Масс-спектрометрия


+  e -  e -  +4000 V  0 V  +



жүктеу 3,44 Mb.
Pdf просмотр
бет4/8
Дата07.09.2023
өлшемі3,44 Mb.
#43265
1   2   3   4   5   6   7   8
4..Mass spektrometriya


e

e

+4000 V 
0 V 

e

e

heavy 
light 
Магнитное и/или 
электрическое 
поле 
образец 
Перевод в 
газообразное 
состояние 
Ионизация 
Усиление
Разделение 






A
+
B
+
C
+
в
а
к
у
у
м 
То есть 


16 
Формирование ионов при ионизации электронным 
ударом подчиняется следующему закону: 
M + nH
+
 

 MnH
n+ 
Рассмотрим пептид с ММ 10000 Да 
В результате ионизации могут образоваться ионы:
При
z = 1
m/z = (10000+1)/1 = 
10001
 
 
При 
z = 2
m/z = (10000+2)/2 =
5002
 
 
При
z = 3 
m/z = (10000+3)/3 =
3334.3
 
 
При
z = 4 
m/z = (10000+4)/4 =
2501
 
 
При
z = 5 
m/z = (10000+5)/5 =
2001 


Масс-спектр метанола
(CH
3
OH) 
CH
3
OH + e
-
 

 CH
3
OH
+

 + 2e
-
32 а.е. 
CH
3
OH 
+


 CH


2
OH
+
 + H


31 а.е.

 
 CH
3
OH 
+


 

 CH
3
+
 + НO

15 а.е. 
CH
2
OH 
+
 

H
2
 + CHO
+
29 а.е. 
32 
29 
17 



Масс-спектрометр регистрирует лишь положительные 
ионы, отрицательные ионы, нейтральные радикалы и 
молекулы не регистрируются
 !
Достоинства метода 

Метод ионизации электронным ударом дает богатые 
фрагментами масс-спектры, которые однозначно 
характеризуют структуру молекулы, что удобно для 
идентификации веществ 

Масс-спектрометрия электронного удара - 
высокочувствительный метод анализа, позволяет 
анализировать пикомольные количества вещества

Существуют "библиотеки" масс-спектров, содержащие 
спектры более 70000 органических соединений, по 
которым можно проводить их идентификацию с 
применением ЭВМ 
18 


Недостатки 
метода:

Молекулярные ионы образуются лишь 
у 20% 
органических соединений 

Метод применим только для определения 
легколетучих термически стабильных соединений;

Ионы с большими значениями m/z
, дающие 
информацию о молекулярной массе и наличии 
функциональных групп обеспечивают небольшой 
вклад в значения полного ионного тока 

Отрицательно заряженные ионы, имеющие 
большое значение в структурном анализе, 
образуются в очень небольшом количестве и 
ограниченным числом органических соединений 
19 


Химическая ионизация 
 
более мягкий способ ионизации
Пары пробы смешивают с большим избытком газа-реагента 
(метан, изобутан, аммиак или 
NO
), газ-реагент ионизируют
действием электронного удара 
20 
Ионизация молекул газа происходит за счет электронной 
ионизации с дальнейшим химическим превращением газа-
ионизатора. Сталкиваясь с молекулами образца
ионизированные молекулы газа передают свой заряд в виде 
протона исследуемой молекуле: 
(1922-2004) 
За успехи в использовании и 
развитии масс-спектрометрии 
награжден Международной 
медалью Дж. Дж. Томсона за 
2003 год. 



Определяемые молекулы АВ ионизируются непосредственно 
ионами реагентного газа за счет ряда реакций, например: 
CH
5
+

АВ

А
H
2

+
CH
4

Далее протонированная молекула образца выталкивается 
электрическим полем в сторону масс-анализатора 

Достоинства:
1. Мягкий метод ионизации, молекуле образца передается 
около 5 эВ избыточной энергии, что препятствует процессам 
фрагментации и позволяет подвергать анализу нестойкие 
молекулы 
2. Интенсивный пик молекулярного иона, что позволяет 
определить молекулярную массу

Недостатки: 
1. Отсутствие фрагментации, очень простые масс-спектры

что 
не позволяет судить о структуре вещества и сравнить спектр с 
базами масс-спектральных данных 
2. Возможно провести анализ только тех соединений, которые 
можно перенести в газовую фазу (испарить) 
21 


Электроспрей (электрораспыление) 

Вещество на ионизацию поступает 
в полярном растворителе 
(вода, метанол, ацетонитрил и др.), содержащем ионы водорода и 
катионы щелочных металлов (натрий, калий), через 
металлический капилляр (распылитель), к которому приложено 
высокое напряжение 

