WWW.EL.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн документы
 

«1ФГБУ «ПИЯФ» им. Б.П. Константинова, Гатчина, Россия АННОТАЦИЯ Представлены результаты масс-спектрометрических исследований ...»

Масс-спектроскопическое исследование и идентификация фуллеренолов и их прекурсоров

М.В. Суясова1В.С. Козлов1

1ФГБУ «ПИЯФ» им. Б.П. Константинова, Гатчина, Россия

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты масс-спектрометрических исследований индивидуальных фуллеренов, ЭМФ, их смесей и водорастворимых производных - фуллеренолов. Проведена идентификация хроматографически выделенных фракций C84 и Gd@C82 и подтверждена их высокая чистота. Определен состав диметилформамидных экстрактов, представляющий собой смесь Gd@C2n и C2n углеродных кластеров в широком диапазоне масс. Показано, что масс-спектроскопия может быть успешно применена для анализа гидроксилированных индивидуальных фуллеренов и ЭМФ, при условии проведения методической работы по подбору подходящих матриц для мягкой десорбции образцов, оптимальных условий анализа и методов ионизации.

Введение

Масс-спектрометрия — один из мощнейших современных способов качественной и даже количественной идентификации различных веществ, таких как пептиды, белки, нуклеотиды, синтетические полимеры, фуллерены, с молекулярными массами до нескольких сотен тысяч Дальтон. Данный метод анализа является первоочередным инструментом для идентификации углеродных наноструктур, фуллеренов, эндометаллофуллернов, и необычайно широкого класса их производных. До настоящего времени не проводились систематические исследования, посвященные механизмам ионизации и основным принципам подбора матричных соединений для различных классов производных фуллеренов.

Очевидна необходимость проведения таких исследований в отношении гидроксилированных производных фуллеренов и металлофуллеренов, имеющих большие перспективы для медико-биологических применений. Цель данной работы - исследование и идентификация фуллеренолов и их прекурсоров методами MALDI TOF и FTICR.

Эксперимент и анализ данных

В работе использовались два масс-спектрометра: времяпролетный масс-спектрометр (TOF MS) Reflex IV фирмы Брукер и масс-спектрометр с ионно-циклотронным резонансом и Фурье преобразованием (ICR-FT) фирмы Вариан. В ходе исследования были получены и охарактеризованы масс-спектры следующих образцов: высокочистые образцы C84 и Gd@C82; фуллеренолы С60(ОН)х, С70(ОН)х; прекурсор Gd@C2n и его гидроксипроизводная вида Gd@C2n(OH)38-40.

Высокочистые образцы C84 и Gd@C82 были получены электродуговым методоми, и экстрагированы из сажи с применением разнополярных растворителей [1,2]. Указанные образцы представляли собой растворы в орто-ксилоле с концентрацией ~0.3 мг/мл.

На рис.1а наблюдается пик фуллерена C84 с хорошо разрешенной структурой изотопного распределения углерода. Рисунок 1б демонстрирует масс-спектр Gd@C82, полученный на спектрометре ICR-FT-Varian с высоким разрешением. На изотопное распределение углерода накладывается изотопное распределение гадолиния. Для образцов C84 и Gd@C82 установлено наличие небольшого количества примесей (< 0,5%), представляющих собой преимущественно пустотелые высшие фуллерены.

37986881501а)

00а)

302069583185б)

00б)

Рис. 1. Масс-спектр фуллерена C84 (а) и металлофулерена Gd@C82 (б). Спектрометр Ultraflextreme -Bruker и спектрометр ICR-FT- Varian, соответственно.

Получение высокочистых гидроксилированные образцов С60(ОН)х, С70(ОН)х проведено по методике, использующей двухфазную реакцию водного раствора щелочи и фуллеренов (С60 -99,5%; С70 – 99,5%) в орто-ксилоле с применением межфазного катализатора [3,4].

-26035199834500Анализ гидроксилированных фуллеренолов показал, что в спектрах полностью отсутствуют характерные полосы гидроксилированных молекул, при наличии только нефункциоализированных фуллеренов С60 и С70 (рис. 2). Также зарегистрированы пики, соответствующие ионам С70, С68, С66, что свидетельствует о фрагментации гидроксофуллеренов при лазерной абляции в плазме на поверхности образца и во время бесполевого дрейфа из возбужденных метастабильных ионов.

Рис. 2. Масс-спектры водорастворимых а) С60(ОН)х; б) С70(ОН)х (MALDI TOF- Bruker)

Прекурсор Gd@C2n и его гидроксипроизводная вида Gd@C2n(OH)38-40. Прекурсор Gd@C2n был получен экстракцией в химическом стакане металлофулереновой сажи Gd диметилформамидом с добавлением катализатора [5]. Прекурсор являлся исходным образцом для получения гидроксилированного образца вида Gd@C2n(OH)38-40 [6]. Данные образцы были исследованы на спектрометрах ICRFT- Varian и MALDI TOF - Bruker.

