённости внешнего электростатического поля на эффективность десорбции ионов в SALDI. Неизвестен также вид энергетического распределения десорбированных ионов в SALDI и влияние на него плотности энергии десорбирующего лазерного излучения.

Второй, чрезвычайно актуальной задачей в настоящее время является массспектрометрический экспресс анализ органических объектов при атмосферном давлении в состоянии «как они есть», т.е. без процедуры предварительной подготовки пробы. Это позволяет сохранить исходный химический состав анализируемого объекта без изменений и сокращает время анализа. Поскольку метод SALDI ориентирован, в первую очередь, на анализ в газовой фазе или анализ растворов, а формирование ионов происходит в вакууме, решение этой задачи в рамках SALDI, таким образом, не представляется возможным. Предложенный в этой работе способ ионизации излучением лазерной плазмы позволяет проводить массспектрометрический анализ без предварительной пробоподготовки и получать массспектрометрические изображения реальных биологических объектов при атмосферном давлении.

Цель и задачи работы Целью предлагаемой работы явилось развитие двух лазерных методов ионизации в массспектрометрии органических соединений. Это метод с использованием SALDI наноструктурированных кремниевых материалов в качестве эмиттеров ионов, а также новый метод ионизации излучением лазерной плазмы при атмосферном давлении. Для достижения поставленных целей требовалось решить следующие задачи:

Разработать экспериментальную установку для изучения десорбции ионов в процессе 1.

SALDI с использованием задержанной экстракции.

Изучить влияние внешнего электростатического поля на эффективность десорбции ионов 2.

в процессе SALDI и получить вид распределений кинетических энергий десорбированных ионов. Исследовать влияние плотности энергии десорбирующего лазерного излучения на вид этих распределений.

Разработать и создать узел сопряжения масс-анализатора типа QTOF (Время пролетного 3.

масс-спектрометра с ортогональным вводом ионов через газонаполненный транспортный квадруполь, Quadrupole-time-of-flight) и системы транспорта подложек из области атмосферного давления в камеру масс-спектрометра на основе вращающегося шара для анализа растворов методом SALDI. Определить пороги обнаружения по ряду лекарственных препаратов при анализе их методом SALDI.

Создать установку для масс-спектрометрического анализа органических объектов при 4.

атмосферном давлении на основе масс-анализатора с вводом ионов из области атмосферного давления и ионизацией излучением лазерной плазмы.

Разработать метод анализа твёрдых органических объектов при атмосферном давлении 5.

без предварительной подготовки пробы в режиме реального времени с использованием лазерной абляции и ионизацией излучением лазерной плазмы, определить пороги обнаружения этого метода анализа. Получить масс-спектрометрические изображения реальных биологических объектов, определить пространственное разрешение такого метода анализа.

Научная новизна Показано, что эффективность десорбции ионов в процессе SALDI не зависит от 1.

напряжённости внешнего электростатического поля. Методом задержанной экстракции определён вид энергетических распределений десорбированных ионов в процессе SALDI.

Показано, что изменение плотности энергии лазерного излучения выше порога десорбции ионов не оказывает существенного влияния на вид энергетических распределений десорбированных ионов в процессе SALDI.

Разработан интерфейс сопряжения масс-анализатора типа QTOF и узла ввода SALDI 2.

подложек с нанесённой жидкой пробой на основе вращающегося шара. С использованием прибора QTOF, оборудованного таким интерфейсом, определены чувствительности анализа растворов лекарственных препаратов методом SALDI.

Предложен способ ионизации излучением лазерной плазмы при атмосферном давлении.

3.

Определён и исследован механизм образования ионов в этом способе ионизации.

Показано, что основным механизмом ионизации молекул органических соединений этим способом является протонирование, а источником протона являются присутствующие в атмосферном воздухе молекулы воды.

Предложен масс-спектрометрический способ анализа химического состава вещества при 4.

атмосферном давлении, включающий лазерную абляцию и ионизацию продуктов абляции исследуемых образцов излучением лазерной плазмы. Научная новизна способа анализа подтверждена патентом РФ 2539740.

Определены пороги обнаружения при анализе предложенным способом как для летучих 5.

соединений, находящихся в следовых концентрациях в атмосферном воздухе, так и для нелетучих соединений, поток которых создавался лазерной абляцией анализируемых образцов.

Практическая значимость Полученные данные о режимах десорбции ионов в SALDI процессе и влиянии напряжённости внешнего электростатического поля и плотности энергии десорбирующего излучения на вид энергетических распределений ионов необходимы при проектировании массспектрометров с ионными источниками на основе SALDI.

Показана возможность количественного анализа лекарственных препаратов в жидких пробах методом SALDI с использованием масс-анализатора типа QTOF с системой ввода проб из области атмосферного давления. Полученные результаты могут быть использованы для высокочувствительного экспресс-анализа биологических жидкостей.

Предложен новый метод масс-спектрометрического анализа твёрдых органических образцов в состоянии «как они есть» в режиме реального времени при атмосферном давлении на основе лазерной абляции и ионизации продуктов абляции излучением лазерной плазмы.

Способ может быть применён при анализе пищевых продуктов, в криминалистике, в системах обеспечения безопасности, при анализе и идентификации реальных биологических тканей, в т.ч. онкологических.

Защищаемые положения

1. Внешнее электростатическое поле не оказывает влияния на эффективность десорбции ионов в процессе SALDI.

2. Изменение плотности энергии лазерного излучения выше порога десорбции не оказывает существенного влияния на вид энергетических распределений десорбированных ионов в SALDI.

3. Использование интерфейса сопряжения ввода SALDI подложек с нанесённой жидкой пробой с масс-анализатором рефлектроном с ортогональным вводом ионов через транспортный квадруполь (QTOF) обеспечивает детектирование аналитов в растворах на уровне единиц фемтомоль вещества, введенного в прибор.