Продвигаясь в электрическом поле капля раствора испаряется 
под действием нагретого потока инертного газа (азот) и 
распадается на ряд
мелких положительно
заряженных капель,
которые попадают
в масс-анализатор 
22 



Достоинства:

Метод позволяет работать с веществами, которые 
нельзя перевести в газовую фазу 

Удобен для сочетания масс-спектрометра с 
жидкостным хроматографом 

Возможность анализа крупных молекул (до нескольких 
млн Да) 

Мягкое 
(низкоэнергетическое) 
ионизационное 
воздействие 

Недостатки:


Вещество должно быть растворимо в полярных 


растворителях 

Масс-спектр 
малоинформативен, 
как 
правило, 
присутствуют лишь пики комплексов молекулярного 
иона с катионом (
H
+
, Na
+
, K
+
), многозарядных ионов 
таких комплексов 
23 


Лазерная десорбция (
MALDI

24 

Матричная лазерная десорбция 
– метод, при котором исследуемое 
вещество помещают в «матрицу» - перемешивают с веществом, 
имеющим меньший молекулярный вес и обладающим высокой 
способностью поглощать лазерное излучение (например, коричная 
кислота, 3-гидроксипиколиновая кислота, 6,7-гидроксикумарин и 
т.д.).
 
Перемешивание 
происходит 
при 
помощи 
растворения 
вещества-
образца и вещества матрицы 
в одном растворителе и 
последующем 
испарении 
растворителя на специальной 
подложке.


Далее 
смесь 
на 
подложке помещают 
в прибор и облучают 
короткими 
лазерными 
импульсами 
Вещество 
матрицы 
испаряется 
и 
захватывает с собой 
молекулы 
исследуемого 
вещества, 
которые 
частично 
ионизируются 
и 
увлекаются 
электрическим 
полем 
в 
масс-
анализатор 
25 


26 
Матрица 
Применение 
α-циано-4-гидроксикоричная кислота (CCA) 
пептиды 
3,5-Диметокси-4-гидроксикоричная кислота
(sinapinic acid) 
белки 
2,5 Дигидроксибензойная кислота (DHB) 
пептиды, белки, 
полимеры, 
сахара 
3-гидроксипиколиновая кислота (HPA) 
олигонуклеотиды 
дитранол (антралин) 
полимеры 


Достоинства: 

1. Возможность анализа крупных молекул (массой 
до 100 000 дальтон и выше) 

2. Мягкая ионизация образца 

3. Возможность анализа загрязненных примесями 
образцов 
Недостатки: 

1. 
Малоинформативный 
масс-спектр 
– 
присутствуют лишь пики молекулярного иона и 
его «мультимеров» - частиц, состоящих из 
нескольких молекул образца с зарядом +1 

2. Долгая пробоподготовка и необходимость 
подбора условий под образец - подбирать вещество 
для матрицы 
27 


Полевая ионизация 

В этом методе ионизация происходит под действием 
электрического поля высокой напряженности (до 10

В/см) 

Ионизация происходит на 
эмиттере
– вольфрамовой 
проволоке, покрытой пиролитическим углеродом. 
Частицы углерода образуют на поверхности проволоки 
микроскопические острия, они увеличивают локальную 
напряженность поля и способствуют ионизации 

Метод относится к мягким способам ионизации 

Количество образующихся фрагментов невелико, спектр 
достаточно простой и содержит молекулярный пик 

Рассмотренные способы ионизации требуют 
предварительного испарения пробы (
~500 °С
) и 
применимы для изучения молекул с молекулярными 
массами менее 1000 Да 
28 


Бомбардировка быстрыми атомами 

При 
бомбардировке быстрыми атомами 
пробу 
помещают в ионизатор непосредственно или 
предварительно, растворяют в подходящей 
нелетучей матрице (обычно, в глицерине) 

Затем пробу облучают потоком нейтральных 
высокоэнергетических (около 8кэВ) атомов, 
например, Аг или Хе 

Бомбардировка пробы приводит к образованию 
+
и 

ионов, которые в результате десорбции 
отрываются от поверхности 

Выход ионов анализируемого образца тем больше, 
чем больше масса ускоренных атомов 
29 


Масс-анализаторы 

Масс –анализатор 
– устройство для разделения 
ионов в соответствии с отношением 
m/z 

Существует более 10 типов динамических масс-
анализаторов

Основные типы 
масс-анализаторов

магнитные

квадрупольные 

времяпролетные

«ионная ловушка»
30 



жүктеу 3,44 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау