22
Anchem (Fach) / Massenspektrometrie (Lektion)
Anzeige
- MS ermöglicht den Nachweis und die Quantifizierung von Verbdinungen (bis in den Spurenbereich) Strukturaufklärung beruht auf der Messung der genauen atomaren bzw molekularen Massen von Ionen
- Aufbau eines MS Ionenquelle->Massenanalysator->Detektor (im Vakuum-System)
- Off-/On-Line MS nicht gekoppelt MS gekoppelt mit Trennverfahren (GC, HPLC,LC-MS)
- Ionenerzeugung/Ionenquelle Elektronenstoß Ionisation chemische Ionisation fast atom bombardment Elektrospray Ionisation matrixunterstützte Laserdesorption/Ionisation (MALDI)
- Ionentrennung/Massenanalysatoren Quadropol magnetisches Sektorfeld Flugzeitanalysator ekektrische Ionenfalle elektromagnetische Ionenfalle
- Ionennachweis/Detektoren Faraday-Cup Konversionsdynode mit Sekundärelektronenvervielfacher Szintillationszähler Vielkanalplatte
- Vorteile EI hohe Empfindlichkeit (sub picomol bis Picomol (10hoch-12) Information zur Sturktur der Analyte aus dem Fragmentierungsmuster erhätlich Zugänglichkeit von großen EDV-gestützten Datenbanken mit mehr als 200.000 organischen Verbindungen
- Nachteil EI m/z Bereich begrenzt Flüchtigkeit der Analyte ist erforderlich (begrenzte Polarität, begrenzte Größe) mögliche Zersetzung durch Verdampfung (thermische Desorption) bei starke Fragmentierung oft kein Molekülion detektierbar Wegen der starken Fragmentierung nur sehr begrenzt geeignet für die direkte Analyse von Mischungen
- ESI? sanfte Ionisationstechnik keine Fragmentionen gebildet Bildung mehrfach geladener Ionen unterschiedlicher Ladungszahl (Analytlösung durch Kapillare an der Spitze, Zur Unterstützung der Ionenbildung in den Spray-Partikeln wird an das Kapillarende ein starkes elektrisches Feld angelegt.)
- Vorteile ESI m/z Bereich bis zu 150000 Da hohe Empfindlichkeit (mittlerer Femtomol-Bereich) weichste D/I, keine Fragmentierung sehr gute Möglichkeit der online-Kopplung mit HPLC und CZE mehrfachladung der Moleküle gibt sehr gute Richtigkeit der molekularen Massen auch für sehr große Moleküle sind Analysatoren verwendbar die m/z Bereich bis 4000 abdecken können geringe Zahl an Hintergrundionen
- Anzeige
- Begrenzungen ESI sehr geringe Salz und Detergenz-Toleranz hohe Probenreinheit erforderlich mehrfachladungen machen eine Analyse von Molekülgemischen zuweilen schwierig Diskriminierung schwer ionisierbarer Komponenten möglich
- LC-MS von einem Hochdrucksystem (HPLC) zum Hochvakuum (MS) mobile Phase muss entfernt werden Spray-Verfahren: ESI, APCI
- apci gelöster Analyt durch eine Kapillare zerstäubt, wobei ein Spray entsteht das Spray wird durch eine beheizte Keramik (300-400°C) geführt wird, wo das Lösungsmittelvollständig verdampft wird der Lösungsmittel-/Analyt-Dampf wird über eine Corona-Entladungsnadel geführt, wobei Lösungsmittelmoleküle ionisiert werden die ionisierten Lösungsmittelmoleküle wiederum ionisieren die Analytmoleküle, die dann ins Vakuum überführt werden
- MALDI Matrix unterstützte Laser-Desorption Ionisation off-line System eine der wichtigsten MS-Methoden in der Proteinchemie und Proteomics Analytmoleküle werden in MALDI-Matrix eingebaut Anregung mit Laserimpulsen-> explosionsartige Teilchenablösungen an der Kristalloberfläche in Matrix eingeschlossene Analytmoleküle werden mit ins Vakuum der MS überführt
- MALDI Vorteile m/z Bereich bis zu 300.000Da sehr hohe Empfindlichkeit (niedriger Femtomol Bereich 10hoch-15) weiche D/I, nur geringfügige Fragmentierung Analyse komplexer Gemische ist sehr gut möglich (da kaum Fragmentierung und nur einfach geladene Ionen)
- MALDI Begrenzungen niedrige Auflösung im m/z-Bereich >15000Da oft störender Matrix-Hintergrund im Spektrum im Bereich unter 1000Da Photoabbau der Analyte durch Laserbestrahlung möglich Diskriminierung schwer ionisierbarer Komponenten häufig Quantifizierung nur beschränkt möglich
- Massen Analysatoren nach der Ionisation werden gebildete Ionen im Massenanalysator nach m/z getrennt m...Masse in atomaren Masseneinheiten (u) 1u=1/12 der asse des C12 Isotops
- Massenanalysatoren Sektorfeld-Massenanalysator Quadrupol-Massenfilter Ionenfalle Flugzeitanalysator (TOF)
- Sektorfeld-Massenanalysator Metallrohr in einem starken Magnetfeld Ionen auf einer Kreisbahn --> Radius hängt von Masse/Ladungsverhältnis ab
- TOF Bestimmung von Masse/Ladung durch Messung der Flugzeit dazu werden IOnen in einem elektrischen Feld beschleunigt
- Ionenfalle Ionen werden in einem Quadrupolfeld gefangen gehalten Können so analysiert und manipuliert werden
- Quadrupol-Massenfilter Ionen werden durch statisches,elektrisches Feld beschleunigt -->durchfliegen 4 parallel liegenede Stabelektroden(Schnittachsen bilden ein Quadrat) -->Im Wechselfeld zwischen den Säben: eine m/q-Selektierung-->nur Teilchen mit definierter Masse können das Feld durchlaufen