4. При ионизации органических молекул при атмосферном давлении излучением лазерной плазмы основным каналом передачи заряда является протонирование, а источником протона являются присутствующие в атмосфере молекулы воды.

5. Способ ионизации при атмосферном давлении излучением лазерной плазмы обеспечивает протонирование соединений с низкой энергией сродства к протону и, таким образом, существенно расширяет классы анализируемых соединений.

6. Способ ионизации излучением лазерной плазмы в сочетании с лазерной абляцией позволяет производить масс-спектрометрический анализ твёрдых органических объектов при атмосферном давлении и получать их масс-спектрометрические изображения с разрешением на уровне 30 мкм.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на российских и международных конференциях:

Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи IV «Фундаментальные вопросы масс-спектрометрии и ее аналитические применения» памяти В.Л.

Тальрозе (10-14 октября 2010 г., г.Звенигород Московской обл.), Пятый съезд ВМСО - IV Всероссийская конференция с международным участием «Массспектрометрия и ее прикладные проблемы») (05-09 сентября 2011 г., г. Москва, пос.

Московский), VIII Всероссийская конференция по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитикаиюня — 2 июля 2011 г., г. Архангельск) 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics (May 20 - 24, 2012 Vancouver, Canada) The Conference on Innovations in Mass Spectrometry Instrumentation INN MASS SPEC 2013 (St. Petersburg, Russia, 14–18 July 2013) IX Всероссийская конференция «Экоаналитика-2014» (г. Светлогорск, 23 июня – 28 июня 2014 года).

Публикации Основные результаты работы опубликованы в 7 статьях в отечественных журналах списка ВАК и 1 зарубежном журнале, получен 1 патент на изобретение.

Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка цитируемой литературы из 150 наименований. Диссертация изложена на 127 страницах, содержит 55 рисунков и 6 таблиц.

–  –  –

На сегодняшний день масс-спектрометрия является наиболее информативным методом анализа состава вещества и широко применяется при анализе органических и биоорганических соединений. Для решения некоторых важных задач в этой области применение известных методов ионизации, таких как ионизация электронным ударом или химической ионизации не является эффективным в силу ряда недостатков, присущих этим методов. Это низкая вероятность ионизации в газовой фазе на уровне 10-5 – 10-6, что является ключевым ограничением для величины порога обнаружения. Это и значительная фрагментация сложных молекул при ионизации электронным ударом. При анализе сложных смесей большое количество фрагментов делает задачу идентификации индивидуальных соединений в составе смеси чрезвычайно сложной, а подчас и невозможной. По этой причине поиск и развитие «мягких» методов ионизации, т.е., не приводящих к значительной фрагментации сложных молекул, является чрезвычайно актуальной задачей для масс-спектрометрии органических соединений.

Открытие «мягких» способов ионизации электрораспылением (электроспрея) [2, 3] и MALDI[4], произвело революцию в органической масс-спектрометрии. В частности, метод MALDI, матрично-активированная лазерная десорбция–ионизация, позволил получать ионы биологических макромолекул m/z200000 и более, вплоть до 1 МДа [5]. Это открытие дало мощный толчок к развитию наук о жизни, привело к появлению отдельного научного направления «-омик» (протеомика, метаболомика), а электроспрей и MALDI в 2002 г. были удостоены Нобелевской премии по химии и на данный момент являются де-факто основными в масс-спектрометрии биоорганических макромолекул. Несмотря на достигнутые успехи, каждый из методов ионизации не лишён недостатков, что обуславливает необходимость поиска новых подходов. Разработка новых способов ионизации является одной из основных задач современной масс-спектрометрии. Особое место занимают способы ионизации с использованием лазерного излучения.

1.1 Методы ионизации с использованием лазерного излучения 1.1.1 Селективная фотоионизация Лазерные методы ионизации появились практически сразу после изобретения лазеров[6].

Дальнейшее развитие лазерной техники определило развитие и появление новых лазерных методов ионизации. Выделилось два основных направления развития. Первое – непосредственная ионизация молекул или атомов анализируемого соединения в газовой фазе в результате резонансного поглощения лазерного излучения. Процесс может быть реализован по нескольким схемам, общей чертой которых является предварительное селективное возбуждение атомов или молекул в некоторое промежуточное состояние квантами лазерного излучения, энергия которых недостаточна для ионизации. После чего происходит ионизация только атомов или молекул, находящихся в возбуждённом состоянии дополнительным лазерным излучением или столкновением с другими частицами.

Еще в начале 70х были предприняты первые успешные попытки в этом направлении. Для разделения изотопов и элементного анализа была предложена и селективная двухступенчатая резонансная фотоионизация [7, 8]. Возможности метода двухступенчатой резонансной фотоионизации были продемонстрированы в работах [9, 10] на примере ионизации атомов рубидия. Позже такой подход был применён для ступенчатой ионизация органических молекул [11]. Сочетание резонансной ионизации с лазерной абляцией твердой кремниевой мишени и замороженной жидкости позволило реализовать достаточно низкие пороги обнаружения [12, 13]. Однако, главный недостаток метода в его резонансности. Невозможно получить одновременно весь спектр анализируемых соединений именно в силу резонансности канала ионизации.

Метод не получил широкого распространения также из-за сложности лазерных установок, обеспечивающих плавную перестройку длины волны излучения в УФ области спектра и высокой фрагментации ионизируемых соединений.

1.1.2 Ионизация лазерной плазмой на поверхности образца (LAMMA) Второе направление развития лазерных методов ионизации – лазерная десорбцияионизация(LDI – laser desorption-ionization). Метод подразумевает лазерное воздействие на поверхность твёрдого или жидкого вещества, что приводит к образованию ионов этого вещества в газовой фазе.

Одной из первых реализаций сочетания LDI с времяпролётными масс-анализаторами стали приборы типа LAMMA (Laser Microprobe Mass Analysis) [14].

