hmotnostní spektrometrie (2)

46
Hmotnostní spektrometrie (2) Josef Chudoba 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 0 100 % 12_Chudoba_HC VDG rigsby_1ACC 12 (0.677) 57 43 41 28 27 29 32 55 54 71 69 67 67 97 85 83 81 79 95 93 111 99 105 125 113 127 137 153 155 165 183 197 211 225

Upload: nikita

Post on 12-Jan-2016

37 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Hmotnostní spektrometrie (2). Josef Chudoba. Využití MS - kvalitativní analýza. Electron Impact ionizace (EI + 70 eV) Databáze spekter GC/MS LC/MS MS/MS experimenty. Využití MS - kvantitativní analýza. Kalibrace technikou s vnitřním standardem. Úprava vzorků pro MS analýzy. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Hmotnostní spektrometrie (2)

Hmotnostní spektrometrie (2)

Josef Chudoba

20

40

60

80

100120

140160

180200

220240

260280

300320

340360

380400

m/z

0

100

%

12_Chudoba_HCVDGrigsby_1ACC 12 (0.677)

Magnet EI+

7.22e4

57

43

41

28

27

2932

55

54

71

69

67

67

9785

83

81

79

95

93

111

99

105

125

113 127 137 153 155 165183

197211

225

Page 2: Hmotnostní spektrometrie (2)

Využití MS - kvalitativní analýza

Kalibrace technikou s vnitřním standardem

Využití MS - kvantitativní analýza

Electron Impact ionizace (EI + 70 eV)

Databáze spekter

GC/MS

LC/MS

MS/MS experimenty

Speciální aplikace MS

Úprava vzorků pro MS analýzy

SPE, SPME, extrakce …….

ICP-MS, Isotope Ratio MS

Page 3: Hmotnostní spektrometrie (2)

Elektronová ionizace (EI + 70 eV)

Ionty vznikají interakcí molekuly s proudem elektronů o definované energii (70 eV)

Neutrální molekula – sudý počet elektronů

Molekulový ion – lichý počet počet elektronů

Ionizační energie (IE) – energie nutná k odtržení elektronu z molekuly

Page 4: Hmotnostní spektrometrie (2)

Molekulový ion informace o hmotnosti popř. chemickém složení látky, ion s lichým počtem elektronů, jeho m/z nejvyšší v MS spektru (mimo ionty izotopických příspěvků a pozadí); v MS spektru existují také nižší fragmenty s m/z molekulového iontu zmenšenou o logickou ztrátu neutrálních molekul a fragmentů

Povolené ztráty m/z

15 CH3-

18 H2O

28 C2H4 nebo CO

35 Cl36 HCl

Zakázané ztráty m/z

4 - 14, 21 - 25

Podle intenzity izotopických fragmentů lze poznat přítomnost Cl, Br, lze zjistit počet atomů uhlíku fragmentu

Jsou-li přítomny tyto fragmenty v MS spektru , sledovaný ion určitě není molekulární.

R+DB musí být celé číslo (R+DB = C -1/2 H + 1/2N +1)

Elektronová ionizace (EI + 70 eV)

Page 5: Hmotnostní spektrometrie (2)

Fragmentace molekulového iontu a dalších vzniklých iontů

Homolytické štěpení

Heterolytické štěpení

Přesmyky

Elektronová ionizace (EI + 70 eV)

Page 6: Hmotnostní spektrometrie (2)

Fragmentace EI+ 70 eV

120 – 91 = 29

Ztráta neutrální částice (molekuly nebo radikálu)

z rozdílů hmot píků se získají tzv. neutrální ztráty vypovídají o struktuře molekuly

Elektronová ionizace (EI + 70 eV)

Page 7: Hmotnostní spektrometrie (2)

Běžné neutrální ztráty EI+ (70 eV) ionizace

Page 8: Hmotnostní spektrometrie (2)

Série nízkých iontů (1) - EI+ (70 eV) ionizace

Page 9: Hmotnostní spektrometrie (2)

