hmotnostní spektrometrie
Post on 02-Jan-2016
69 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Hmotnostní spektrometrieHmotnostní spektrometrie
MS - mimořádně citlivá, destruktivní MS - mimořádně citlivá, destruktivní metoda, minimální spotřeba vzorku,metoda, minimální spotřeba vzorku,
určení MW a dalších strukturních určení MW a dalších strukturních informací.informací.
Historie hmotnostní Historie hmotnostní spektrometriespektrometrie
1906 J.J. Thomson1906 J.J. ThomsonElektron, Elektron,
Historie hmotnostní Historie hmotnostní spektrometriespektrometrie
1922 F.W. Aston1922 F.W. AstonIzotopyIzotopy
Historie hmotnostní Historie hmotnostní spektrometriespektrometrie
1930 W. Paul1930 W. PaulIontová pastIontová past
Historie hmotnostní Historie hmotnostní spektrometriespektrometrie
1930 J.B. Fenn1930 J.B. FennESIESI
Historie hmotnostní Historie hmotnostní spektrometriespektrometrie
1930 K. Tanaka1930 K. TanakaMALDIMALDI
PodstataPodstata
analytická metoda sloužící k analytická metoda sloužící k převedení molekul na iontypřevedení molekul na ionty
rozlišení těchto iontů podle poměru rozlišení těchto iontů podle poměru hmotnosti a náboje (m/z)hmotnosti a náboje (m/z)
záznam relativních intenzit záznam relativních intenzit jednotlivých iontůjednotlivých iontů
Hmotnostní spektrometrHmotnostní spektrometr
Hmotnostní spektrometr je iontově-Hmotnostní spektrometr je iontově-optické zařízení, které separuje ionty optické zařízení, které separuje ionty podle poměru jejich m/z.podle poměru jejich m/z.
Součásti MSSoučásti MS
1/ iontový zdroj - slouží k převedení neutrálních 1/ iontový zdroj - slouží k převedení neutrálních molekul analytu na nabité částice (tzv. ionizace), molekul analytu na nabité částice (tzv. ionizace), konstrukce se liší podle použité ionizační technikykonstrukce se liší podle použité ionizační techniky
2/ hmotnostní analyzátor - slouží k rozdělení iontů v 2/ hmotnostní analyzátor - slouží k rozdělení iontů v plynné fázi za vysokého vakua podle poměru plynné fázi za vysokého vakua podle poměru hmotnosti a náboje (m/z)hmotnosti a náboje (m/z)
3/ detektor - slouží k detekci iontů po jejich separaci 3/ detektor - slouží k detekci iontů po jejich separaci podle m/z a k určení relativní intenzity jednotlivých podle m/z a k určení relativní intenzity jednotlivých iontůiontů
Součásti MSSoučásti MS
• • další části přístroje:další části přístroje:
-vakuový systémvakuový systém
-zařízení pro zavádění vzorků (sonda)zařízení pro zavádění vzorků (sonda)
-iontová optika sloužící k urychlení a fokusaci iontůiontová optika sloužící k urychlení a fokusaci iontů
- počítač na ovládání a ladění přístroje, sběr a - počítač na ovládání a ladění přístroje, sběr a ukládání dat, porovnání spekter s knihovnouukládání dat, porovnání spekter s knihovnou
Volba ionizační technikyVolba ionizační techniky
Tvrdé ionizační technikyTvrdé ionizační techniky• EI EI M + eM + e-- M M++ + 2e + 2e--
Jemné ionizační technikyJemné ionizační techniky• ESIESI [[M+HM+H]]--
• MALDI MALDI [[M+HM+H]]++
Ionizační technikyIonizační techniky
Tvrdé ionizační technikyTvrdé ionizační techniky• EI EI M + eM + e-- M M++ + 2e + 2e--
Jemné ionizační technikyJemné ionizační techniky• CICI [[M-HM-H]]++
• ESIESI [[M+HM+H]]++
• MALDI MALDI [[M-HM-H]]--
Chemická ionizace (CI)Chemická ionizace (CI)
Reakční plyn 100 PaPlyn : vzorek 104 : 1methan,isobuthan,
ammoniak
Matrix Assisted Laser Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation (MALDI)Desorption Ionisation (MALDI)
Matrix Assisted Laser Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation (MALDI)Desorption Ionisation (MALDI)
Magnetický analyzátorMagnetický analyzátor
ZZakřivení dráhy letu iontů vakřivení dráhy letu iontů v magnetickém nebo elektrickém magnetickém nebo elektrickém poli (magnetický nebo elektrický poli (magnetický nebo elektrický analyzátor)analyzátor)..
V poli dochází k zakřivení dráhy iontu závislé V poli dochází k zakřivení dráhy iontu závislé na hodnotě m/z (m/z je úměrné kvadrátu na hodnotě m/z (m/z je úměrné kvadrátu poloměru dráhy iontu rpoloměru dráhy iontu r22).).