Для испарения и ионизации использовался мощный импульсный Nd:YAG с модуляцией добротности (длительность импульса – 15 нс, мощность 1010-1011 Вт/см2 в пятне диаметром 0,5 мкм после генератора 4й гармоники = 265 нм и фокусировки). Импульс лазера испаряет образец в исследуемой области и создаёт над его поверхностью микроплазму, состоящую в основном из нейтральных молекул, фрагментов, атомов и ионов материала исследуемого образца. Ионы имеют преимущественно единичный заряд. Масс-спектр этой плазмы затем регистрируется системой сбора данных.

Приборы этого класса пригодны главным образом, для элементного анализа, и не получили широкого применения в анализе сложных органических веществ из-за низкой чувствительности и значительной фрагментации.

1.1.3 «Мягкая» лазерная десорбция-ионизация (Soft LDI) Как было отмечено выше, одно из основных требований к способу ионизации органических молекул является низкий уровень фрагментации. Одним из первых успешных результатов поисков в этом направлении стала работа Антонова и Летохова по лазерной десорбции-ионизации нуклеиновых кислот и антрацена [15] излучением KrF лазера на длине волны 249 нм при плотности мощности 3*104 – 3*106 Вт/см2.

Порошки индивидуальных веществ, нуклеиновых кислот и антрацена, наносились на нержавеющие подложки, помещались в камеру времяпролётного масс-спектрометра и подвергались импульсному лазерному воздействию. В масс-спектре наблюдались молекулярные ионы исследуемых соединений, практически отсутствовала фрагментация.

Однако, точность определения масс 1 а.е.м. в этом эксперименте не позволяла определить, каким ионам соответствуют пики в масс-спектре: молекулярным ионам исследуемых соединений или их протонированным молекулам.

Загрузка...

Несколько позже Карас, Бахманн и Хилленкамп обнаружили, что ионы аминокислоты аланина могут быть успешно получены под воздействием импульсного излучения 4й гармоники Nd:YAG лазера на смесь аланина и аминокислоты триптофана[16]. Триптофан хорошо поглощает ультрафиолет и способствует ионизации аланина, прозрачного в этом диапазоне.

Позже, такой подход с использованием уже никотиновой кислоты в качестве «матрицы», позволил получить квазимолекулярный ион полипептида меллитина массой более 2843 а.е.м.

[17] Дальнейший поиск методов лазерной ионизации органических макромолекул привёл к появлению метода ионизации при помощи «ультратонких металлических порошков с жидкой матрицей» [18]. В этой работе К. Танака использовали глицериновую матрицу с добавлением наночастиц кобальта диаметром 300 А. Анализируемая проба смешивалась с матрицей и наносилась на металлическую подложку, подложка вводилась в вакуумную камеру времяпролётного масс-анализатора Shimadzu LAMS-50K. Затем проба в течение небольшого времени высушивалась в камере для удаления летучих компонентов и подвергалась воздействию импульсного азотного лазера, длина волны излучения - 337 нм, длительность импульса - около 10 нс. Авторам работы удалось зарегистрировать квазимолекулярные ионы мультимера([7xM + H]+) белка лизоцима куриного яйца массой более 100 000 а.е.м., что явилось на тот момент революционным результатом. На рис. 1.1 приведён масс-спектр лизоцима, полученный авторами. Пики ионов мультимеров лизоцима с соответствующей кратностью отмечены на рисунке.

Рис.1.1. Масс-спектр белка лизоцима куриного яйца, полученный авторами [18]. Пики мультимеров квазимолекулярных ионов с их кратностью отмечены на рисунке.

Авторы констатировали невозможность получения ионов макромолекул без добавления в пробу ультратонкого порошка. Среди ключевых факторов, создающих условия для ионизации макромолекул отметили большую удельную площадь поверхности порошка наночастиц и эффективное поглощение лазерного излучения ими. Танака показал, что подбором соответствующей матрицы и длины волны лазерного излучения можно обеспечить ионизацию протеинов, за что в 2002 был удостоен Нобелевской премии.

В настоящее время среди методов лазерной десорбции-ионизация, в соответствии с рекомендациями IUPAC, выделяют два основных направления: MALDI и SALDI [19].

1.1.4 Лазерная десорбция-ионизация, активированная матрицей (MALDI) Практически одновременно с работой Танаки была опубликована работа Караса и Хилленкампа применили подход с использованием поглощающей лазерное излучение органической матрицы к ионизации биоорганических макромолекул. В работе [4] в качестве матрицы использовалась никотиновая кислота. Раствор анализируемого вещества смешивался с раствором никотиновой кислоты, капля получившегося раствора наносилась на металлическую подложку и высушивалась. Концентрация матрицы при этом на несколько порядков превосходила концентрацию аналита. Затем металлическая подложка с каплей вводилась в вакуумную камеру времяпролётного масс-анализатора эффективной длины 2,5м и подвергалась импульсному воздействию 4й гармоники лазера Nd:YAG, длина волны излучения - 266 нм, длительность импульса - 10 нс.

Авторам удалось зарегистрировать ионы молекулярной массы более 110000 а.е.м., этот метод анализа авторы назвали «matrix-UVLDI», matrix ultraviolet laser desorption-ionization[4].

Впоследствии метод получил название MALDI – matrix assisted laser desorption-ionization, или лазерная десорбция ионизация, активированная матрицей. Метод MALDI впоследствии получил широкое распространение, поскольку оказался более эффективен в ионизации тяжёлых органических молекул, чем метод, предложенный Танакой.

Дальнейшие усилия по развитию метода MALDI были направлены на поиски различных веществ для использования в качестве матриц и подбора оптимальных параметров лазерного воздействия для десорбции и ионизации [20-26]. В качестве матрицы использовались, в основном органические кислоты. Применялись различные типы лазеров: TEA CO2 лазер, Er:YAG лазер, 3я и 4я гармоники Nd:YAG лазера, азотный лазер и др.