Série nízkých iontů (2) - EI+ (70 eV) ionizace

Page 10: Hmotnostní spektrometrie (2)

n-dekan

C3H7+

C4H9+

C5H11+

C6H13+

inkrement CH2

C7H15+

C8H17+

EI + 70 eV: MS spektra - alkany

Page 11: Hmotnostní spektrometrie (2)

EI+ 70 eV: MS spektra alkanů (2)

n-alkan iso-alkan

n-C22

n-C8

iso-C8

iso-C8

Page 12: Hmotnostní spektrometrie (2)

EI+ 70 eV:MS spektra alkenů a cykloalkanů

MS spektra alkenů jsou podobná cykloalkánům

alken alkylcyklopentan

alkylcyklohexan

Page 13: Hmotnostní spektrometrie (2)

(m a in lib ) Be n ze n e10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

50

100

15 2639

51

63 74

78

EI+70 eV: MS spektra aromátů

alkylsubstituované benzeny

chudší fragmentace stabilní arom. kruh, fragmenty z alkylu nejintenzivnější píky 91 / 92 (tropilium)

molekulový ion (toluen 92, xyleny 106, triMeBenzeny 120, atd.)

benzen

butylbenzenM+ 78

M+ 134

Page 14: Hmotnostní spektrometrie (2)

m/z50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260

%

0

100

51_PAH_EPAstandMixk_2 1915 (19.343) Cm (1914:1918-(1918+1910)) Magnet EI+ 9.41e3252

250

126125

113112

100998784

6343 50 51 62 757468 77

88

124

123

248224127

222200198174150147

135 161158

173 187175 211207 225

237 239

253

254

m/z50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260

%

0

100

51_PAH_EPAstandMixk_2 1855 (18.737) Cm (1855:1856-(1856+1854)) Magnet EI+ 1.66e3252

250126

125113

1127343 55544457

65 69 100967493

81 87124

123

248224

223200198147127

130143

165151

155 177170 186 213206 225 235 237

253

254

Benzo(a)pyren

Time18.20 18.40 18.60 18.80 19.00 19.20 19.40 19.60 19.80 20.00 20.20 20.40

%

0

100

51_PAH_EPAstandMixk_2 Magnet EI+ TIC

4.77e4

be

nzo

(a)a

ntr

ace

n

be

nzo

(b)f

luo

ran

the

n

be

nzo

(k)f

luo

ran

the

n

EI+ 70 eV: MS spektra polyaromátů

M+ = 252

M+/2 = 126

M+ = 252

Benzo(b)fluoranthen

geometrické izomery PAU prakticky nelze rozlišit pomocí MS

intenzivní molekulový iont M+ (m/z ; z=1) + 2x nabitý mol. iont (m/z ; z=2)

POZOR !!! nejedná se o fragment!!!

Page 15: Hmotnostní spektrometrie (2)

EI+ 70 eV:MS spektra alkoholů

1-hexadecanol

1-hexadecen

Alkoholy – podobná spektra jako alkeny, lze je rozlišit podle iontu m/z 31 (alkeny nemají), mají navíc velmi malý molekulový ion, nebo úplně chybí

m/z 31

Page 16: Hmotnostní spektrometrie (2)

benzylalkohol

fenyl+

inkrement OH

tropylium+

inkrement CH2OH

molekulový ion

m/z 109

M+1 izotop 13C

EI+70 eV: MS spektrum - aromatický alkohol

Page 17: Hmotnostní spektrometrie (2)

(m a in lib ) Trie th yla m in e10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

0

50

100

15 18

30

32

44

5256

58

72 84

86

101

N

EI+70 eV: MS spektrum – dusíkaté látky - amíny

Triethylamin

(m a in lib ) A n ilin e10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

50

100

15 28 31

3941 52 63

66

74 78 86

93

NH2

Anilin

Page 18: Hmotnostní spektrometrie (2)

