Minőségi azonosítás
Minőségi azonosításra a retenciós időt, illetve a relatívretenciós időt használjuk.
Kováts-féle retenciós index – szerves vegyületekhomológ sorain belül az egyes alkotók redukáltretenciós idejének a logaritmusa a C atomszámlineáris függvénye. I = 100n.
A Kováts féle retenciós index adott vegyületre,adott állófázison, izoterm körülmények közöttfüggetlen az oszlop méreteitől, a nyomáseséstől ésaz áramlási sebességtől.
Apoláris állófázison mért retenciós index egyenesarányban van a forrásponttal, tehát a vegyületforráspontja közelítőleg meghatározható.
Poláris alkotók indexének hőmérsékletfüggésenem mindig lineáris.
Hasonló szerkezetű vegyületeknél azonoshelyettesítések a retenciós indexet azonosmértékben változtatják meg.
Mennyiségi elemzés
1.1.Kalibrációs módszer - külső standard módszer
Különböző ismert koncentrációjú oldat kromatográfiáscsúcs alatti területét mérjük, majd ezek felhasználá-sával kalibrációs egyenest készítünk, melynekiránytangense az érzékenység.
Ismeretlen minta koncentrációja az általa szolgáltatottterület / az érzékenység:
Ai: az i-edik komponens csúcsterülete, wi az i-edik komponens mennyisége
Kalibrációs egyenes képlete
2.2.Belső standard módszer
Egy ún. belső standardot - mindig azonos mennyiségbenhozzáadunk, mind a kalibráló oldatokhoz, mind amintákhoz.
A relatív érzékenység (fi) használatán alapszik.
Előnye, hogy kiküszöböli a térfogatos mintabevitelbőladódó hibát (a minta komponenseinek teljes éspillanatszerű elpárologtatásának hiánya).
Ai
= ai + bi wi
AS
As a belső-standard csúcsterülete az aktuális kromatogramban, wi az i-edik
komponens mennyisége a belső standard mennyiségével osztva.
Kalibrációs egyenes képlete
Származékképzési reakciók
Célja: a mérendő komponens átalakításavalamilyen speciális kémiai reakcióval, annakérdekében, hogy a keletkezett termék könnyengázkromatografálható legyen.
Illékonyság és termikus stabilitás növelése.
H-hídképzés csökkentése → csúcsalak javítása
Átalakítandó funkciós csoportok:
- OH, - COOH, -NH2, - SH, stb.
LOD értékek csökkentése – ECD detektornál :halogéntartalmú származékképzés
Származékképzés hatása
Legfőbb típusaik
1)1)Szililezés
2)2)Alkilezés
3)3)Acilezés
1, SZILILEZÉS
Aktív hidrogén lecserélése általában trimetil-szilil csoportra.
Általánosan:
Reakció hatásfoka a szililezőszer erősségétől és a kémiaireakcióban résztvevő funkciós csoport minőségétől függ.
33
Szililezhetőségi sorrend:
Alkoholok > Fenolok > Karbonsavak > Aminok >Amidok > Tiolok
Sztérikus hatások:
Primer alkoholok > szekunder alkoholok > tercieralkoholok
Reakció feltételei:
1)A reagenst feleslegben alkalmazzuk.
2)100 %-osnak kell lennie az átalakulásnak.
3)Reakció körülmények optimálása (60-80 0C, 10 – 120perc, katalizátor).
4)Lehetőleg egyfajta származék keletkezzen (többfunkciós csoport esetén), több csúcs keletkezéseprobléma!
Leggyakrabban alkalmazott szililezőszerekreaktivítási sorrendben
N-trimetilszilil-imidazol
TMSI
N,O-bisz-trimetilszilil-trifluoracetamid
BSTFA
N,O-bisz-trimetilszilil-acetamid
BSA
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoracetamid
MSTFA
Hexametil-diszilazán
HMDS
Xvégső = NH3Xvégső = NH3
Reakciómechanizmus: Nukleofil szubsztitució
Kivitelezés:
Oldószer nélkül, csak a szililezőszerrel
Oldószerrel (aprotikus): piridin, toluol, acetonitril, hexán
Katalizátorok: trifluoro-ecetsav (TFA), trimetil-klór-szilán (TMCS)
Egyéb követelmények:
Szililezőszerek nagytisztaságúak és vízmentesek legyenekés ne zavarják az elválasztást (koelució mentes).