Стандартная схема анализа с использованием MALDI выглядит следующим образом.

Жидкий раствор изучаемого вещества и матрицы наносится на специальную металлическую подложку и высушивается. Изучаемое вещество должно быть сокристаллизовано с матрицей.

Как правило, вещества матрицы на несколько порядков больше, чем изучаемого вещества.

Затем подложка вводится в вакуумную камеру времяпролётного масс-анализатора. Как правило, это – рефлектрон. На поверхность подложки с пробой воздействуют лазерным импульсом. Матрица должна эффективно поглощать десорбирующее лазерное излучение. Под действием лазерного излучения происходит электронное, как в случае использования ультрафиолетовых лазеров, или колебательное возбуждение матрицы в случае использования ИК лазеров.

Поглощение лазерного излучения приводит к взрывному испарению и перевода матрицы и анализируемого вещества в газовую фазу с формированием области локально высокого давления, называемой «факелом» или «плюмом». На рис.1.2 приведено изображение факела, полученное методом LIF (laser induced fluorescence) [27].

Рис. 1.2. Изображение эволюции во времени факела MALDI, полученное методом LIF (laser induced fluorescence) в работе [27].

Хотя характерное время лазерного воздействия составляет величину несколько нс, время существования плотного столкновительного факела может быть значительно больше, по разным оценкам, порядка мкс [28, 29]. Факел играет ключевую роль в MALDI, поскольку различные процессы, протекающие там, в конечном счёте, приводят к передаче заряда молекуле исследуемого соединения [28, 30]. Физика процессов, протекающих в факеле чрезвычайно сложна и по настоящий момент остаётся предметом изысканий. Хотя однозначного понимания процессов, приводящих к передаче заряда, не сложилось, был выделен ряд характерных черт, присущих ионизации методом MALDI: матрица должна поглощать десорбирующее лазерное излучение и быть эффектривным донором протона, обеспечивая протонирование анализируемых соединений в плотном факеле. Изучению процессов, проходящих в факеле и передачи заряда молекулам исследуемого соединения посвящено большое количество работ, как экспериментальных, так и теоретических, в том числе обзоров[28, 30, 31]. В настоящее время MALDI является основным методом анализа высокомолекулярных биоорганических соединений.

Конструктивные особенности MALDI масс-спектрометров Процесс образования ионов в MALDI обладает рядом особенностей, которые необходимо учитывать при построении масс-спектрометров с источником ионов этого типа. В первую очередь, MALDI является импульсным источником ионов, по этой причине оптимальным решением является использование времяпролётного масс-анализатора в сочетании с этим источником ионов.

Одним из основных параметров любого масс-спектрометра является его разрешающая способность. Среди ключевых факторов, ограничивающих разрешение времяпролётного прибора – начальный разброс скоростей и пространственных положений ионов в ускоряющем промежутке. Полностью устранить влияние этих факторов невозможно в силу особенностей процесса образования ионов, однако это влияние можно частично компенсировать. Ряд технических решений, позволяющих это осуществить, стал неотъемлемой частью всех современных MALDI приборов.

Задержанная экстракция и двухсеточный источник Для улучшения разрешения времяпролётного масс-анализатора с импульсной ионизацией электронным ударом в 1955 Вили и МакЛареном [32] была предложена схема с применением задержанной экстракции. Подход подразумевает подачу напряжения на электроды ускоряющего промежутка спустя некоторое время после образования там ионов.

Схематично конструкция прибора приведена на рис.1.3. В участке (1) электрическое поле напряжённостью Es создаётся между сплошным электродом (2) и первой сеткой. На расстоянии s до неё образуются ионы, отмечено звёздочками на рисунке. После вылета из промежутка (1) ионы затем дополнительно ускоряются в промежутке (3) с напряжённостью поля Ed, затем попадают в промежуток свободного пролёта(4) с нулевой напряжённостью электрического поля и дают сигнал на коллекторе (5). В качестве коллектора может выступать вторичный электронный умножитель.

Рис. 1.3. Схема двусеточного времяпролётного прибора, предложенная Вили и Маклареном [32]. 1 – область образования ионов, ограниченная электродом 2 и первой сеткой. 3

– участок доускорения, 4 – свободнопролётный участок, 5 – коллектор ионов.

Время пролёта в приборе зависит от s, начального положения иона в промежутке (1).

Путём подбора соотношения напряжённостей полей Es и Ed такая геометрия позволяет добиться пространственной фокусировки, то есть минимизировать влияние на разрешение прибора разброса начальных положений ионов. А подбор длительности задержки с момента образования ионов до включения ускоряющего поля Es(при этом, в промежутке 3 напряжённость поля неизменна и равна Ed) позволяет добиться энергетической фокусировки (time lag focusing), то есть минимизировать влияние начального разброса кинетических энергий ионов на время пролёта, следовательно, разрешение прибора.

Задержанная экстракция нашла своё применение в масс-спектрометрах с лазерной десорбцией-ионизацией, в том числе MALDI, для компенсации начального распределения скоростей и пространственных положений и улучшения и, таким образом, разрешающей способности [15, 33-37]. В настоящее время задержанная экстракция применяется практически во всех коммерческих MALDI масс-спектрометрах.

Рефлектрон Ускоряющий промежуток времяпролётного масс-анализатора представляет собой, по сути, плоский конденсатор, один из электродов которого – сетка и проницаем для ионов.

Разброс скоростей ионов в эквипотенциальной плоскости ускоряющего промежутка определяется процессом ионизации и может быть весьма значительным. В результате этого времена пролёта ионов одной массы будут отличаться, что ограничивает разрешение массанализатора. Компенсировать это позволяет подход, предложенный Алихановым в 1957 г [38], реализованный позже Мамыриным.