EI+70 eV: MS spektrum – dusíkaté látky - nitrosloučeniny

(m a in lib ) Be n ze n e , 2-m e th yl-1,3,5-trin itro -10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230

0

50

100

15

30

39 51

6376

89

105 120

134 149164

180 193

210

227

O

NO

N

N

O

O

OO

2,4,6 - trinitrotoluen

(m a in lib ) 1,3,5-Tria zin e , h e xa h yd ro -1,3,5-trin itro -30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230

0

50

100

30

42

46

56

71

75

83 102112

120128

133 148205

N

N

NN

N

N

O

O O

O

OO

RDX plastická trhavina M = 222 Da

Page 19: Hmotnostní spektrometrie (2)

EI+ 70 eV: Knihovny MS spekter

National Institute of. NIST 05 190 825 spekter Standards and Techn (163 198 sloučenin)

John Wiley & Sons Wiley Registry 8th Ed. 399 383 spekter

Pallisade MS Pallisade Complete > 600 000 spekter

Oborové free-ware databáze

Univerzální komerční databáze

John Wiley & Sons Biomarkes 1110 spekter

John Wiley & Sons Steroids 2979 spekter

Oborové komerční databáze

American Academy of Forensic Science (AAFS) “Comprehensive drug LIbrary “(http://www.ualberta.ca/~gjones/mslib.htm)

The Int. Association of Forensic Toxicologosts (TIAFT) “Derivatives of Drugs “(http://www.tiaft.org/main/mslib.html)

Page 20: Hmotnostní spektrometrie (2)

PBM - Probability Based Matching (McLafferty & Stauffer) – rok 1976Dot Product (Finnigan/INCOS) – rok 1978Mass Spectral Tree Search (Mistrik) – od roku 2000 (pro MS/MS experimenty, LC/MS aplikace)Weighted Dot Product (Stein) – od r. 1993 algoritmus součástí NIST SEARCH programu

Forward search – porovnává všechny píky spektra, nejvíce podobná spektra přiřadí

Reverse search – nebere v úvahu všechny píky měřeného spektra, píky, které se neshodují s přířazeným databázovým spektrem ignoruje

Změřené MS spektrum je porovnáváno s databázovými spektry podle různých algoritmů

EI+ 70 eV: Knihovny MS spekter – počítačové vyhledávání

Page 21: Hmotnostní spektrometrie (2)

EI+70 eV: Identifikace podle databázových MS spekterVýsledkem porovnání měřeného MS spektra s databázovými je

několik spekter (HITů) - o kvalitě knihovního nálezu vypovídá tzv. MATCH factor (0-999) – vyšší hodnota – lepší shoda

Page 22: Hmotnostní spektrometrie (2)

Vysoký MATCH faktor nemusí vždy znamenat správný výsledek !!!

S ilanamine, N ,1,1,1-tetramethyl-N -[1-methyl-2-phenyl-2-[(trimethyls ilyl)oxy]ethyl]-, [S -(R *,R *)]-N -M ethylphenylethano lamine , bis (trimethyls ilyl)-40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320

0

50

100

50

100

44

47 59

5965

73

73

91

91 102

105 114

116

130

132

147

147

163

163

179

179

188 204206

220

280

294

O

N

S i

S i

O

N

S i

S i

Podobné látky mohou mít odlišná MS spektra, ale …

EI+70 eV: Identifikace podle databázových MS spekter

Page 23: Hmotnostní spektrometrie (2)

Vysoký MATCH faktor nemusí vždy znamenat správný výsledek !!!

