Масс-спектрометрия



жүктеу 3,44 Mb.
Pdf просмотр
бет8/8
Дата07.09.2023
өлшемі3,44 Mb.
#43265
1   2   3   4   5   6   7   8
4..Mass spektrometriya

H...-HN-CH-CO
 
. . .

NH-CH-CO-NH-CH-CO-
…OH 
R
i-1
 
R
i
 
R
i+1
 
H
+
 
N-
конец 
C-
конец 


Использование химических агентов
пептиды 
MPSER 
…… 
GTDIMR 
PAKID 
…… 
ВЭЖХ 
To
MS/MS 
MPSER
GTDIMR
PAKID
...... 
белок 
Фрагменты пептидов также могут «терять» нейтральные 
NH
3
и
H
2
O
группы



Фрагментация белка
y

b

y

y

b

a

a

HO NH
3
+
 
| | 

R
1
O R
2
O R

 

O R

| || | || | || | 
H -- N --- C --- C --- N --- C --- C --- N --- C --- C --- N --- C -- COOH 
| | | | | | | 
H H H H H H H
b
2
-
H
2
O

y
3
 -
H
2

b
3

NH
3
 
y
2
 - 
NH
3
 
N-
конец
 
С
-
конец
 


N- and C-
концевые пептиды
Глицин 
Пролин 
Фенил 
аланин 
Аспарагин 
Пролин Фенил 
аланин 
Аспарагин Аланин


Концевые пептиды и типы ионов
Пептид 
ММ (D) 57 + 97 + 147 + 114 = 415 
Пептид 
ММ (D) 57 + 97 + 147 + 114 
– 18
= 397 
БЕЗ 


415 

486 
 
301 
154 
57 
 71 
185 
332 
429 


Масс-спектр





mass 

57 Da = ‘G’ 99 Da = ‘V’ 





Пики на масс-спектрограмме


Фрагменты
N
-конца 

Фрагменты С
-
конца

Фрагменты с потерей нейтральных частиц (
-H
2
O, -NH
3


«Шумы»


H
2
O


Качественный анализ 

Наиболее представительные ионы и соответствующие им 
структуры помещены в таблицы, их используют при 
интерпретации масс-спектров 

Кроме того сравнивают масс-спектры изучаемого 
соединения с каталогом спектров (до 150 000 спектров 
различных соединений) 

При идентификации исходят из того, что характер 
фрагментации неизвестного вещества и соединения с 
предполагаемой структурой одинаков, а спектры 
получены в близких экспериментальных условиях, что не 
всегда выполняется ( например, спектры изомеров не 
различаются) 

В любом случае вероятность совпадения масс-спектров 
одного и того же вещества выше, чем масс-спектров 
разных веществ 
55 


Библиотеки масс-спектральных данных 
NIST 07

NIST 08 
– 
библиотеки масс-спектральных данных
созданные и поддерживаемые Национальным институтом 
стандартизации и технологии США, около 300 000 масс-спектров. 
 
WILEY 07 
– библиотека масс-спектральных данных, созданная 
профессором Мак-Лафферти, при участии Национального бюро 
стандартов США, около 450 000 масс-спектров, во многом 
пересекается с библиотеками NIST. 
 
Библиотеки

созданные и поддерживаемые в НИОХ СО РАН, по 
природным соединениям, веществам, часто используемым в 
синтезах химиками НИОХ СО РАН, продуктам и полупродуктам 
синтезов – суммарно до 10 000 масс-спектров. Содержат, помимо 
самих 
масс-спектров, 
информацию 
о 
методе 
записи 
хроматограммы, из которой взят масс-спектр, время удержания 
или индекс удержания. 
 
Литературный поиск 
при помощи РЖХ, каталогов CAS и Belstein – 
в редких случаях. 


Количественный анализ 

Возможны 
вещественный
и 
элементный 
анализ 

Количественный анализ смесей органических 
соединений часто ограничен сложностью масс-
спектра 

Поэтому 
метод МС сочетают 
с различными видами 
хроматографии и капиллярного зонного 
электрофореза 

1)
Для вещественного анализа используют ГХ 

В ходе хроматографирования регистрируют во 
времени интенсивность какого-либо пика с 
определенным массовым числом 

В результате получается зависимость сигнала 
детектора от времени , как в хроматографии 
57 



Для построения масс-хроматограммы берут 
интенсивности пиков нескольких ионов из каждого 
записанного масс-спектра и строят график 
зависимости этих интенсивностей от номера масс-
спектра, соответствующего времени удерживания 
58 



2)
Сочетание метода разделения и МС-определения 
возможно в виде 
тандемной МС

Один масс-спектрометр служит для выделения 
молекулярных пиков отдельных веществ из масс-
спектра их смеси 

Второй – для фрагментации выделенных веществ и 
дальнейшей идентификации 

3)
непосредственный анализ по масс-спектру
Для этого измеряют интенсивность пика
определяемого компонента и внутреннего стандарта 
– обычно это меченая изотопом разновидность 
определяемого вещества или его гомолог 
59 



Элементный анализ 

Для ионизации образцов используют электрическую 
искру, индуктивно связанную плазму, тлеющий 
разряд 

Искровую ионизацию применяют для твердых проб, 
используют масс-анализатор с двойной 
фокусировкой 

Абсолютный предел обнаружения 10
-12 
г, 
одновременно можно определять до 60-70 элементов 

При использовании ИСП или тлеющего разряда 
применяют квадрупольные масс-анализаторы 