В 1973 г. Мамырин предложил и реализовал двухсеточную отражательную систему, с двумя областями однородного электрического поля [39], устанавливаемую в противоположном по отношению к ускоряющему, конце пролётного промежутка. Выбор параметров отражательной системы позволяет сделать время пролёта ионов одной массы практически не зависящим от их начальной энергии. Прибор с такой отражательной системой был назван авторами «рефлектроном».

Рефлектрон получил широкое применение в приборах с импульсной лазерной десорбцией-ионизацией[14, 40, 41], в том числе, с MALDI[42].

Как правило, эти два подхода, ионную отражательную систему и задержанную экстракцию, применяют в совокупности, поскольку это позволяет добиться лучшего разрешения [37].

–  –  –

Метод MALDI в настоящее время является основным и наиболее распространённым методом масс-спектрометрического анализа биоорганических веществ. Это обусловлено рядом обстоятельств.

MALDI позволяет переводить в газовую фазу и ионизовать высокомолекулярные 1.

нелетучие соединения, обеспечивая при этом низкую их фрагментацию.

MALDI является импульсным ионным источником, что позволяет эффективно 2.

использовать его совместно с времяпролётным масс-анализатором. Времяпролётный анализатор, вообще говоря, не имеет ограничения диапазона регистрируемых масс, что даёт возможность наиболее полно раскрыть потенциал этого метода.

Для использования с методом MALDI на сегодняшний день разработано и 3.

существует большое количество масс-анализаторов, обладающих высоким разрешением и высокой точностью определения масс.

Однако, метод обладает ограничениями, делающими невозможным применение MALDI для решения некоторых важных задач.

В масс-спектре MALDI всегда присутствуют пики ионов матрицы. Поскольку 1.

матрицы значительно больше, чем анализируемого соединения, присутствует сильный фон матрицы в массовом диапазоне до 600 а.е.м. Анализ низкомолекулярных соединений поэтому затруднён.

В ряде случаев пробоподготовка может быть осложнена тем, что несмотря на 2.

существование универсальных матриц, таких, как например, DHB или aCHCA, нет матриц, одинаково хорошо подходящих для ионизации всех классов соединений. Зачастую, подбор матрицы происходит экспериментальным путём. Поэтому для подбора матрицы под конкретную задачу необходимо располагать хотя бы ориентировочными сведениями о составе анализируемой пробы.

Метод MALDI является методом качественного анализа. Связано это в первую 3.

очередь с тем, что процесс сокристаллизации анализируемого вещества с матрицей черезвычайно чувствителен ко внешним условиям, практически неконтролируем, а потому плохо воспроизводим.

MALDI подразумевает жидкостное нанесение пробы и, будучи ориентированным 4.

на работу с нелетучими или малолетучими соединениями, непригоден для анализа летучих веществ и газов.

Потребность решения этих задач мотивировало развитие альтернативных методов лазерной десорбции-ионизации на основе приборной базы MALDI, поиск новых подходов и материалов эмиттеров ионов.

1.1.5 Поверхностно-активированная лазерная десорбция-ионизация (Surface Assisted Laser Desorption Ionization, SALDI) Поиски универсальной матрицы с низким уровнем фона в диапазоне малых масс и развитие идеи Танаки привели к появлению подхода с применением суспензии графитовых микрочастиц размером 2 мкм и 10-150 мкм в глицерине[43]. Матрица этого типа хорошо поглощала излучение азотного лазера 337 нм, применяемого для десорбции. Было показано, что эта матрица, в отличие от распространённых матриц MALDI, не даёт сплошного фона в массспектре в области низких масс, а все присутствующие пики легко интерпретируются. Отмечая роль поверхности микрочастиц, авторы назвали метод «surface assisted laser desorptionionization» или SALDI. Этот подход был развит в работе [44]. Оказалось, что основной механизм передачи заряда молекулам аналита это – их катионизация ионами натрия и калия.

Отмечено, что частицы графита за счёт сильного оптического поглощения на длине волны лазерного воздействия 337 нм являются эффективным посредником передачи энергии лазерного излучения в нагрев жидкой составляющей пробы с аналитом.. Однако, порог обнаружения метода оставалась довольно низким, на уровне пмоль. Кроме того, отмечалось загрязнение ионно-оптических элементов масс-анализатора частицами графита. Поскольку эти частицы обладают электропроводностью, возможны нежелательные утечки и пробои.

Следующим шагом в развитии метода SALDI стало использование суспензию микрочастиц графита в замороженном водном растворе аналита в качестве матрицы. Для десорбции-ионизации использовался лазер Nd:YAG с параметрическим преобразованием частоты = 3,28 мкм. Авторам удалось получить масс-спектры ряда пептидов, при этом порог обнаружения составил величину порядка фмоль. Обнаруженное авторами обстоятельство, что замороженный водный раствор аналита без добавления частиц графита не даёт аналитического сигнала, послужило отправной точкой для дальнейшего развития SALDI, состоящего в использования твердотельных подложек вместо суспензии микро- или наночастиц.

В дальнейшем развитии SALDI выделилось два направления. Одно продолжает идею, предложенную Танакой [18], другое представляет собой развитие подхода с использованием только твердотельных подложек [45].

SALDI с использованием наночастиц Как отмечалось выше, было установлено, что наночастицы в SALDI являются посредником в передаче энергии лазерного излучения анализируемому веществу.

Использование наночастиц снижает уровень фонового сигнала в области низких масс по сравнению с MALDI, позволяет упростить процедуру пробоподготовки. Было исследовано большое количество различных классов наночастиц, среди которых кремниевые наночастицы [46] и нанонити [47], оксиды титана [48] и цинка [49], сульфида цинка [50], углеродные нанотрубки [51-55].