Ale odlišné látky mohou mít i podobná MS spektra

1-Tetradecene C yclo tetradecane10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210

0

50

100

50

100

15

27

27

29

29

32

41

4355

55

65

69

70 83

83

97

97

111

111

125

125139

140

153

154 168

168

196

196

EI+70 eV: Identifikace podle databázových MS spekter

Page 24: Hmotnostní spektrometrie (2)

GC/MS: pomoc při identifikaci

Time11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00 14.50 15.00

%

0

100

17_V14_1 Magnet EI+ TIC

7.25e5

n-C17

n-C18

n-C16

n-C15

n-C14

Kovatsův retenční index (RI)

RI = 100n + 100[log(tx) − log(tn)] / [log(tn+1) − log(tn)]

tx

tn tn+1

Hodnoty RI jsou dostupné pro celou řadu látek a podmínek – fáze GC kolony (nepolární vs polární), teplotní program separace atd.

http://webbook.nist.gov/chemistry/

NIST 05 MS knihovna

n … počet atomů uhlíku n-alkánu před sloučeninou X

tn … retenční čas n-alkánu před sloučeninou X

tn+1 … retenční čas n-alkánu za sloučeninou X

tx … retenční čas sloučeniny X

log .. přirozený logaritmus

Page 25: Hmotnostní spektrometrie (2)

LC/MS: kvalitativní analýza

Sprejové ionizační techniky poskytují pseudomolekulové ionty resp. adukty molekulového iontu s některými kationty (pozitivní režim) nebo anionty (negativní režim). Často vznikají při ionizaci i oligomery sloučenin nebo v ESI vícenásobně nabité ionty.

Pozitivní režim

M + 23 (Na+)

M + 39 (K+)

M + 32 (CH3OH)

M + 41 (CH3CN)

M + 22 (Na+ -H)

M + 45 (COOH-)

M + 59 (CH3COO-)

M + 58 (NaCl)

M + 41 (CH3CN)

M - 1 ( - H+)

Negativní režim

M + 1 (H+)

Možné aduktyMožné adukty

Page 26: Hmotnostní spektrometrie (2)

LC/MS: kvalitativní analýza

Vícenásobně nabité iontyVelké molekuly (ESI) – série iontů – nestejné rozdíly mezi m/z – příklad koňský myoglobin (M = 16951 Da)

Určení náboje a celkové hmotnosti molekuly: m1 a m2 .. m/z dvojice sousedních iontů, n1 a n2 jejich náboj (z), X adukt k molekulovému iontu m1 = [M+n1X]/n1

m2 = [M+n2X]/n2

n2 = (m1-X)/(m2-m1)

m1 = 1413, m2 = 1542, odhad X = 1

n2 = 10.94 , Mcalc = 16951 Da

m1 = 1305, m2 = 1413, odhad X = 1n2 = 12.07, Mcalc = 16944 Da

Page 27: Hmotnostní spektrometrie (2)

LC/MS: kvalitativní analýza Vícenásobně nabité ionty

malé molekuly – příklad dvounásobně nabitý ion – poloviční rozdíl u m/z mezi izotopy

CalixMB20_1 #20 RT: 0.54 AV: 1 NL: 4.74E4T: FTMS + p ESI Full ms [500.00-3800.00]

2478 2479 2480 2481 2482 2483m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lativ

e A

bu

nda

nce

2479.5364z=1

2480.5383z=1

2478.5283z=1

2481.5388z=1

2482.5435z=1

2480.8804z=?

2483.5493z=12479.8606

z=?2479.0459

z=?2482.2180

z=?CalixMB20_1 #20 RT: 0.54 AV: 1 NL: 1.72E6T: FTMS + p ESI Full ms [500.00-3800.00]

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

1240.2731z=2

995.5652z=1

915.6678z=1 1463.9445

z=22479.5364

z=1684.2023

z=12213.8513

z=21727.0635

z=2

1296.2485z=2

2006.4622z=?

1104.7693z=?

O OOH O

NHO

NHO

H

N

NHO

CH3

CH3CH3

OOHOH

O OOH O

NHO

NHO

H

N

NH O

CH3

CH3CH3

O

CH3

CH3

CH3

CalixMB20_1 #20 RT: 0.54 AV: 1 NL: 1.72E6T: FTMS + p ESI Full ms [500.00-3800.00]

1239.5 1240.0 1240.5 1241.0 1241.5 1242.0 1242.5m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

1240.2731z=2

1240.7747z=2

1239.7716z=2 1241.2762

z=2

1241.7780z=2

1242.2793z=2

1240.6763z=?

1240.1433z=?

1240.8738z=? 1241.9204

z=?

M = 2477,5292 Da

[M+H]+ = 2478,5372 Da

0,5 Da 1 Da

C156 H204 N8 O18

z = 2z = 1

[M+H]+

[M+2H]2+

Page 28: Hmotnostní spektrometrie (2)

kvalitativní analýza – kombinace více ionizačních technik

SV2141_2 #6 RT: 0.35 AV: 1 NL: 2.64E7T: FTMS + p APCI corona Full ms [420.00-1500.00]

500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

555.1196

675.14121245.3588

523.0938

957.1498717.1071 837.1286577.5190 1125.3376 1277.38511005.3161

APCI+

O

O

O

O

H H

H H

H H

HH

H H

H

H

H

O

O

O

O

F

F

F

F

F

FF

FF

F

F

FF

Cl

O

O

[M+H] +

Page 29: Hmotnostní spektrometrie (2)

kvalitativní analýza – kombinace více ionizačních technik

SV2141_1 #3 RT: 0.11 AV: 1 NL: 6.71E4T: FTMS + p ESI Full ms [400.00-1500.00]

400 600 800 1000 1200 1400m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

467.1019z=1

685.4355z=1

950.7360z=1

541.1207z=1

978.7673z=1

615.1395z=1

906.7097z=1 1267.3400

z=1777.2291

z=?1114.9290

z=11443.9597

z=?

ESI+

O

O

O

O

H H

H H

H H

HH

H H

H

H

H

O

O

O

O

F

F

F

F

F

FF

FF

F

F

FF

Cl

O

O

[M+Na] +

Page 30: Hmotnostní spektrometrie (2)

kvalitativní analýza – kombinace více ionizačních technik

O

O

O

O

H H

H H

H H

HH

H H

H

H

H

O

O

O

O

F

F

F

F

F

FF

FF

F

F

FF

Cl

O

O

EI+ 70 eV

Page 31: Hmotnostní spektrometrie (2)

LC/MS/MS: kvalitativní analýza

Lze měřit jen s IT, QqQ, nebo hybridními MS spektrometry (Q-TOF,IT-Orbitrap) 1.Separátor výběr iontu -> „definované rozbití” iontu v kolizní cele -> analýza produktů 2. analyzátorem

O

O

O

O

H H

H H

H H

HH

H H

H

H

H

O

O

O

O

F

F

F

F

F

FF

FF

F

F

FF

Cl

O

O

APCI pos MS spektrumSV2141_2 #19 RT: 2.79 AV: 1 NL: 1.73E7F: FTMS + p APCI corona Full ms [420.00-1500.00]

500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

555.1196

675.1410479.4822 1245.3583

957.1494837.1282717.1070 1125.3373577.5189 1277.3846891.4597 989.1754

1213.2241

[M+H]+

SV2141_2 #18 RT: 2.77 AV: 1 NL: 5.66E3F: FTMS + p APCI corona Full ms2 [email protected] [340.00-1500.00]

500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

ativ

e A

bund

anc

e

523.0939

1245.3583

957.1501

643.1150 1277.38501205.6310

577.8984

1032.2964452.3420 847.3182726.7733

902.5043

MS2 -MS/MS z [M+H]+

MS3 - MS/MS z m/z 523

SV2141_2 #47 RT: 8.42 AV: 1 NL: 4.41E4F: FTMS + p APCI corona Full ms3 [email protected] [email protected] [140.00-1500.00]

200 400 600 800 1000 1200 1400m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

ativ

e A

bun

dan

ce

523.0939

289.2163

1245.35891479.2357

957.1498719.8121

643.1158

353.1791

444.7758

1065.1304

Page 32: Hmotnostní spektrometrie (2)

