Spectrometria de masă Schema generală Detector Analizor Sursa 2010-2011 2 CAAI Spectrometria de masă Sursele de ioni
Impact electronic Intrare proba gazoasă Pusher Cameră de ionizare (10-3 Pa) Fascicol de electroni Filament Anod (descărcarea electronilor) Lentile de extractie si de focalizare Către analizor 2010-2011 4 CAAI EI: reactii Ionizarea M e - M 2 e - Fragmentarea σ: 57 H 3 C α: 87 CH 3 Rearanjamente (Mc Lafferty) 2010-2011 5 CAAI Cea mai uzuală Spectre reproductibile Chimie bine descrisă Cuplaj favorabil cu GC EI: caracteristici 2010-2011 6 CAAI
EI: influenţa asupra analizei Radical-cationi moleculari Fragmentare şi rearanjări Informatii structurale Ioni moleculari cu intensitate scăzută Baze de date Analit volatil si stabil Mase <1000 Da 2010-2011 7 CAAI EI : exemplu de spectre H N 2010-2011 8 CAAI Ionizarea chimică Pusher Cameră de ionizare (10 Pa) Intrare proba gazoasă Fascicol de electroni Filament Anod (descărcarea electronilor) Lentile de extractie si de focalizare Către analizor 2010-2011 9 CAAI
CI: gaze ionizante CH 4 e - CH 4 2 e - CH 4 CH 4 CH 3 CH 5 NH 3 NH 3 NH 2 NH 4 M H MH N 2 e - N 2 - N 2 - CH 4 N 2 CH 3 H - MH H - M - 2010-2011 10 CAAI CI: caracteristici Mai blândă (vs EI) Ioni pozitivi sau negativi Aducţi Rezultate în functie de gazul ionizant Cuplaj favorabil cu GC 2010-2011 11 CAAI CI: influenţa asupra analizei Ioni pseudomoleculari mai intenşi (vs EI) Spectru mai simplu (vs EI) Analiţi volatili Mase <1000 Da 2010-2011 12 CAAI
CI: exemplu de spectre H N 2010-2011 13 CAAI Comparaţie EI/CI EI CI 2010-2011 14 CAAI Ionizarea chimică la presiune atmosferică ioni N 2 Incălzire Probă solvent Către analizor Spray 10 5 Pa 10-3 Pa Gaz nebulizator Descărcări Corona 2010-2011 15 CAAI
APCI: caracteristici Proba trebuie să fie solubilă Evaporarea solventului Solvent utilizat ca şi gaz ionizant Couplaj bun cu LC 2010-2011 16 CAAI APCI: influenţa asupra analizei Metodă foarte blândă Se utilizează pentru analiţi mai puţin polari (vs ESI) Masă <2000 Da 2010-2011 17 CAAI APCI: exemplu de spectre 2010-2011 18 CAAI
Bombardementul cu atomi rapizi Pusher Ar accelerat Ionii matricei Ioni Către analizor 2010-2011 19 CAAI FAB: caracteristici Metodă foarte blândă Curent ionic ridicat (înaltă rezoluţie) Matrice (glicerol, alcool m-nitrobenzilic, dietanolamină) Analiţi solubili (evitarea încărcării electrice multiple) Zgomot de fond ridicat 2010-2011 20 CAAI FAB: influenţa asupra analizei Ioni pseudomoleculari de regulă de intensitate mare Picuri şi aducţi ai matricei Confirmarea masei moleculare Confuzii posibile cu picurile de masă mică Masa între 300 si 6000 Da 2010-2011 21 CAAI
FAB: exemplu de spectre H N 2010-2011 22 CAAI Electrospray Probă solvent Spray incărcat multiplu Explozie coulombică N 2 - - - - - - - - - - - - - - - - Evaporarea solventului Ioni Către analizor 3 6 kv 2010-2011 23 CAAI ESI: ioni multiplu încărcaţi Două picuri succesive: 824.9 = M (n1) (n1) intensité 824.9 883.8 883.8 = M n n M rezultă din calcul par calcul intensité 12 359 m/z M = 12 359 (n = 14) m 2010-2011 24 CAAI
ESI: caracteristici Desorbtia ionilor preexistenti (complementaritate cu APCI) Ioni încărcaţi multiplu Picuri calculate Zgomot de fond mic (dac nu este contaminat cu ioni lcalini sau baze) Curent ionic redus Cuplaj bun cu LC 2010-2011 25 CAAI ESI: influenţa asupra analizei Analiţi încărcaţi, bazici sau polari Dificil de calculat pentru analiţi complecşi Masa < 200 000 Da 2010-2011 26 CAAI ESI: exemplu de spectre Enolaza Cyt C 2010-2011 27 CAAI