Несмотря на то, что SALDI с использованием наночастиц оказался методом, пригодным для анализа широкого класса соединений, он обладает недостатками присущими методу MALDI. Во-первых, это – низкая воспроизводимость и, как следствие, невозможность проведения количественного анализа, во вторых, метод требует жидкостного нанесения и ориентирован на анализ жидких образцов, а потому непригоден для анализа летучих и газобразных веществ.

В этом контексте, применение твердотельных подложек как эмиттеров ионов в SALDI, представляется более перспективным.

SALDI с углеродных поверхностей Следующий шаг в развитии SALDI был сделан авторами работы [56], где активированный уголь был использован в качестве субстрата для нанесения пробы и эмиттера ионов одновременно. На подложку наносился раствор аналитов в метаноле и глицерине. Для десорбции-ионизации использовался азотный лазер = 337 нм. Авторами были получены спектры ряда веществ: некоторых аминокислот, пептидов, пуриновых оснований. В массспектрах отсутствовал сплошной фон в области низких масс, наблюдались некоторые фоновые пики в том числе, ионов натрия и калия. Аналитические вещества чаще всего в спектре были представлены пиками протонированных молекул. Пороги обнаружения были порядка 100 фмоль.

Этот метод был также использован для анализа других низкомолекулярных соединений:

жирных кислот [57] и синтетических полимеров [58]. Отмечена существенно более низкая фрагментация, чем в MALDI [59].

Применение подложек-эмиттеров ионов на основе графена для анализа аминокислот позволило достичь порогов обнаружения на уровне 1-100 пмоль. Фрагментация исследованных соединений практически полностью отсутствовала [60].

Отсутствия необходимости сокристаллизации с матрицей делает процесс количественного нанесения и анализа пробы более контролируемым. Сопоставимая с MALDI чувствительность и отсутствие сплошного фона матрицы в области низких масс делает метод привлекательным для анализа лёгких нелетучих или малолетучих соединений. Однако, анализировать летучие и газообразные соединения при помощи этого метода по-прежнему не представляется возможным.

SALDI с кремниевых поверхностей Наиболее эффективными эмиттерами ионов показали себя кремниевые материалы. Их применению в качестве эмиттеров ионов в SALDI посвящено значительное количество работ.

Новым и существенным шагом в развитии SALDI с твердотельных поверхностей стала работа Суздака, в которой в качестве эмиттера ионов было предложено использовать пористый кремний [61]. Подход был назван авторами DIOS – Desorption – Ionization On Silicon. На подложку пористого кремния наносился раствор анализируемого вещества и высушивался.

Затем подложка помещалась в стандартный MALDI прибор. Десорбция ионов производилась излучением азотного лазера. Был продемонстрирован порог обнаружения на уровне 700 аттомоль по пептидам при низком уровне фрагментации. Пористый кремний обычно получают путём электрохимического травления в растворах HF [62], В результате такой обработки на поверхности кремния формируется слой пор и кристаллитов характерного размера от единиц до сотен нм [63].

Однако, свежеприготовленный по такой технологии пористый кремний химически нестабилен. Поверхностный слой окисляется, формируя диэлектрическую плёнку, делая невозможным применение подложки в качестве эмиттера ионов. Другой недостаток субстратов такого типа – неоднородность травления даже в пределах поверхности одного образца, что ведет к ухудшению воспроизводимости в SALDI масс-спектрометрическом анализе с использованием такой подложки. И, наконец, в процессе электрохимического травления происходит загрязнение кремниевой подложки химическими веществами, в частности щелочными и щелочноземельными металлами. Пористая поверхность эффективно адсорбирует углеводороды из атмосферного воздуха, что приводит к появлению нежелательного фона в масс-спектре. Масс-спектры, получаемые при применении таких подложек в качестве эмиттеров ионов, характеризуются химическим шумом, что затрудняет, а в ряде случаев делает невозможным детектирование определяемых соединений [64].

Защитить от окисления в атмосферном воздухе получаемую активную поверхность позволяет добавление иода в электролит при травлении. Это даёт возможность хранить приготовленную подложку в течение длительного времени. Однако, это не решает проблему однородности при формировании активного слоя [65].

Альтернативным методом получения наноструктурированных пористых кремниевых подложек является травление кремниевых подложек парогазовой смесью, содержащей фтористоводородную кислоту и окислитель Метод характеризуется большей [66].

воспроизводимостью и меньшим загрязнением получаемого активного слоя.

Для получения наноструктурированных кремниевых поверхностей, используются методы, такие как PECVD – plasma enhanced chemical vapor deposition, химическое осаждение из газовой фазы, усиленное плазмой. Этот метод позволяет получать покрытия высокой чистоты за счёт разложения H2:SiH4 в СВЧ-плазме. Этот процесс является и более контролируемым, чем процесс травления. В результате этого процесса, в зависимости от режима, происходит рост пористого кремния 1.4б или кремниевых наноколонн на поверхности подложки, рис.1.4а.

Субстрат такого рода может быть эффективно применён как SALDI-эмиттер ионов [67, 68].

Рис. 1.4. Кремниевые наноколонны (а) и пористый кремний (б), полученные методом PECVD. Изображение получено на электронном микроскопе.[68].

Известен и ряд других поверхностей, эффективно применяемых в качестве SALDIсубстратов, процесс получения которых достаточно хорошо контролируем и воспроизводим.

Это «nanocavity array» [69] рис. 1.5(а) и NAPA (nanopost arrays) [70] рис. 1.5.(б), получаемые ионным травлением, кремниевые нанонити (SiNWs – Silicon NanoWires, коммерческое название

– NALDI), получаемые CVD-осаждением из газовой фазы [47] рис. 1.5(в), LISMA (Laser Induced Microcolumn Array) полученный лазерным структурированием поверхности кремния в жидкостях или газах [71] рис.1.5 (г).