LC/MS/MS: kvalitativní analýza

Zdroj: Shimadzu LCMS-IT-TOF brochure

mass448 449 450 451 452 453 454

%

0

100

%

0

100

SV2141_2 (0.000) Cu (0.10); Is (1.00,1.00) C15H32N5O6Cl2 Scan ES+ 4.68e12448.1730

450.1730

449.1730451.1730 452.1652

SV2141_2 (0.185) Cu (0.10); Is (1.00,1.00) C24H27NO6Na Scan ES+ 7.50e12448.1736

449.1736

450.1814

C24H27NO6 + Na m/z 448,1736

C15H31N5O6Cl2 + H m/z 448,1730

Aby se rozdělily jen podle m/z muselo by být R = 740 000

Page 33: Hmotnostní spektrometrie (2)

MS: Kvantitativní analýza

1. Potvrzení, že jde skutečně o sledovaný analyt

2. Zjištění jeho koncentrace ve vzorku

CÍL:

Ad 1: většinou se jedná o chromatografické analýzy (GC/MS resp. LC/MS) – znám retenční čas (RT)

EI+ 70 eV: TIC režim (menší citlivost) – pro identifikaci k dispozici celé MS spektrum

SIM režim (vyšší citlivost) – vždy je lépe snímat alespoň dva charakteristické ionty (identifikaci může potvrdit poměr jejich odezev)

ESI, APCI: MRM (Multiple Reaction Monitoring) – MS/MS technika – 1 analyzátor SIM (výběr iontu) – 2.

analyzátor kolize – 3. analyzátor SIM (více iontů, sleduje se poměr odezvy)

Page 34: Hmotnostní spektrometrie (2)

LC/MS/MS: Kvantitativní analýzaPříklad využití MRM

Zdroj: Agilent technologies 5989-9665 App. Note

Izotopicky označený standard – stejné retenční chování, jiná molekulová hmotnost – používá se jako vnitřní standard (Internal Standard – IS)

Kvalitativní informace: retenční čas a přítomnost dceřinného iontu (m/z) popř. poměr ploch píků stop více dceřiných iontů

Kvantitativní informace: plocha píků dceřinného popř. dceřiných iontů (m/z) pro analyt a vniřní standard

Page 35: Hmotnostní spektrometrie (2)

Analyt (Plocha A)

Vnitřní standard (Plocha Ais)

c .. Koncentrace

A/Ais

c/cisA/Ais = RRF . c/cis

RRF .. Relativní odezvový faktor Směrnice přímky je RRF

MS: Kvantitativní analýza

Přítomnost vnitřního standardu snižuje vliv kolísání odezvy MS detektoru, u GC chybu při nástřiku atd., jako vnitřní standard lze použít i podobnou sloučeninu ne izotopicky značenou

Kalibrační přímka

Kalibrace s použitím vnitřního standardu

Page 36: Hmotnostní spektrometrie (2)

MS: Kvantitativní analýza

A/Ais

c/cis

Mez detekce (Limit of Detection - LOD)

Mez stanovitelnosti (LOQ - Limit of Quantification)

split 1:60 1 ul 50 mg/ml

Time5.30 5.35 5.40 5.45 5.50 5.55 5.60 5.65 5.70 5.75

%

0

100

21_V13aro_1 1: Magnet EI+ 134

2.56e35.43

5.57

Signál (signal)

Šum (noise)

LOD ~ 3 x (Anoise/Ais) / RRF

LOQ ~ 10 x (Anoise/Ais) / RRF

Kalibrační rozsah

Page 37: Hmotnostní spektrometrie (2)

MS: Kvantitativní analýza – citlivost MS spektrometrůSpecifikace výrobce: pro konkrétní sloučeninu a podmínky – udává se poměrem signál/šum pro absolutní detekované množství sloučeniny – zpravidla se jedná o množství v řádu pikogramů (pg = 10-12g) nebo femtogramů (fg = 10-15g)

GC/MS: splitless nástřik: 1 pg oktafluorunaftalenu (OFN) – SIM režim m/z 272 - S/N > X