Desorbtia laser Pusher Radiatie laser Ioni din matrice Ioni Către analizor 2010-2011 28 CAAI MALDI: caracteristici Sursă pulsatorie Alegerea de analizoare compatibile MS/MS dificilă LC/MS dificilă Matrice (acide sinapinic sau dihidroxibenzoic) H H H H H SA DHB 2010-2011 29 CAAI MALDI: influenţă asupra analizei Masa <500 000 Da 2010-2011 30 CAAI
MALDI: exemplu de spectre 2010-2011 31 CAAI Recapitulare EI CI APCI FAB analit < 1000 Da < 1000 Da < 2000 Da 300 < 6000 Da particularităţi Baze de date, fragmentare Ioni pozitivi sau negativi Solvent, foarte blândă Matrice, foarte blândă ESI MALDI Încărcat electric sau polar < 200 000 Da < 500 000 Da Ioni încărcaţi multiplu Soursă pulsatorie 2010-2011 32 CAAI Spectrometria de masă Analizoarele
Caracteristici principale Limită de masă Valoarea maximală măsurabilă a m/z. Transmisia Proporţia de ioni produşi în sursă care ajunge la detector. Rezolutia Două picuri succesive sunt rezolvate dacă valea dintre ele atinge 10% (rezoluţie înaltă) sau 50% (rezoluţie joasa) din intensitatea picului cel mai puţin intens 2010-2011 34 CAAI Analizoare cu sector 2 mv = qvb r 2 mv = qv 2 2 mv = qe r 2 2 m r B = q 2V 2010-2011 35 CAAI Sectoare: Erori şi corecţii Traiectorii initiale Viteze initiale Geometria în sector Focalizare în directie Dispersie în energie 2010-2011 36 CAAI
Sectoare: Erori şi corecţii Dublă focalizare Directie si energie Rezoluţie înaltă 2010-2011 37 CAAI Sectoare: MS/MS B 2 E 1 Zona de fragmentare 2 1 1 1 Configuraţie BE EB sau BE EB sau BE Baleiere B fix; E baleiază B/E constant B 2 /E constant EB sau BE (1-E)B 2 /E 2 constant Pierderea înaltei rezoluţii bservatii Ioni fragmente Ioni fragmente Ioni părinte Pierdere de neutre 2010-2011 38 CAAI Sectoare: Avantaje şi limitari Precizie înaltă (rezolutia = 100 000) MS/MS Dimensiune Transmisia legată direct de rezolutie E foarte mare (vid înaintat) < 20 000 Da 2010-2011 39 CAAI
Quadripol 2010-2011 40 CAAI Quadripol: Principiul separării Φ 0 Y r 0 Φ 0 Φ 0 X Φ 0 Φ 0 = U V cos ωt DC RF 2010-2011 41 CAAI Quadripol: baleierea U/V U m 1 m 2 m 3 m 1 < m 2 <m 3 V 2010-2011 42 CAAI
Quadripol: MS/MS Q1 Q1 Q2 Q3 Q2 Q3 bservation Fix Fragmentare Baleiaj Ioni de fragmentare Baleiaj Fragmentare Fix Ioni parents Baleiaj Fragmentare Baleiaj decalat Perte de neutre 2010-2011 43 CAAI Quadripol: Avantaje si limitari Efect lentilă Baleiaj rapid Nu influenţeză energia cinetică < 4000 Da Rezolutie = 2000 2010-2011 44 CAAI Trapa ionică 2010-2011 45 CAAI
Trapa ionică: Principiul separării 2010-2011 46 CAAI Trapa ionică: Principiul separării RF singur (1,1 MHz, 500V) RF AC superpuse (160 khz, 12V) 2010-2011 47 CAAI Trapa ionică: Avantaje şi limitari Limita de detectie: attomol Vid moderat MS n < 6000 Da Rezolutia 4000 2010-2011 48 CAAI
v 1 v 1 v 2 Analizoare cu timp de zbor 2010-2011 49 CAAI TF: Principiul separării d Detector Laser z e V = 1 2 m v2 t = d v = d m 2 z e V 2010-2011 50 CAAI TF: Diferenţe ale vitezei iniţiale m/z identic E c diferit - v 2 v 1 v 2 Detector Reflectron 2010-2011 51 CAAI
TF: Avantaje şi limitări Transmisie Viteza < 1 000 000 Da Rezolutia = 5 000 (cu reflectron: 20000) 2010-2011 52 CAAI Recapitulare Sectoare Limita de masă 20 000 Rezolutia (m/z = 1000) 100 000 Particularităţi Înaltă rezoluţie Quadripoli 4000 3000 Scanare rapidă Trapă ionică 6000 4000 MS n TF 1 000 000 5000 Pulsatoriu 2010-2011 53 CAAI