Származékolandó minta vízmentessége!
Könnyen hidrolizálnak víz és alkoholok hatására.
Stabilitás vizsgálat.
2, ALKILEZÉS
Aktív hidrogéneket alkil csoportra cseréljük.
Pl. Alkohol → Éter; Karbonsav → Észter
Fajtái:
1, Alkilhalogenidek (jodidok, bromidok)
R-OH + CH3-I → R-O-CH3 + HI
Fenolok, karbonsavak, tiolok
Katalizátor: ezüst-oxid
2, Diazotálás (diazometánnal, mérgező)
R-OH + CH2N2 → R-O-CH3 + N2
Fenolok, karbonsavak, szulfonsavak
3, ACILEZÉS
Aktív hidrogéneket acil csoportra cseréljük
Pl. Alkoholok → Észter, Aminok → Savamid
Savanhidridek és savkloridok használata
Legáltalánosabban használt reagensek:
1, trifluoroecetsav-anhidrid (TFAA)
2, pentafluoropropionsav-anhidrid (PFPA)
3, heptafluorobutánsav-anhidrid (HFBA)
A halogén atomok bevitelével lehetőség nyílik azECD detektor használatára, ami érzékenységnövekedést jelent.
A reakciót vízmentes körülmények közötthajtják végre, majd ezt követi a reagensfeleslegének eltávolítása bepárlással, vagygyenge bázis vizes oldatával valóelreagáltatással.
A fluorozott származékoknak nagyobb azillékonysága, mint a többi perhalogénezettszármazéké.
A GÁZKROMATOGRÁFIA ANALITIKAIALKALMAZÁSA
Kőolajipar, petrolkémiai ipar
Környezetvédelmi analízis
Gyógyszeripari elemzések
Oldószermaradványok elemzése
Élelmiszer analitika (aromaanyagok, toxinok,szermaradványok)
Kozmetikai ipar (illatanyagok).
NAGYHATÉKONYSÁGÚ FOLYADÉKKROMA-TOGRÁFIA = NAGYNYOMÁSÚ = HPLC
Az alkalmazott nagy nyomás (100-1000 bar) lehetővéteszi nagyon finom szemcsézetű töltetek (2-10 μm)használatát, ami jelentősen megnöveli a módszerfelbontóképességét.
A hagyományos oszloptechnikánál gyorsabb(kényszer áramlás), pontosabb és folyamatosandetektálható.
A gázkromatográfiával szemben hőre érzékeny- ésnem illó vegyületek esetében is használható.
A mozgófázissal szelektív kölcsönhatások alakulnakki.
HPLC FELÉPÍTÉSE
OLDÓSZEREK
Üveg, vagy műanyag edények.
Megfelelő tisztaság (oszlop védelme és a megfelelődetektálás érdekében!).
Gázmentes. Eluensben oldott gázok és főleg az O2 eltá-volítása. Zavarja a pumpa egyenletes működését és adetektorban kis csúcsokat produkál.
Gázmentesítés megvalósítása:
- melegítés;
- vákuum alkalmazása;
- ultrahangos szonikálás (rázatás);
- sparge = He gáz átbuborékoltatása folyamatosan(oldott gázokat kiűzi).
Szűrés – üvegszűrő + vákuum alkalmazása.
SZIVATTYÚK
Feladatuk: egyenletes, szabályozott folyadékáramlás
Mechanikus szivattyúk – állandó áramlási sebességbiztosítása. Két egymással szemben működtetettváltakozó mozgásirányú dugattyús szivattyúk (reciprokpumpák).
Pulzáláscsillapító
Pulzáláscsillapító
1, tekercs - flexibilis
2, membrán – hexánnal töltve
11
22
Szivattyú után nagynyomású szűrő következik (2 μm-es saválló acél).
Nyomásmérő (jelzi, ha az oszlop eltömődik, vagy aszivattyú hibás).
Összekötő csövek: saválló acél, vagy speciális műanyag0,2-0,3 mm belső átmérővel. Minél rövidebb utak →kis holttérfogat (keverőedény effektus).
GRADIENSKÉPZŐ
1.1.Izokratikus elúció – változatlan összetételű mozgófázis
2.2.Gradiens elúció – az eluens összetételének folyamatos(lineáris, exponenciális, vagy parabolikus), vagy ugrás-szerű változtatása.