Важной особенностью активной поверхности типа NALDI является заметно более низкий, чем в DIOS или MALDI, порог плотности энергии лазерного излучения для получения ионов адсорбированных органических молекул. Это связано по-видимому, с ограничением теплопроводности, вызванной структурой материала. Однако, под действием лазерного излучения слой нанонитей деградирует: плавится или испаряется [72].

Несмотря на то, что были достигнуты определённые успехи в контролируемом получении SALDI активной поверхности, остаётся ряд существенных недостатков. Приготовление наноструктурированных материалов SALDI эмиттеров ионов, подобным описанным выше, оказывается задачей значительной сложности, требующей отдельного дорогостоящего оборудования. Транспортировка активной поверхности в вакуумную камеру массспектрометра, а также нанесение пробы подразумевают воздействие окружающего воздуха на поверхность. Это может приводить к загрязнению активной поверхности примесями, находящимися в воздухе и появлению нежелательного фона в масс-спектре. А длительное хранение в атмосфере приводит к окислению поверхностных атомов и потере ионизационных свойств материала. Кроме того, лазерное излучение не может удалить всё анализируемое вещество с развитой поверхности пористого кремния, поэтому следы предыдущих анализов могут быть заметны в последующих. Этот недостаток присущ всем субстратам на основе пористого кремния или субстратов с развитой поверхностью, что является общей чертой описанных материалов.

Рис. 1.5. Изображения полученные при помощи электронного микроскопа а – nanoarrays (нанополости) [69], б – NAPA (nanopost array) [70], в – SiNWs (кремниевые нанонити) [72], г – LISMA (Laser Induced Microcolumn Array) [71].

Однако, тот факт, что аморфный кремний также является эффективным SALDI эмиттером [1], показывает, что развитость поверхности не является необходимым условием для формирования ионов в SALDI. Подложки аморфного кремния были получены СВЧ распылением кремния в атмосфере аргона, толщина аморфного слоя составляла 0,5 мкм, при этом поверхность аморфного кремния гладкая и не имеет неоднородностей такого типа, как материалы, описанные выше. В работе была впервые продемонстрирована возможность анализа методом SALDI при нанесении аналитических веществ на подложку-эмиттер из газовой фазы. Авторами реализовано сочетание газового хроматографа и линейного времяпролётного SALDI масс-спектрометра. Выходной капилляр хроматографа был установлен в специальный прогреваемый вакуумный ввод в камеру масс-спектрометра и располагался так, чтобы поток газа, выходящий из капилляра, был направлен на подложку.

Полученная чувствительность оказалась сопоставимой с DIOS. За счёт отсутствия пор, подложка аморфного кремния не имеет эффекта «памяти» предыдущих нанесений аналитических веществ, что позволяет эффективно проводить хроматомассспектрометрический анализ.

Тем не менее, аморфный кремний достаточно быстро терял ионизационные свойства.

Время хранения подложки в атмосфере составляло всего несколько дней.

Позже, идея нанесения из газовой фазы была развита нами в работе [А3], где нанесение аналитического вещества на подложку происходило непосредственно в камере массспектрометра при помощи ячейки Кнудсена.

Нанесение аналитов из газовой фазы обладает свойством накопления, то есть, при условии постоянного потока аналита на активную поверхность и в приближении независимости вероятности адсорбции от количества адсорбата, число молекул адсорбированных на поверхности эмиттера пропорционально времени экспозиции и площади активной поверхности.

В работе [1], а затем и в работе [А3] авторы эффективно использовали это важное свойство, применив сканирование десорбирующим лазерным излучением прямоугольного участка подложки, увеличив тем самым рабочую площадь активной поверхности и время накопления молекул аналита. Это позволило увеличить аналитический сигнал более, чем на 2 порядка.

В работе [1] было установлено, что ключевыми факторами эффективной ионизации в SALDI являются высокая концентрация структурных дефектов типа оборванных связей в приповерхностном слое и наличие функциональных протонодонорных групп на поверхности материала эмиттера ионов.

Понимание роли структурных дефектов в SALDI позволило предложить способ формирования материала с разупорядоченным поверхностным слоем для использования в качестве эмиттеров ионов [73]. В этом способе формирования эмиттера ионов на поверхность подложки полупроводникового материала воздействуют потоком импульсного лазерного излучения с интенсивностью, превышающей порог плавления этого материала. Затем обработанную подложку подвергают повторному воздействию лазерного излучения с интенсивностью, меньшей порога плавления используемого материала, в присутствии паров протонодонорного реагента.

В этом способе для структурного разупорядочения исходно правильной структуры используется импульсное лазерное излучение. При выборе соответствующей плотности энергии, длительности импульса (обычно - менее 10-8 сек) и длины волны лазерного излучения достигается плавление материала только в тонком поверхностном слое. При остывании расплава атомы не успевают выстроиться в правильную структуру с дальним порядком, и формируется аморфная и/или нанокристаллическая фаза [74] - поверхностный слой с высокой степенью разупорядочения.

Рис. 1.6. Зависимость ионного тока аналитического соединения при повторении процедуры подготовки активной поверхности эмиттера ионов.

Существенным достоинством этого способа является возможность приготовления активной поверхности непосредственно в вакуумной камере масс-спектрометра без выноса её на атмосферу. Процедура формирования активного слоя может многократно повторятся на поверхности полупроводника и обладает воспроизводимостью. Это обстоятельство даёт возможность в случае необходимости производить восстановление ионизационных свойств подложки. На рис. 1.6 приведен пример зависимости ионного тока аналитического соединения при трёхкратном повторении процедуры формирования активного слоя на одном и том же участке поверхности подложки кристаллического кремния [73]. На стадии воздействия плотностью энергии, превышающей порог плавления, регистрация ионов не производится (соответствует 0 ординат ионного тока на диаграмме).