KvadrupolKvadrupol a iontov a iontová pastá past
Různá stabilita oscilací iontů v Různá stabilita oscilací iontů v dvoj- nebo trojrozměrné kombinaci dvoj- nebo trojrozměrné kombinaci stejnosměrného a stejnosměrného a vysokofrekvenčního střídavého vysokofrekvenčního střídavého napětí (kvadrupól nebo iontová napětí (kvadrupól nebo iontová past).past).
KvadrupolKvadrupol
V daný okamžik jsou oscilace stabilní pouze V daný okamžik jsou oscilace stabilní pouze pro určitou hodnotu m/z a tento ion projde pro určitou hodnotu m/z a tento ion projde kvadrupólovým analyzátorem, ionty s jinými kvadrupólovým analyzátorem, ionty s jinými hodnotami m/z mají nestabilní oscilace a hodnotami m/z mají nestabilní oscilace a jsou zachyceny na tyčích kvadrupólu, jsou zachyceny na tyčích kvadrupólu, změnou napětí postupně projdou na změnou napětí postupně projdou na detektor ionty se všemi hodnotami m/z.detektor ionty se všemi hodnotami m/z.
Iontová pastIontová past
Trojrozměrná analogie kvadrupólu, Trojrozměrná analogie kvadrupólu, opakované selektivní vypuzení iontů podle opakované selektivní vypuzení iontů podle hodnoty m/z z iontové pasti na detektor, hodnoty m/z z iontové pasti na detektor, možnost MSmožnost MSnn analýzy. analýzy.
Analyzátor doby letu (TOF)Analyzátor doby letu (TOF)
Různá doba rychlosti letu iontů Různá doba rychlosti letu iontů (analyzátor doby letu – TOF).(analyzátor doby letu – TOF).
Urychlené ionty se v oblasti bez pole Urychlené ionty se v oblasti bez pole pohybují pohybují různou rychlostí v závislosti na různou rychlostí v závislosti na hodnotě m/z (“menší ionty se letí rychleji“).hodnotě m/z (“menší ionty se letí rychleji“).
Iontová cyklotronová resonance Iontová cyklotronová resonance (ICR)(ICR)
Různé absorpce energie při Různé absorpce energie při cykloidálním pohybu iontů v cykloidálním pohybu iontů v kombinovaném magnetickém a kombinovaném magnetickém a elektrickém poli.elektrickém poli.
Elektronový násobičElektronový násobičionty dopadající na povrch elektrody zionty dopadající na povrch elektrody zní vyrazí e-, ní vyrazí e-,
dále zesíleny systémem dynod až 108krát, dále zesíleny systémem dynod až 108krát, životnost 1-2 rokyživotnost 1-2 roky
FotonásobičFotonásobičionty dopadají na fosforovou destičku, čímž uvolní ionty dopadají na fosforovou destičku, čímž uvolní
energii ve formě fotonu, zesílen systémem energii ve formě fotonu, zesílen systémem konverzních dynod až 105krát, delší životnostkonverzních dynod až 105krát, delší životnost
• • hmotnostní analyzátor vždy pracuje hmotnostní analyzátor vždy pracuje za za vysokého vakuavysokého vakua, hodnota vakua se liší , hodnota vakua se liší podle podle typu analyzátoru ca. 10typu analyzátoru ca. 10-3-3 až 10 až 10-10-10 Pa Pa
• • kromě ionizačních technik pracujících za kromě ionizačních technik pracujících za atmosférického tlaku (ESI, APCI, APPI) musíatmosférického tlaku (ESI, APCI, APPI) musí
být za vakua i iontový zdrojbýt za vakua i iontový zdroj
• • proč tak vysoké vakuum? proč tak vysoké vakuum? ionty musí mít ionty musí mít dostatečně dlouhou střední dráhu a dostatečně dlouhou střední dráhu a nesmí docházet ke kolizním srážkám s nesmí docházet ke kolizním srážkám s neutrálními atomyneutrálními atomy
K získání tak vysokých hodnot vakua je obvykle K získání tak vysokých hodnot vakua je obvykle potřeba dvou nebo i více (FT-ICR)potřeba dvou nebo i více (FT-ICR)
stupňové čerpání velmi výkonnými vakuovými stupňové čerpání velmi výkonnými vakuovými pumpamipumpami
- 1. stupeň čerpání - - 1. stupeň čerpání - rotační pumpy rotační pumpy (výkon 80 l/s)(výkon 80 l/s)
- 2. stupeň čerpání - - 2. stupeň čerpání - turbomolekulární nebo turbomolekulární nebo difúzní pumpy difúzní pumpy (výkon 250 l/s)(výkon 250 l/s)••
top related