Mintainjektáló rendszer
Injektált mennyiség (analitikai): 5-100 μl
Fajtái:
1.1.Injektálószelep - Rheodyne, cserélhető rögzítetttérfogatú hurkokkal (loop).
2.2.Automata mintaadagoló
Programozható mintamennyiség – motorizáltfecskendő.
Automatizált mérés (100 mérés/éjszaka).
Kézi injektálás
Automata mintaadagoló
Loop méret alapján
Mikro: 0,06 µL - 0,500 µL
Analitikai: 1,0 µL - 500,0 µL (5-100 µL)
Preparatív: 100 µL - 10 mL
OSZLOP
Anyaga: saválló acél, vagy műanyag.
10 – 30 cm hosszú, d = 2-6 mm.
Analitikai oszlop védelmének érdekében előtét oszlopothasználunk (védő oszlop = guard column), mely azonostöltetű, mint az analitikai oszlop (1-5 cm).
Töltetek szemcsemérete 2-10 μm, nagy fajlagos felület >100 m2/g, nagy kapacitás és kellő szilárdság.
Hatékonyan elválasztó oszlopot csak egyenletes kisátmé-rőjű, gömb alakú szemcsékből lehet készíteni.
Minél kisebb a szemcseméret, annál nagyobb N (nagyobb afajlagos felület), csökkentésének határt szab a növekvőnyomás, amit a megnövekedett oszlopellenállás produkál(sugárirányú hőmérséklet gradiens).
NORMÁL FÁZISÚFOLYADÉKKROMATOGRÁFIA
Állófázis: poláris,mechanikailag stabil.
1.1.Szilikagél
2.2.Aluminium-oxid
3.3.Módosított szilikagél.
Porózus anyagok.
Szilikagélek átlagos pórus
átmérője 6-20 nm (pl. 120 Å),
ez 500-1000-red része aszemcseméretnek.
Víz dezaktiválja a felületet.
Fémszennyezések kerülése.
Módosított szilikagél
Szabad szilanol csoport
(gyenge sav)
Szubsztituált klórszilánnal módosítják.
Felvitt csoportok: fenil, amino, diol, ciano.
Poláris (dipol-dipol, dipol-indukált dipol) kölcsönhatás avegyületek és az állófázis poláris csoportjai között (-OH,-NH2, -CN), ami retencióhoz vezet.
Minél polárisabb egy vegyület, annál tovább tartózkodikaz állófázisban, annál nagyobb retenciós ideje lesz.
Módosított szilikagél
Mozgófázis
Apolárisabb, mint az állófázis (lsd. Eluotróp sorok).Oldószererősség. Minél apolárisabb egy oldószer annálkisebb az oldószererőssége, vagyis a visszatartás (retenciósidő) nagy. Általában szénhidrogének alkotják a mozgófá-zist, ehhez adunk 0,1-20 V/V% poláris oldószert, módosítót(pl. éter, észter, alkohol).
Oszlop nyomása
Δp = LFηφ
r2 dp2
L = oszlop hossza
F = térfogati áramlási sebesség
η = viszkozitás
φ = az oszlop porozitására jellemző tag
r = oszlop átmérő; dp = átlagos szemcseméret
ALKALMAZÁSA
Apoláris, vagy közepesen poláris izomervegyületek elválasztása (szénhidrogénekben jóloldódjanak).
Sztereoizomerek elválasztása – királis állófázissal
Félpreparatív elválasztás – szerkezetazonosításra(hosszabb és nagyobb átmérőjű oszlopok)
FORDÍTOTT FÁZISÚFOLYADÉKKROMATOGRÁFIA
Mozgófázis polárisabb, mint az állófázis
1)1)Módosított szilikagél
2)2)Szerves polimer alapú állófázisok
3)3)Szén alapú állófázisok
C18H37
Si
CH3
Si
OH
CH3
C18H37
OH
OH
Si
CH3
Si
O
CH3
OH
OH
Cl
+
-HCl
Savas hidrolízishelye
Szabad szilanol csoport
Szilikagélt aklilcsoportokat tartalmazó klórszilánnalreagáltatjuk (mono-, di- és triklór-szilánnal).
A módosítás során a szilanolcsoportok 40-60%-a reagálat-lan marad.