Для создания и восстановления активного слоя использовался лазер с длительностью импульса 0.3 нс, длиной волны 355 нм при плотности энергии на поверхности образца 75 мДж/см2, излучение которого сканировало по поверхности подложки. После вызванного таким воздействием плавления поверхностного слоя кремния проводилась обработка с плотностью энергии 20 мДж/см2, что приводило к полному восстановлению ионизационных свойств образца Структурные изменения в материале, связанные с воздействием лазерного излучения, были изучены методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ). Для участков вне области воздействия лазерного излучения в ДБЭ наблюдалась характерная для монокристаллов с правильной структурой картина Кикучи линий.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 
Похожие работы:

«Минаков Дмитрий Вячеславович РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛОТНОЙ ПЛАЗМЫ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ И КВАНТОВОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ 01.04.08 – физика плазмы ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель к. ф.-м. н. Левашов Павел Ремирович Москва – 2015 Содержание Введение......................»

«ВОРОНЦОВА ЕВГЕНИЯ АЛЕКСЕЕВНА МЕТОД ОТДЕЛЯЮЩИХ ПЛОСКОСТЕЙ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОТСЕЧЕНИЯМИ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ЗАДАЧАХ АНАЛИЗА ДАННЫХ С НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЯМИ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный...»

«УДК 550.832 КОВАЛЕНКО Казимир Викторович СИСТЕМА ПЕТРОФИЗИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОРИСТОСТИ ГРАНУЛЯРНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ Специальность 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых» ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора...»

«Прощенко Дмитрий Юрьевич НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НОВЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ БИОСИЛИКАТОВ И ПОЛИМЕРОВ 01.04.21 – лазерная физика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: д.т.н. Майор Александр Юрьевич Владивосток 2015 Оглавление ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I....»

«ЗАХАРОВ ФЁДОР НИКОЛАЕВИЧ ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ УКВ В СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНОЙ ТРОПОСФЕРЕ НАД МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ Специальность 01.04.03 – Радиофизика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических...»

«ЕМЕЛЬЯНОВ НИКИТА АЛЕКСАНДРОВИЧ Структура и диэлектрические свойства наночастиц BaTiO3 c модифицированной поверхностью и композитного материала на их основе Специальность 01.04.07 – физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Сизов А.С. Курск – 2015...»

«ПАНЧЕНКО Алексей Викторович МАРКШЕЙДЕРСКАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ КРИВОЛИНЕЙНОГО В ПЛАНЕ БОРТА КАРЬЕРА Специальность 25.00.16 – Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр Научный руководитель: доктор технических...»

«Лекомцев Петр Валентинович НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДУКЦИОННЫМ ПРОЦЕССОМ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В СИСТЕМЕ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Специальность 06.01.03 – агрофизика Диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН Якушев В.П. Санкт-Петербург СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА...»

«Нажмудинов Рамазан Магомедшапиевич ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В ПОЛЯРИЗАЦИОННОМ ТОРМОЗНОМ ИЗЛУЧЕНИИ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ В ЧАСТИЧНО УПОРЯДОЧЕННЫХ СРЕДАХ Специальность 01.04.07 — Физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических...»

«АЛБАНТОВА АНАСТАСИЯ АЛЕКСАНДРОВНА ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С АНТИОКСИДАНТНОЙ И РОСТРЕГУЛИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ НА КЛЕТОЧНЫЕ И СУБКЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ 03.01.02 – Биофизика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Миль Елена Михайловна...»

«Панфилов Виктор Игоревич СТРОЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АБЛИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ГАФНИЯ 01.04.07 – физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: кандидат...»

«Чирская Наталья Павловна Математическое моделирование взаимодействия космических излучений с гетерогенными микроструктурами Специальность: 01.04.20 – физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника 01.04.16 – физика атомного ядра и элементарных частиц диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: доктор...»

«БОЯРЧЕНКО ОЛЬГА ДМИТРИЕВНА ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПЕРЕХОДНЫХ ЗОН В МНОГОСЛОЙНЫХ И ГРАДИЕНТНЫХ СВС-МАТЕРИАЛАХ Специальность 01.04.17 – Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Научный руководитель: кандидат технических наук А....»

«КУДАШОВ Егор Сергеевич ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ НАМЫВНЫХ ГИПСОНАКОПИТЕЛЕЙ Специальность 25.00.16 – Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр Диссертация на соискание ученой степени...»

«Трунина Наталья Андреевна ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ИММЕРСИОННЫХ АГЕНТОВ И НАНОЧАСТИЦ МЕТОДАМИ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ И НЕЛИНЕЙНОЙ МИКРОСКОПИИ 03.01.02биофизика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель доктор...»

«БАРАБАШ ТАТЬЯНА КОНСТАНТИНОВНА ФРАКТАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ МЕТОДАМИ РЭМ 01.04.07 – физика конденсированного состояния Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических...»

«Хомич Андрей Александрович ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ И РАДИАЦИОННОГО РАЗУПОРЯДОЧИВАНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ АЛМАЗА 01.04.07 – физика конденсированного состояния Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель кандидат физико-математических наук И.И. Власов Москва – 2015 Содержание Введение...»

«ХАЛИЛОВА ЗАРЕМА ИСМЕТОВНА УДК 517.98: 517.972 КОМПАКТНЫЕ СУБДИФФЕРЕНЦИАЛЫ В БАНАХОВЫХ КОНУСАХ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ В ВАРИАЦИОННОМ ИСЧИСЛЕНИИ 01.01.01 – Вещественный, комплексный и функциональный анализ Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Орлов Игорь Владимирович...»

«САВЕЛЬЕВ Денис Игоревич ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАТОПЛЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ Специальность 25.00.16 – Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр Диссертация...»

«ГУРИН Григорий Владимирович СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ВКРАПЛЕННЫХ РУД Специальность 25.00.10 – Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Научный руководитель: д.г.-м.н., проф. К.В. Титов Санкт-Петербург –...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.