Рис.3. Спектрометр ICRFT-Varian, сверху - полный спектр, снизу - область масс 1100-1500: а) Прекурсор Gd@C2n; б) Порошок водорастворимой смеси углеродных нанокластеров Gd@C2n(OH)38-40. “” - Gd@C2n

На рисунке 3 в области масс 1100-1500 четко прослеживается характерная черта фуллереновых масс-спектров – наличие полос на расстоянии 24 а.е. В области максимума распределения фиксируется увеличение вклада метастабильных ионов С2n с увеличением мощности, по сравнению с пиками, которые соответствуют массам Gd@C2n (рис.3 б).

Анализируя масс-спектры прекурсора (рис. 3а) и водорастворимого образца Gd@C2n(OH)38-40 (рис.3б), снятые с одинаковой мощностью, можно отметить обеднение последних металлофуллеренами Gd. Данную тенденцию можно связать с низкой выживаемостью полярных и химически активных молекул металлофуллеренов Gd@C2n в процессе гидроксилирования, а также с ионизацией (в меньшей степени) в процессе масс-спектрометрического анализа.

Заключение

Несмотря на сложности, возникающие в процессе идентификации фуллеренолов и эндометаллофуллеренолов, метод масс-спектрометрии уникален и незаменим. По данным МС диметилформамидные экстракты прекурсоров являются смесью Gd@C2n и C2n углеродных кластеров (включая фуллерены) с массами до 3000 Да. Анализ гидроксилированных смесей вида Gd@C2n(OH)m и C2n(OH)m показывает их сложный состав, слабую (независимо от типа матрицы) десорбцию, а увеличение лазерной мощности сопровождается одновременным ростом десорбции C2n, фрагментации и дегидроксилации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Козлов В.С., Суясова М.В., Лебедев В.Т., Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. В. 2. С.137-143.

2. Суясова М.В., Козлов В.С., Сообщение 2941, ПИЯФ-2014г.

3. Matuzenko M. Yu., Semenov K. N., Tsvetkova L. V., Charykov N. A., Keskinov V. A., Letenko D. G., Nikitin V. A. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2011. V. 47. No. 3. Р. 307—312.

4. Семенов К. Н., Чарыков Н. А., Пронских А. Е., Кескинов В. А., Наносистемы: физика, химия и математика. 2012. В. 3. No. 6. С. 146-156.

5. Седов В.П., Колесник С.Г., Кукоренко В.В., Шилин В.А., Логинов Ю.Е., Сообщение 2798, ПИЯФ – 2009г.

6. Седов В.П., Сжогина А.А., Сообщение 2953, ПИЯФ-2014г.

Похожие работы:

«Экспериментальные исследования прочности и теплофизических характеристик материалов для теплотехнических расчетов ограждающих конструкций на их основе Ш.С. Тагойбеков, З.В. Кобулиев З.В., Ф.Х. Саидов Задачи...»

«УДК 625.717.2АЭРОПОРТ В САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ. КазимироваД.А.,1 Каратаева Т.В.,1 Сутормина М.Н. 1 1Филиал "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет", в г. Борисоглебске.397160,Воронежская область, Борисоглебск, Россия ул. Советская, д. 123, lebedev@...»

«МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИГОСУДАРСТВЕННАЯ ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СЛУЖБА-НОРМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ-ОГНЕЗАЩИТНЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НПБ 238-97 Москва 1997 Разработаны Всероссийск...»

«Итоги деятельности образовательных учреждений Уржумского района по апробации ФГОС НОО. В соответствии с Распоряжением правительства РФ от 7 сентября 2010 года начало 2011/2012 учебного года стало в...»

«ДОГОВОР № FORMTEXT 00участия в долевом строительстве г.Ковров " FORMTEXT 00"  FORMTEXT декабря 20 FORMTEXT 14 годаОбщество с ограниченной ответственностью "СК Континент" (далее – "Застройщик") от имени которого на основании доверенности, зарегистрированной в реестре за № 1-1245 от 30.09.2015 года, удостоверенной Кармано...»

«Уважаемые друзья! Международное агентство по развитию культуры, образования и науки (IADCES) в сотрудничестве с Palgrave Macmillan Ltd. (США) приглашает вас к публикации в научном периодическом журнале "Journal of International Business Studies" ISSN 0047-2506 Журнал международных бизнес исследова...»

«Возрожденный ВФСК ГТО. В.В ФуфаевМКОУ АСОШ с УИОПАннотация:  В данной статье рассмотрена возрождённая ныне в России система спортивно-патриотического воспитания подростков и молодёжи. Всероссийский физкультурно-спортивный комплекс "Готов...»

«Приказы по пожарной безопасности на 2016-2017 учебный год: № №, дата приказа Наименование приказа 1 № 309 от 29.08.2016 Об организации работы и назначении ответственных лиц за пожарную безопасность в здании, помещения и на территории МАДОУ 2 № 310 от 29.08.2016 О порядке эвакуации при п...»

«Республиканский конкурс " Юный краевед".Тема: "Растительный и животный мир моего района"1. Растительный и животный мир РД. По разнообразию растительно-климатических поясов Дагестан не имеет себе равных в России: от субтропического леса в устье реки С...»









 
2018 www.el.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн документы»

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 2-3 рабочих дней удалим его.