Los espectrómetros de masas se utilizan ampliamente para analizar mezclas químicas y biológicas de gran complejidad. Los científicos de Skoltech han desarrollado una nueva versión de un espectrómetro de masas que utiliza frecuencias de rotación de moléculas ionizadas en campos magnéticos fuertes para medir masas con mayor precisión (FT ICR). El equipo ha diseñado una trampa de iones que garantiza el máximo poder de resolución en campos magnéticos ultrafuertes. La investigación fue publicada en la revista Química analítica .

La trampa de iones tiene la forma de un cilindro formado por electrodos, con campos eléctricos y magnéticos generados en su interior. Las masas exactas de los iones de la muestra de prueba se pueden determinar a partir de sus frecuencias de rotación. Los electrodos deben crear un campo armonizado de una forma particular tal que los iones roten de manera predecible. Una trampa con un campo de este tipo se denomina celda armonizada dinámicamente (DHC).

El DHC fue inventado en 2011 por Evgeny Nikolaev, profesor del Centro Skoltech de Ciencias e Ingeniería Computacional e Intensiva en Datos (CDISE). Aunque en realidad el campo de la célula es de naturaleza muy compleja y no está armonizado, para iones de rotación rápida en el campo magnético, todavía parece armonizado debido al efecto de promediado, de ahí el nombre de la celda. Hasta aquí, la mejor trampa en términos de precisión de medición del espectro, El DHC se ha utilizado ampliamente en espectrómetros de masas comerciales y de investigación con una alta demanda de precisión e integrado en el espectrómetro de masas de campo magnético más potente del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético en Tallahassee. FLORIDA.

Los imanes súper fuertes cuestan decenas de millones de dólares. Se supone que la precisión de la medición de masa aumenta linealmente con la fuerza del campo magnético, pero no es así:en realidad, el patrón no es lineal, y el aumento de la precisión es mucho más lento de lo esperado.

Los científicos asumieron que la no linealidad ocurre porque el nivel de vacío en la celda no es suficiente, no importa qué tan avanzadas sean las bombas. Desarrollaron una trampa con ambos extremos abiertos para facilitar la evacuación de los gases residuales y la llamaron "Celda Zig-Zag".

"Ahora, nuestro laboratorio está fabricando la nueva celda que usaremos para experimentos para verificar si nuestras suposiciones y predicciones teóricas son correctas, y si lo son la trampa pondrá nuevamente en su lugar la relación lineal entre la precisión de la medición del espectro de masas y la fuerza del campo magnético, asegurando así una mayor precisión a valores muy altos de intensidad de campo magnético. El hecho de que la precisión aumenta con un aumento en la fuerza del campo magnético significa que la trampa potencialmente ayudará a crear el espectrómetro de masas más preciso de todos. "dice Anton Lioznov, un doctorado estudiante en Skoltech.

Según el líder del estudio, Profesor Evgeny Nikolaev, Los espectrómetros de masas con un nuevo tipo de celda garantizarán una mayor precisión para muestras biológicas y mezclas complejas. como el aceite, donde incluso los espectrómetros de masas existentes de este tipo con el DHC pueden detectar hasta 400, 000 compuestos.