LC/MS/MS: FIA: ESI+ 100 fg reserpine MRM: m/z 609 ->m/z 397 a 447 S/N > X

C33H40N2O9

C10F8

Nejmenší absolutní detekované množství : SIM (MRM): řádově fg-pg

TIC (Full Scan): řádově pg-ng

Maximální abs. detekované množství: dané dynamickým rozsahem cca 3-5 řádů tzn. SIM (MRM) ng ;TIC (Full Scan) mg

vždy však záleží na typu sloučeniny – odezva MS detektoru není univerzální

Page 38: Hmotnostní spektrometrie (2)

Předúprava vzorků

Cíl: zjednodušení matrice vzorku (odstranění interferujících sloučenin)

zakoncentrování analytu ve vzorku

změna rozpouštědla např. voda není vhodná pro GC/MS analýzuZpůsoby předúpravy: filtrace

centrifugace

zakoncentrování odpařením

extrakce (rozpouštědlová, Soxhlet)

SPE (Solid Phase Extraction)

Purge and Trap

SPME (Solid Phase Microextraction)Pro těkavé sloučeniny (VOC)

Page 39: Hmotnostní spektrometrie (2)

Předúprava vzorků: SPE – Solid Phase Extraction

Vzorek (analyt s matricí) je nanesen na kondiciovanou vrstvu sorbentu. Matrice je oddělena a zakoncentrovaný analyt je eluován malým objemem vhodného rozpouštědla.

Normální uspořádání fází

Polární sorbent, nepolární rozpouštědlo

Reverzní uspořádání fází

Nepolární sorbent, polární rozpouštědlo

Iontová výměna

pro iontové sloučeniny

Page 40: Hmotnostní spektrometrie (2)

Předúprava vzorků: SPME (Solid Phase Microextraction)

Slouží pro zakoncentrování a analýzu těkavých sloučenin z plynných matricí nebo těkavých a semitěkavých sloučenin z vody

Vlákno: polymerní sorbent na nosiči:

Carboxen 75 m/ Poludimethylsiloxan (PDMS) 85 m těkavé látky Mw 30 – 225 Da

PDMS 100 m těkavé látky Mw 60 – 275 Da

PDMS 30 m semitěkavé nepolární

Polyakrylát (PA) 85 m semitěkavé polární

Kompatibilita s vodnou matricí

Page 41: Hmotnostní spektrometrie (2)

Předúprava vzorků: Purge and Trap (P-T)

Slouží pro zakoncentrování a analýzu těkavých sloučenin z vody

Vzorek je vystripován z vody proudem plynu (dusík, He) a organické látky jsou sorbovány na sorbent

Sorbent je desorbován, organické látky zakoncentrovány a přeneseny na GC kolonu

Page 42: Hmotnostní spektrometrie (2)

ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie)

Stopová analýza prvků (kovů)

Page 43: Hmotnostní spektrometrie (2)

ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie)Způsob dávkování vzorku:

Kapalina: tvorba aerosolu

Pevné látky: Laserová ablace

Page 44: Hmotnostní spektrometrie (2)

ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie)

ICP torch – tvorba iontů

Page 45: Hmotnostní spektrometrie (2)

ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie)

Page 46: Hmotnostní spektrometrie (2)

ISOTOPE RATIO MASS SPECTROMETRYVyužití v geologii, archeologii, kriminalistice

Organická látka je katalyticky spálena na CO2 (CuO/Pt~ 800°C), voda je odstraněna přes NAFION membránu a CO2 je detekován pomocí MS (obvykle dva detektory jeden na 13 CO2 m/z 45 a druhý na 12 CO2 m/z 44) Standartní ref. látka – CaCO3 Pee Dee Belemnite (PDB) – rozkladem CO2 s poměrem pPDB =13C/12C = 0,01123

13C = 1000 * (pvzorek – pPDB)/pPDB

Methan atmosféra

Fosilní paliva

Fosilní paliva

PDBCO2 atmosféra

CO2 výdech lidi USACO2 výdech

lidi Evropa