Masni spektrometer uvajanje ionizacija Masni analizator detektor vakum procesor Ionizacija molekul v plinih M + e M *+ + 2e 50 – 100eV (70eV), t = 10 -16 s ABCD *+ ABC+ + D* AB + + CD* AB* + CD + Izotopni ioni, večkrat ionizirani ioni Stabilni in metastabilni ioni ENAKI MS - spektri - zbirke
44
Embed
Masni spektrometer · Masni spektrometer uvajanje ionizacija Masni analizator detektor vakum Ionizacija molekul v plinih procesor M + e M *+ + 2e 50 – 100eV (70eV), t = 10-16s
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Masni spektrometer
uvajanje ionizacija Masni analizator detektor
vakumprocesorIonizacija molekul v plinih
M + e M *+ + 2e 50 – 100eV (70eV), t = 10-16s
ABCD *+ ABC+ + D*AB+ + CD*AB* + CD+
Izotopni ioni, večkrat ionizirani ioniStabilni in metastabilni ioniENAKI MS - spektri - zbirke
Ioni z različnim m/z v različnem številu
Reža za izbiro ionov
Analiza ionovpo m/z
Elektronska pomnoževalka
MS -SPEKTROMETRIJA
Ionizacija z elektroni (EI-Electron Impact Ionization)
katoda
MS
Vzorec v plinu
~10-5 Pa
Energija elektronov 50-100eV
Višja energija izdatnejša ionizacija – tudi večja fragmentacija (v povprečju se ionizira le vsaka 10-4 od vseh prisotnih molekul)
Največkrat za ionizacijo nepolarnih in slabo polarnih org. molekul do m/z 1000
Problemi pri določanju molekulske mase!
MASNA SPEKTROMETRIJA
• POTREBEN JE VISOK VAKUUM (10-4-10-5
TOR)• RAZLOG: VEČJA PROSTA POT DELCEV• PROSTA POT: POVPREČNA RAZDALJA, KI
JO PREPOTUJEJO DELCI (IONI, MOLEKULE), PREDEN ZADENEJO DRUGI DELEC
VAKUUMSKI SISTEM
• Dvostopenjski sistem črpalk• rotacijska črpalka (predčrpalka) vakuum 10-2 –
10-4 torr• turbomolekularna ali difuzijska črpalka za končni
vakuum – 10-5 tor
Ionizacija- elektronska
• Elektron z energijo 70 eV zadene nevtralno molekulo. Pri trku izbije elektron in nastane molekularni ion z dodatno energijo
• Dodatna energija povzroči fragmentacijo –cepitev molekule.
• 70 eV je primerna energija elektronov.• Manjša energija povzroči neučinkovito ionizacijo,
pri višjih energijah pa je fragmentacija prevelika, kar vpliva na kvaliteto informacij v spektru
Elektronska Ionizacija
• visoka stopnja ionizacije• izgine molekularni ion• vzorec mora odpareti• odparevanje v ionskem izvoru
Ionizacija- elektronska
Ionizacija- elektronska
• Katoda žička iz Re ali W - izvor elektronov• Tarča: anoda, ki v povezavi s katodo tvori
elektrone• Odbojna elektroda- repeller “potiska”
pozitivne ione iz izvora• Ionske leče: serija negativnih elektrod z
naraščajočim negativnim nabojem, ki pospeši ione v masni spektrometer
Ionizacija
Pospeševanje ionov
EI –spekter etilbenzena –pravila fragmentiranja-značilni odcepi: ali spremenjeni za 2 (-2H), PREMESTITVEheksil m/z 85pentil 71butil 57etil 29metil 15
Izotopi ogljika 12C 13C (1%)Intenziteta M+1 služi za oceno št. C atomov
Masni spektrometer –identifikacija spojin
• Na osnovi masnih spektrov- pravila fragmentacije, dušikovo pravilo- vse organske spojine imajo sodo molsko maso, razen če vsebujejo liho število N atomov
• Izbira ionizacije (ESI, APCI) – predvsem informacijo oprotoniranih ali deprotoniranih molekulah m/z
• Nižja meja zaznave v primerjavi s spektrofotometičnimi detektorji (nekaj 10ng → nekaj 0,1ng)
• Za identifikacijo MS/MS selektivna detekcija z nizko LOD!
MS-MS
Prekurzorski ion Produktni ion
GC MSM1,M2,M3
Injektor Ionizacija
MS-MS
Različne kombinacije analizatorjev:3QQ-TOF (MALDI-Q-TOF)Prvi MS loči molekularne ione mešanice (PREKURZORSKI ION)
Ionski izvor drugega MS-kolizijska celica (He, N2), kjer pride do cepitve vezi – fragmentacije prekurzorskega iona
Drugi MS ločuje fragmente izbranega molekularnega iona
Identifikacija spojin! Ni zbirk spektrov!
MS-MS
SIM – MRM (spremljanje specifičnih reakcij)
Določanje ClO3- v vodi (2ppb)
35ClO3- → 35ClO2
- + 35ClO- + 35Cl-m/z =83 m/z = 67
Selektivna detekcija!Določanje polarnih pesticidov v vodah! Ni nujna popolna
kromatografska ločitev!
Visokoločljivostna masna spektometrija -HRMS• Ko določimo natančno maso iščemo pozbirkah možne bruto
formule spojin- tudi strukture!• Na osnovi lastnosti vezi lahko predvidimo cepitve-fragmente,
ki jih lahko potrdimo z MS/MS
Lahko določamo tudi natančno maso fragmentov. (ORBITRAP –MS/MSn)
Visokoločljivostna masna spektometrija -HRMS
• Določanje formule spojine• Posebna kalibracija
npr. C4F9+ m/z = 218,9856
Natančnost masne meritve ± 1ppm
V2 = 4973,15 VV1 = 5000 V
m1/m2 = V2/V1 m2 = m1V1/V2
m2 = 218,9856 X 5000/4973,1 ==220,1701
Spojina masa
C13H20N2O 220,1576
C7H20N6O2 220,1647
C9H22N3O3 220,1661
C11H24O4 220,1674
C12H20N4 220,1688
C14H22NO 220,1702
Določanje izotopske sestave
• Organske spojine pretvorimo v CO2 in določimo 13CO2/12CO2
• Standard CaCO3 Pee-Dee (13C/12C = 1,12372x10-2)• Vrednost d13C je odvisna od tega, ali gre za C3 fiksacijo ogljika
(Calvinov fotosintezni cikel) ali C4 fiksacijo ogljika (Hatch-Slackov cikel)
• Vrednost d13C pri C4 fiksaciji:- 10 ‰ (koruza, sladkorni trs)• Vrednost d13C pri C3 fiksaciji:- 25 ‰• Naravni med ima vrednosti d13C med :- 27,4 ‰ in -22,5 ‰• Geografski izvor• Izvor rastlin
Določanje anorganskih spojin z MS
• ICP-MS
• Ali je ta ionizacija tudi primerna za ionizacijo organskih spojin?
• Določanje izotopske sestave – določanje starosti (minerali,dokumenti, umetnine)
• sledenje izvora (naravni sladkorji v vinu – sladkano vino, ponaredki-surogati medu,...)
• 13C/12C – različno v glukozi glede na biološki cikel sprememba razmerja se uporablja za ugotavljanje izvora
Sprememba razmerja tudi za določanje starosti
Določanje izotopske sestave
• Določanje biosintetskih poti
• Geografski izvor• Izvor rastlin
Organske spojine pretvorimo v CO2 in določimo 13CO2/12CO2