Статичні мас-спектрометри в даний час можна розділити по класах у такий спосіб:

1) прилади 3-го класу із роздільною силою, до кількох сотень а.о.м.;

2) прилади 2-го класу із роздільною силою, 103-2*104 а.о.м.;

3) прилади 1-го класу із роздільною силою 2*104—1*105 а.о.м.;

4) прилади супер-класу із роздільною силою > 105 а.о.м.

Прилади надвисокого дозволу розробляються в деяких лабораторіях світу, в основному з метою удосконалення системи ядерних ваг. Найбільш високі параметри отримані на приладі Стівенса в США і на приладі Матсуда в Осакському університеті в Японії (відповідно близько 1 млн. і, очевидно, деяким вище 1 млн.)

Для дослідження органічних сполук необхідні прилади 2 і 1-го класів, причому роль останніх особливо зросла після того, як була показана важливість дозволу мультиплетів у молекулярному аналізі, особливо при встановленні структури складних органічних сполук. Висока роздільна сила, досягається звичайно подвійним фокусуванням по напрямку і швидкостям за допомогою магнітних і електричних полів, дія яких може бути одночасною чи послідовною.

Розглядаючи питання поділу й аналізу іонів, не можна не торкнутися застосування різних мас-аналізаторів для досліджень метастабільних переходів, що дозволяють одержати унікальну інформацію про розпад даного іона, особливо важливу при якісному аналізі складних сумішей. Метастабільні іони можна використовувати також для встановлення структури вихідного іона і визначення різного напрямку розпаду ізомерів. Одним з найбільш чутливих методів дослідження метастабільних іонів є метод Барбера-Елліота, у якому звичайні іони дефокусуються електростатичним аналізатором мас-спектрометра з подвійним фокусуванням. Метод дозволяє знайти всі метастабільні переходи, що ведуть до даного вторинного іона, і дозволяє визначити масу цього вторинного іона з високою точністю. Однак визначення маси вихідного іона може бути помилковим, а для встановлення кінетичної енергії, що вивільняється при утворенні іонів, необхідно здійснити дуже складні операції.

Було запропоновано для вивчення метастабільних іонів використовувати часопроточний мас-спектрометр. При звичайних оперативних умовах вторинні іони і нейтральні частки, що утворяться при розпаді метастабільного іона в безпольовому просторі, не можуть бути помічені; вони досягають детектора одночасно зі своїми недисоційованими первинними іонами. Цей факт пояснюється тим, що метастабільний розпад не змінює значною мірою швидкість продуктів. Однак метастабільний розпад змінює їхню кінетичну енергію, так що вони можуть бути розділені в електростатичному полі, наприклад, у другому часопроточному аналізаторі. У цьому випадку вихідний іон у мас-спектрі може бути встановлений безпомилково і метастабільні переходи, зв'язані з розпадом вихідного іона, «зрушити» стосовно нього. Довга (1 - 2 м) труба дрейфу і короткий час перебування в іонному джерелі у значній мірі збільшують імовірність розпаду, так що відносна інтенсивність метастабільних піків набагато вища, ніж в інших приладах.

Був запропонований метод одержання мас-спектра метастабільних іонів шляхом додаткового електростатичного аналізу пучка, що виходить зі статичного магнітного мас-аналізатора. Цей метод дозволяє одержати спектр дочірніх іонів, що утворяться з будь-якого збудженого і досить довгоживучого осколка досліджуваної молекули.

1.2.3. Детектор (реєструючий пристрій)

Детектування іонних пучків може здійснюватися фотографічним чи електричним методом.

При фотографічному методі реєстрації, що забезпечує достатню точність виміру мас, затрачається час на обробку фотопластинок: експонування, прояв і вимір. Крім того, на відтворюваність і точність виміру іонних струмів впливає якість емульсій. Тому поєднання мас-спектрометра з електричним способом реєстрації з електронною обчислювальною машиною дозволяє одержати систему, що працює в реальному масштабі часу, коли збір і обробка даних відбувається під час запису мас-спектра. Рішення цієї проблеми вимагає швидкого магнітного розгортання мас-спектра, що в умовах високого дозволу є нелегкою задачею і збільшення швидкодії систем, що зчитують.

В даний час розроблені два типи систем одержання мас-спектрів у реальному масштабі часу.

Перший тип являє собою систему аналогового запису на магнітній стрічці даних, одержуваних з мас-спектрометра з експонентним розгорненням спектра зі швидкістю 10 і кілька десятків секунди на декаду мас. Недолік цього методу - мала точність виміру мас, обмежений характеристиками магнітної стрічки.

Другий тип пов'язаний з використанням цифрових записуючих систем з достатньою ємністю, аналого-цифрових перетворювачів чи гібридних аналого-цифрових пристроїв для безпосереднього перетворення вихідних сигналів з помножувача мас-спектрометра в цифрову форму. Одна з позитивних сторін цього способу полягає у швидкодії цифрового обчислювача, що порівнянне по часу зі швидкістю розгортання мас-спектра. Інша позитивна сторона зв'язана з високою точністю цифрових систем, що виявляється в прецизійному вимірі мас та інтенсивностей піків. Так, у відомій системі Барлінгейма використаний мас-спектрометр високого дозволу з експонентним розгортанням, що може розгортати мас-спектр 20-800 а.о.м. зі швидкістю від 15 сек до декількох хвилин. Посилений сигнал надходить на аналогово-цифровий перетворювач з часом циклу 40 мсек, динамічним діапазоном 1-104 і точністю 0,01%, далі на обчислювач, а потім на магнітну стрічку.

Другий спосіб також успішно використовується на мас-спектрометрах з ординарним фокусуванням і швидким розгорненням спектра. У цьому випадку електронний помножувач видає значення сигналів зі швидкістю 3000 на 1 сек, у той час як швидкість розгорнення складає 20-500 а.о. м. у 1-3 сек. Дані з електронного помножувача записуються на магнітній стрічці. Цифровий пристрій зчитує магнітну стрічку, знаходить інтенсивності і друкує мас-спектр у цифровому виді, а також представляє його графічно. Крім того, передбачається можливість обліку фону, нормалізація, порівняння з табульованими мас-спектрами і подача даних у сховище.

1.2.4. Система введення аналізованої речовини в іонне джерело

Необхідна умова для одержання іонних струмів при взаємодії електронів з молекулами органічних речовин - наявність газової фази з досить високим тиском. Використовуються три основних способи