МС с ИСП – очень важный метод анализа растворов, 
позволяющий определять любые элементы (с 
m/z
начиная от 3) и пределом обнаружения 0,1-10 частей 
на миллион (10
–5
–10
–3
%) 
60 


Аналитические возможности метода 

Позволяет определять массы ядер и атомов и 
оценивать распространенность изотопов в природе 

По соотношению масс изотопов материнского и 
дочернего излучений определяют возраст горных 
пород, археологических и др. объектов 

МС применяют 

для элементного анализа твердых неорганических 
веществ и материалов 

для идентификации и установления структуры 
органических соединений, включая определение 
молярной массы

для исследования состава и структуры поверхностей 
твердых тел (локальный, послойный и фазовый 
анализ) 
61 



Для МС характерны 

Использование небольших навесок ( 1 мг и меньше) 

Высокая чувствительность 

все элементы периодической системы определяют с 
чувствительностью 10
-12
г 

при использовании лазерных источников ионизации 
достигается чувствительность 10
-19
г

Универсальность – возможность анализа широкого 
круга объектов от элементов до сложных белковых 
молекул 

Высокая специфичность и селективность

Недостаток
масс-спектрометрии: это деструктивный 
метод анализа, и используемый образец нельзя 
восстановить для дальнейшего анализа или синтеза
62 


Области применения МС 

Ядерная энергетика

Археология 

Нефтехимия 

Геохимия (изотопная геохронология) 

Агрохимия 

Химическая промышленность 

Анализ полупроводниковых материалов, особо чистых 
металлов, тонких пленок и порошков (например, 
оксидов 

и РЗЭ) 

Фармацевтика - для контроля качества производимых 
лекарств и выявления фальсификатов 

Медицинская диагностика 

Биохимия – идентификация белков, исследование 
метаболизма лекарственных средств 
63 


Аналитический контроль в ядерной энергетике 
64 

Основные применения изотопной и элементной масс-
спектрометрии в различных аспектах ядерной энергетики : 

1. Разработка и производство ядерного топлива 
– определение 
примесей посторонних элементов и изотопного состава 
расщепляющихся материалов, в частности для для анализа 
изотопных отношений гексафторида урана

2. Переработка вторичного ядерного топлива для повторного 
использования 
- никакими другими методвами, кроме МС 
невозможно установить степень регенерации топлива 

Разбавление ураном с природной распространенностью или 
обедненным ураном требует контроля изотопного состава, как и в 
случае производства нового топлива. Однако, требуется проводить 
дополнительный тщательный контроль на предельно низком 
уровне содержания изотопов 
232
U, 
233
U, 
234
U, 
236
U и ряда техногенных 
элементов, например, технеция (Tc), плутония (Pu), к появлению 
которых приводит нахождение материалов в реакторе


65 

3. Хранение отходов ядерных материалов 
- во время 
хранения, помимо дозиметрии, должен проводиться 
контроль и по изотопному / элементному составу, 
для чего МС незаменима

4. Установление источников происхождения 
расщепляющихся материалов

Если мажорные компоненты материалов (например, 
уран или плутоний), как правило, не несут информации 
об источнике происхождения, то минорные компоненты 
на уровне микропримесей являются отпечатками 
технологических процессов или месторождений 

Информативными характеристиками является как 
микрокомпонентный примесный состав, так и 
соотношение изотопов в этих компонентах


66 

5. Контроль окружающей среды 

Влияние на окружающую среду - это попадание 
радионуклидов и токсичных элементов в воздух, почву, 
воду, растения 

Методы масс-спектрометрии позволяют определять 
содержание этих элементов в объектах окружающей 
среды на предельно низком уровне, определение 
изотопных отношений элементов в объектах 
окружающей среды позволяет получить информацию 
об источнике загрязнения и времени их попадания

Только один показательный пример. Производимые с 
1986 г. измерения 
90
Sr
в годовых кольцах деревьев 
Англии позволяют проводить оценку диссипации 
окружающей средой выброса радионуклидов в момент 
Чернобыльской аварии 


67 

6. Контроль воздействия расщепляющихся 
материалов на живые организмы 

Выявление присутствия расщепляющихся 
материалов в живых организмах требует очень 
высокой чувствительности, кроме того анализ 
надо проводить в присутствии сложнейших 
биологических матриц.

Анализ элементного и изотопного состава 
позволяет определить источник попадания 
радионуклидов или техногенных элементов в 
организм человека, животных или продукты 
питания, выяснить механизм воздействия на 
живые организмы



МС изучает окаменевшие останки 
68 




МС применялась для анализа марсианского грунта 
ещё в семидесятых годах прошлого века, во времена 
программы "Викинг"
70 


 
 
 
 
 
 
 
 

Метод
масс
-
спектрометрии
позволяет 
выявить контрафактные ценные бумаги
71 



МС – экспрессный
метод анализа
респираторных газов

Диагностика сахарного диабета на основе МС- регистрации
13 
СО
2
в выдыхаемом воздухе после приема тестовой 
мочевины, содержащей повышенное количество стабильного 
13 
С
изотопа по сравнению с его природной 
распространенностью
72 



Гемаскрин ДНК 
новорожденных - 
диагностика 
наследственных 
особенностей
(генетического 
полиморфизма) 
73 



Хромато–МС - метод мониторинга изменений в 
определенных белках (гистонах), которые могут 
служить биомаркером у пациентов с хронической 
лейкемией 
74 


Спасибо за внимание! 
75 

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