Utóreakció során trimetil-klórszilánnal módosítanak.Endcapping = utóreakció (e)
Használhatóság pH tartománya: 2 (alkil csoportok savashidrolízise) < pH < 8-9 (szilikagél kioldódása).
Újfajta oszlopok: pH = 10-11
Apoláris (diszperziós) kölcsönhatás a vegyületek és azállófázis apoláris csoportjai között (C4, C8, C18), amiretencióhoz vezet.
Minél apolárisabb egy vegyület, annál tovább tartózkodikaz állófázisban, annál nagyobb retenciós ideje lesz.
Mozgófázis
Poláris, kis viszkozitású, jóUV áteresztőképességű,kevéssé illékony és toxikusoldószerek.
Víz oldószer erőssége alegkisebb, alkalmazottszerves módosítok, melyeka retenciót csökkentik:metanol<acetonitril<eta-nol<tetrahidrofurán.
Ionizálható minta eseténpH kontroll kell.Alkalmazott pufferek:foszfát/foszforsav,acetát/ecetsav,ammónia/ammónium-klorid.
Oldószer
Oldószer erősség(ε) NORMÁL!
Viszkozitás (cP)
UV cut-off(nm)
Hexán
0
0,33
200
Széntetraklorid
0,14
0,97
263
Kloroform
0,31
0,57
245
Diklórmetán
0,32
0,44
235
Tetrahidrofurán
0,35
0,55
215
Dietil-éter
0,29
0,23
215
Etilacetát
0,45
0,45
260
Dioxán
0,49
1,54
215
Acetonitril
0,50
0,37
190
2-propanol
0,63
2,3
210
Metanol
0,73
0,60
205
Víz
>1,00
1
-
Funkciós csoportok polaritása:
C-H < C-O-C < C-N-C < CN < C=O < HO-C=O < OH
Gradiens elució
A módszer előnyei:
Az analízis ideje lecsökken.
A felbontóképesség javul.
Keskenyebb csúcsok.
Nagyobb érzékenység.
Gradiens elució
Izokratikus elució
Gradiens programozás
Alkil-benzolok, alkil-fenonok és alkil-parabénekvisszatartás változása a szénatomszám függvényében
Szénatom számSzénatom szám
A pH szerepe az elválasztásban
1)1) Semleges vegyületek – nincs pH hatás
Szénhidrogének, aromás szénhidrogének (PAH),halogénezett aromások (PCB), alkoholok, éterek,ketonok, aldehidek.
2)2) Savak és bázisok – pH változás hatására ionizálódnak
3)3) Ionos vegyületek – pH és puffer hatása
2. és 3. esetben a megoldás:
1)1)pH kontroll → szupresszió, ionos állapot visszaszorítása
2)2)Ionpárképzés
3)3)Ioncsere kromatográfia
Savas csoportot tartalmazó szerves vegyületekvisszatartás változása a pH függvényében
RCOOHRCOOH
RCOO-/RCOOHRCOO-/RCOOH
RCOO-RCOO-
pKapKa
A pH és módosító hatása savas vegyületelválasztására
tailingtailing
Bázikus csoportot tartalmazó szerves vegyületekvisszatartás változása a pH függvényében
R-NH3+R-NH3+
R-NH3+/R-NH2R-NH3+/R-NH2
pKbpKb
R-NH2R-NH2
A pH hatása bázikus vegyületek elválasztására
Bázikus antihisztaminok (pH=11 !!!)
Fordított fázisú ionpár-kromatográfia (RP-IP-HPLC)
A retenció növelése érdekében az eluensbe 1-100 mmol/Lionpárképző, hidrofób iont teszünk (felületaktív anyagok),melynek töltése ellentétes a meghatározandó anyagéval.
Anionos ionpárképző
Kationos ionpárképző
Alkil-szulfonsavak
Tetrabutil-ammóniumsók
D- és L- kámfor szulfonát
Cetil-trimetil-ammóniumsók
Alkil-szulfátok
Dodecil-oktil-dimetil-ammónium sók
Kationos ionpárképző és az állófáziselhelyezkedése
C18 állófázis
N+
[Molekula ION]-
Az RP-IP-HPLC-ben fontos paraméterek
Ionpárképző koncentrációja (c nő → k nő).
Ionpárképző jellege (lánc hossz nő → k nő, egyenes lánc –elágazó lánc).
Szerves módosító típusa és mennyisége.
Puffer koncentrációja, pH-ja (ionos állapot biztosítása).
Idegen só koncentrációja.
A hőmérséklet hatása az elválasztásra
H = 2 λdp + 2γDm + 8 k df2 uH = 2 λdp + 2γDm + 8 k df2 u
u π2 (1+k)2 Ds u π2 (1+k)2 Ds
DETEKTOROK
A detektor feladata a kiáramló eluensben mérni azösszetevő pillanatnyi koncentrációját. A közvetlenül mértdetektorjel általában nem maga a koncentráció, hanemannak valamilyen függvénye.
Detektor típusok
Ultraibolya/ látható fény (UV/VIS), LOD: ~ 10-10 g
Fluoreszcenciás, LOD: 10-12 g
Vezetőképességi , LOD: 10-9 g
Törésmutató különbség mérése (RI), LOD: 10-8 g
Fényszórásmérésen alapuló (ELS), LOD: 10-8 g
Tömegszelektív (LC/MS), LOD: 10-15
Detektorok tulajdonságai
Alacsony zajszint és stabil alapvonal (low drift).
Megfelelő érzékenység.
Gyors jelképzés (12 pont/csúcs).
Széles linearitási tartomány.
Alacsony holttérfogat (csúcsszélesedésminimalizálása).
Könnyen kezelhető és megbízható.
Működési körülmények optimalizálhatósága.
Spektrofotometriás detektorok
Ezek az eluátum fényelnyelését mérik. Az ultraibolya, eset-leg az ultraibolya és a látható fény tartományban működnek.
Lambert- Beer törvény:
A = lg (Io/I) = ε×c×l
Io = a megvilágító fény intenzítása
I = fényintenzítás az abszorpció után
c = koncentráció
ε = abszorpciós együttható
l = optikai úthossz
Spektrofotometriás detektorok típusai
1, Higanygőzlámpa, 254 nm, monokromatikusfény, (aromás rendszerek).
Átfolyó cella UV/VIS detektálásnál
Több csatornás
a, diszperziós – diszperziós ráccsal mono-kromatikus fény előállítása a cella előtt.
benzol
b, diódasoros (PDA) – széleskörben elterjedt.
A diódasoros detektorok lehetővé teszik a teljesspektrum felvételét igen gyors egymásutánban.Ezekben a küvettát polikromatikus fénnyel világítjákát és a felbontás a küvetta után történik. A szétterültfénnyalábot egy (fotó)-diódasorra vetítik.
A 200 nm széles analitikai UV tartomány befogadásához100-200 diódából álló sor szükséges (felbontás 1-2nm).
A diódasoros detektor segít a csúcsok azonosításában éstisztaságuk ellenőrzésében, mert koelució esetén acsúcs lefutása közben a spektrum alakja változik, mígegyetlen anyag csúcsa esetén a spektrum alakjaállandó, csak a magassága változik.
PDA detektorPDA detektor
Deutérium lámpaDeutérium lámpa
tükörtükör
erősítőerősítő
fotódiódasorfotódiódasor
Optikai rácsOptikai rács
Átfolyó cellaÁtfolyó cella
A és B vegyületek UV spektruma és két eltérő hullámhosszonA és B vegyületek UV spektruma és két eltérő hullámhosszon
felvett kromatogramja.felvett kromatogramja.
Aλ1 = állandó viszonyszám Aλ1 = állandó viszonyszám
Aλ2Aλ2
Csúcstisztaság jellemzése.Csúcstisztaság jellemzése.
A klórtalidon gyógyszer tisztaság vizsgálata
5 % terc-butil-benzol szennyezés kimutatásaantracénban
A 250/A 255A 250/A 255
antracénantracén
Csúcstisztaság vizsgálat PDA detektorral
aa
bb
Fluoreszcenciás detektor
Szelektív, mert a szokványos szerves vegyületekközül viszonylag kevés mutat számottevőfluoreszcenciát.
Kettős „hangolás” : változtatni lehet a besugárzófény (UV tartományban) - és a kisugárzott,fluoreszcens, fény hullámhosszát (UV/láthatótartományban).
Gerjesztési spektrum (excitation)
Emissziós spektrum (emission) nyerhető.
Az átfolyó küvettát itt is egy szűkfénynyalábbal világítják meg és a beesőfényre merőleges irányból történik adetektálás. A detektált fény intenzitása afluoreszkáló komponens koncentrációjávalegyenesen arányos. Ez a detektornagyságrendekkel kisebb koncentrációkmérésére alkalmas, mint az UV detektor(10-12g/anyag).
Gerjesztési hullámhossz
Fluoreszcenciás detektor felépítése
AlKALMAZÁS
Természetesen fluoreszkáló vegyületek (merevszerkezetű aromás vegyületek, porfin vázasvegyületek, riboflavinok, vitaminok, gyógyszerek).
Származékkészítési reakciók alkalmazásafluoreszkáló vegyületek előállítására (OPA + tiol,FMOC, Fluoreszkamin, stb.).
OPA + tiolOPA + tiol
FMOCFMOC
Tömegspektrometria
A tömegspektrometria olyan vizsgálati módszer,amelynél ionos részecskéket választunk elfajlagos tömegük (töltésegységre eső tömegük:m/z) szerint, csökkentett nyomáson, elektromos,vagy mágneses mezők segítségével.
Az elválasztott ionok intenzitását folyamatosanmérjük, s így egy ionáram intenzitás - fajlagostömeg függvény-kapcsolathoz, az ún. tömeg-spektrumhoz jutunk.
Ez a tömegspektrum a minőségi információalapja - fingerprint.
Tömegspektrométer részei
1.1.Mintabeviteli rendszer (közvetlen: gáz, folyadék,vagy szilárd minta bevitele, közvetett: GC, HPLC.
2.2.Ionforrás az ionoptikával (ionok előállítása).
3.3.Analizátor (ionok elválasztása fajlagos tömegükszerint).
4.4.Detektor (ion, vagy fotonsokszorozó).
5.5.Vákuumrendszer (első fokozat egy olajrotációsszivattyú (0,1 kPa), a második egy turbomole-kuláris pumpa, mellyel 10-6-10-8 kPa nyomástlehet elérni).
6.6.Számítógép szabályzó és adatkezelő (adatgyűjtő,feldolgozó, értékelő, archíváló) funkcióval.
Ionforrások
Feladata: a vizsgálandó molekulából valamilyengerjesztő energia (kinetikus, fény, elektromos,kémiai, stb.) segítségével ionokat hozzon létre ésezeket az ionokat lehetőleg azonos kinetikusenergiával, egy nyalábban mozgatva, gyorsítvajuttassa az analizátorba.
1, Elektronütközési (elektronimpakt) ionizáció (EI)
Leggyakoribb (95%)
50-75 eV energiájú termikus elektronok(wolfrámizzószál)
Ütközési ionizáció gázfázisban
1: mintabevezető nyílás; 2: ionvisszaverő lemez (repeller); 3:izzószál; 4: elektronbevezető nyílás; 5 és 6: iongyorsító rés; 7:belépő nyílás; 8: ionképződés helye; 9: anód
EI ionforrásEI ionforrás
V térV tér
Etilbenzol spektruma
Relatív intenzitásRelatív intenzitás
bázis csúcs
molekulaion
Folyadékok ionizálási módszereiHPLC-interfész technikák
1)1)Termoszpré (Thermospray) – vákuumbaporlasztás, hőstabil vegyületek.
2)2)Elektroporlasztásós ionizáció (Electrospray) -atmoszférikus nyomáson folyadék porlasztás,hőérzékeny és ionizálható vegyületek.
3)3)Atmoszférikus nyomású kémiai ionizációAtmospheric Pressure Chemical Ionization(APCI) – atmoszférikus nyomáson folyadékporlasztás, hőstabil és nem ionos vegyületek,kémiai ionizáció.
LÁGY IONIZÁCIÓ, KISMÉRTÉKŰFRAGMENTÁCIÓ
ELECTROSPRAY (ESI)
Elektrospray ionizáció során a kromatografálóoszlopról eluálódó ionos molekulákat (szervessavak, szerves bázisok, vagy sóik) egy porlasztógáz egy feszültség alatt lévő kapillárison porlasztkeresztül.
A folyadékcseppekbe zárt töltéshordozók sűrűségeaz intenzív párolgás (nincs hőbomlás!) követ-keztében egyre nagyobb lesz, s szinte szétrob-bannak a cseppek, s a szabaddá vált ionokgyorsítás után az analizátorban elválaszthatókfajlagos tömegük szerint.
ELECTROSPRAY
1-3 kV
Pozitív ionizáció
Negatív ionizáció
Amin
Karboxil
Amid
Hidroxil/fenol
Észter
Imid
Aldehid/keto
Pozitív ionizáció:[M+H]+, [M+Na]+,[M+CH3CN+H]+
Negatív ionizáció:[M-H]- [M+HCOO]-
Lassú áramlási sebesség < 1 ml/min
Eluens pH:
- Savas, a bázikus komponenseknél, pozitívmódban.
- Bázisos, a savas komponenseknél, negatívmódban.
Puffer: Illékony és kis koncentrációjú (ionszupresszió elkerülése)
Lószív mioglobin ESI tömegspektruma(M: 16955 Da)
Gauss görbe
APCI
Az APCI eredetileg nem ionos vegyületek vizsgá-latára alkalmas ionizációs interfész.
A folyadékkromatográfiás eluens molekuláiionizálódnak (pl. a vízből keletkeznek H3O+), sezek az ionok képesek protonálni (kémiai ioni-záció) az eredetileg nemionos molekulákat.
A keletkező pszeudo-molekulaionokat (M+H)+,(M+Na)+, (M+oldószer ionja)+ és néhány fragmen-sét gyorsítás után az analizátor választja szét.
Poláros szerves vegyületek analízise
(gyógyszerek!)
APCI
N2
400 0C
3 kV
Atropin APCI tömegspektruma
MS-ANALIZÁTOROK
Az analizátor választja el az ionforrásból nagysebességgel érkező ionokat fajlagos tömegükszerint.
Fajtái:
1. repülési idő (TOF: time of flight),
2. elektromos, pl. kvadrupól és ioncsapda,
3. mágneses analizátorú,
4. elektrosztatikus,
5. kettős fókuszálású (nagy felbotóképességű),
6. tandem (MS/MS, MSn) .
TOF
Ha minden töltéshordozó azonos kinetikus energiára teszszert, akkor egyszeres iontöltés esetén:
Z = iontöltése
V = gyorsítófeszültség
v = ion sebessége
t = idő
L = úthossz
m = tömeg
Kalibrálás: pontosan ismert m/z értékű ionokra
Ha L = 1m és V = 2000V,
akkor t N2+ = 8,37 μs és t O2+ = 8,94 μs
V/V0 = állandó
ω a meghatározó!
Ioncsapda – Ion Trap (IT)
Az elektronemitterből érkező elektronok egykapuelektródon át 50-80 eV-os energiával jutnakbe az ioncsapda elektródok közé, ahová a mintát isbevezetjük. Ionizáció (EI, CI).
Az ioncsapda elektródok olyan háromdimenziósteret hoznak létre, amelyben az ionok aperiodikusoszcillációra kényszerülnek, s a csapdában vannakmindaddig, amíg egy axiális amplitúdó moduláció(RF változtatása) az adott fajlagos tömegű és adottrezgésre képes iont az ionsokszorozó detektorbanem juttatja.
Érzékenyebb, mint a kvadrupól.
Kis helyigény.
MS/MS könnyen megvalósítható.
Detektor
A detektor fő feladata az, hogy az egyesionok számával arányos intenzitású jeletszolgáltasson. A legelterjedtebben ion-, vagyfotosokszorozó detektorokat használunk.
Az ionsokszorozók (ionmultiplierek) eseté-ben a felfogó elektródra (dinód) becsapódóionok elektronemissziót váltanak ki, ezek azelektronok a szemben elhelyezkedő elek-tródra csapódva szekunder elektronemisz-sziót hoznak létre (106-108 jelerősítés).
Tömegspektrometria alkalmazása
1.1.gázelemzés: lámpa töltőgázok elemzése, fermen-tációs gázelegyek.
2.2.izotóparány mérés: kőzetek, ásványok, biológiairendszerek elemeinek izotóparány meghatá-rozása (pl. geológiai kormeghatározás, fossziliákkora).
3.3.szervetlen környezetszennyezők elemzése: ICP-MS.
4.4.szerves szerkezetvizsgálat (pontos tömegmérés,elemösszetétel, szerkezet meghatározása céljá-ból).
5.5.szerves rendszerek minőségi és mennyiségiösszetételének meghatározása (GC-MS, LC-MS).