Новый российский спектрометр AtomiX определяет мельчайшее содержание веществ в сложных смесях
Российские разработчики из многопрофильного холдинга ХИММЕД создали тандемный хромато-масс-спектрометр AtomiX. Этот высокоточный аналитический прибор позволяет разделять, идентифицировать и определять даже мельчайшее содержание веществ в сложных смесях. Он сочетает в себе два этапа анализа: сначала происходит разделение компонентов образца, затем — их точная масс-спектрометрическая идентификация.
Такие приборы незаменимы в самых разных отраслях: в медицине при анализе биоматериалов, в фармацевтике для контроля качества лекарств, в АПК и пищевой промышленности для выявления остаточного количества пестицидов и загрязнителей, в экологии для мониторинга состояния окружающей среды, и даже в криминалистике и промышленности для исследований состава различных материалов.
AtomiX разработан с применением уникальных аппаратных и технологических решений, которые дают преимущество не только перед подобными приборами, произведенными азиатскими компаниями, но и перед западными аналогами.
Разработку AtomiX вел многопрофильный холдинг ХИММЕД при поддержке Министерства промышленности и торговли Российской Федерации. Также ХИММЕД на регулярной основе сотрудничает с научными центрами МГТУ им. Баумана, РХТУ им. Менделеева и другими ведущими институтами.
Хромато-масс-спектрометр AtomiX работает по принципу разделения и последующего анализа веществ: сначала образец нагревают, переводят в газовую фазу и разделяют его на компоненты в хроматографической колонке, прошедшее через колонку вещество попадает в вакуумную камеру масс-спектрометра, где исходные молекулы ионизируются электронным пучком и превращаются в положительные ионы.
Полученные положительные ионы начинают свое движение в ионно-оптической системе, которая состоит из квадрупольных фильтров, гексапольной столкновительной ячейки, линз и детектора. Для разделения ионов в масс-спектрометре AtomiX применяются керамические прецизионные квадрупольные стержни с нанесением специальных покрытий. Проходя через квадруполи как через фильтры, незначимые для исследования ионы вводятся в резонанс электрическим полем и покидают квадрупольный масс-фильтр, в то время как искомые направляются в детектор.
В моделях других разработчиков для производства квадрупольных масс-фильтров применяют металлические стержни, изготовленные из молибдена и других сплавов. Керамика абсолютно инертна в отличие от металла, и проще поддается очистке, что делает прибор технологичнее и проще в эксплуатации.
Также инженеры из холдинга ХИММЕД разработали собственную конструкцию ячейки столкновений. В ней первичные ионы исследуемого вещества сталкиваются с частицами инертного газа и разделяются на дочерние — более легкие ионы. Применение 72 сегментов позволяет значительно улучшать процесс фрагментации исходных материнских ионов и сформировать их равномерный поток во второй квадрупольный масс-фильтр.
Таким образом, прибору обеспечена патентная чистота — представленные на рынке иностранные производители не предлагают подобных решений.
AtomiX имеет высочайшую степень локализации — большинство компонентов и узлов изготавливаются в России на собственном, построенном с нуля, производстве холдинга ХИММЕД. Это позволяет в течение нескольких дней предоставлять замену необходимых деталей для проведения технического обслуживания.
Хромато-масс-спектрометрические исследования проводятся сотнями государственных и частных лабораторий в стране. Ни одна проверка продуктов на содержание пестицидов, чистоты лекарственных препаратов, качества топлива
По словам инженеров холдинга, все дело в высокой точности и чувствительности. Использование именно тандемного хромато-масс-спектрометра в противовес моноквадрупольному (только один квадрупольный масс-фильтр, а не два) сводит практически к нулю шанс, что лаборатория не сможет точно определить содержание в тестовом образце искомого вещества. Например, можно сказать, превышаются ли в почве допустимые нормы бензапрена — токсичного вещества, высокая концентрация которого не допускается по действующим стандартам.
Масс-спектрометр работает на принципе определения соотношения массы анализируемого иона к его заряду. При анализе простых веществ все относительно легко. Вещества с одинаковыми соотношениями массы к заряду встречаются не так часто. Но при анализе сложных органических веществ совпадений соотношения масс к заряду встречается достаточно много, реализованная технология, с применением многосегментной гексапольной столкновительной ячейки не позволяет допустить ложноположительных результатов — принять одни вещества за другие.
Для эффективной работы с AtomiX специалист должен обладать не только знаниями в области аналитической химии, но и опытом работы с аналитическими приборами, навыками пробоподготовки, настройки методик анализа и интерпретации спектров. Уверенное владение специализированным программным обеспечением, техническая грамотность в настройке источников ионов и масс-фильтров, понимание отраслевых стандартов и регламентов являются обязательными требованиями. По этой причине прибор ориентирован на квалифицированных инженеров-химиков, специалистов по аналитическому контролю, лаборантов-аналитиков и научных сотрудников в области химического анализа.
Стоит отметить, что локальное производство высокоточных аналитических приборов позволяет укреплять научно-техническую базу страны и способствует ее развитию для решения новых, более сложных задач. Решение прикладных технологических задач приводит к накоплению опыта специалистами и повышает инновационный потенциал инженерных разработок.
В настоящий момент прибор AtomiX проходит процедуру внесения в государственный реестр средств измерений, серийное производство запланировано на 2025 год. В ближайшей перспективе объем производства приборов достигнет 25 единиц в год, что покроет до 70% российского спроса в отсутствие прямых российских аналогов.
Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в наш Телеграм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈
Другие публикации по теме
В Томске разработали образец принтера для создания участков ДНК
Сотрудники Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектрони...т задачам нацпроекта «Наука и университеты», сообщает вуз.Разработка МИФИ в 10 раз увеличивает эффективность химических реакций
Сотрудниками научного центра «Нано-Фотон» Инженерно-физического...аны для более производительного получения биологически активных соединений.Технологию измерения самых слабых магнитных полей изобрели в НовГУ
Студенты Новгородского госуниверситета разработали и апробировали нову...ектроники, заканчивая изучением строения Земли, сообщила пресс-служба вуза.
Поделись позитивом в своих соцсетях