Transcript LCMS - EKOL

Tömegspektrométer mint
folyadékkromatográfiás detektor
Bodai Zsolt
[email protected]
2012.12.04
Tömegspektrometria (ism.)
Elve:
Molekulák, atomok ionizációja, szétválasztása tömeg/töltésük alapján
(vákuumban) majd ezen ionok detektálása
Jelentősége:
Analitika
Szerkezet vizsgálat
•Érzékeny
•Fragmentáció
•Specifikus (SIM) vagy univerzális (SCAN)
•Izotóp arány
•Gyors
•Pontos tömeg
•Kevés minta mennyiség
•Jól kombinálható elválasztástechnikai módszerekkel
2
LC-MS előnye és hátrányai
GC-MS-sel szemben
•Nem illékony
•Hőérzékeny molekulák is vizsgálhatóak
•Széles tömegtartományban
Egyéb folyadékkromatográfiás detektorokkal szemben(pl. DAD,ELSD,RID)
•Tömeg specifikus válaszjel, szerkezetvizsgálat, azonosítás
•(csaknem) Univerzális (SCAN) vagy specifikus (SIM vagy MRM)
•Sokszor érzékenyebb
DE!!!
Roncsolja a mintát
Költséges beszerezni és fenntartani
Ionelnyomás és ionerősítés(ESI)
3
Tömegspektrométerek sematikus
felépítése
Ionizáció/ deszorpció
Tömeg szerinti szétválasztás
Detektálás
+
Analizátor
Ionforrás
Ion detektálás
Ionok képződése
(töltéssel rendelkező
molekulák)
100
Bemenet
•
•
•
Szilárd
Folyadék
Gőz
75
50
25
0
Mintabevitel
Folyadék porlasztása
1330
1340
1350
Adatelemzés
4
Ionforrások
Manapság a három legelterjedtebb
•Elektroporlasztásos (ESI)
•Atmoszférikus nyomáson történő kémiai ionizáció (APCI)
•Atmoszférikus nyomáson történő foto ionizáció (APPI)
Mind légköri nyomáson történő ionizáció
Lágy ionizációs technikák
Interface
5
Elektroporlasztásos ionizáció (ESI)
•Ionos és könnyen ionizálható vegyületekre
•pH jelentős szerepe!
•Illékony pufferek (Pl.: Ammónium-acetát v. –formiát/ecetsav v. hangyasav)
•Alacsony áramlási sebesség -> kis belső átmérőjű oszlopok
Pozitív módban látható ionok (bázikus vegyületek)
[M+H]+ , [M+NH4]+ , [M+Na]+ , [M+K]+
Negatív módban látható ionok (savas vegyületek)
[M-H]-
Oxprenolol
6
ESI
1-5 kV
7
AB Sciex régi ESI ionforrás
8
Kémiai ionizáció (APCI)
•Nem ionos vegyületekre
•Pseudo molekulaionok
•Nagyobb áramlási sebességekkel is
Korona kisülés (5-10kV)
9
APCI
10
Régi AB Sciex APCI ionforrás
11
Fotoionizáció (APPI)
•
•
•
•
APCI-hoz hasonlóan elporlasztjuk az eluenst fűthető ionforrásban.
Az ionforrásba a vivőgáz segítségével bejuttatunk ún. doppáns vegyületet.
UV sugárzás hatására ionizálódnak a doppáns molekulák és ún.
„fotoionok” jönnek létre.
A fotoionok ion-molekula láncreakciókat iniciálnak, amely során
létrejönnek az ionizált molekulák [MH]+ formában (proton transzfer) vagy
[M]+• (töltés transzfer).
12
APPI
13
Ionforrások alkalmazhatósága
100,000
API-Electrospray
Molekulatömeg
10,000
APCI
1000
GC/MS
Apoláris
Particle
Beam
Thermospray
FAB
Nagyon poláris
14
Interface
15
Analizátorok
 Minden tömegspektrométer az ionokat vákuumban a tömeg/töltés (m/z)
arányuk szerint választja szét.
 Gyakran használt analizátorok:
- Kvadrupólus
• Egy kvadrupólus (single-Q)
• Hármas kvadrupólus (triple –Q3)
- Repülési idő (Time of flight-TOF)
- Ioncsapdás (Ion trap)
- Mágneses és vagy elektromos szektor (Magnetic and electric sector)
- Fourier transzformációs ion ciklotron (Fourier transform ion cyclotron)
- Orbitrap
16
Kvadrupól analizátor
(V=+V~cos(wt)) és -(V=+V~cos(wt)
Ahol: V= az DC feszültség ;V~cos(wt)
AC feszültség.
Spektrum felvételkor:
w változik és az V= és a V~ konstans;
17
Repülési idő analizátor (TOF)
Ek : kinetikus energia
m: tömeg
v: sebesség
z: töltés
U: gyorsító feszültség
d: távolság
t: idő
18
Felbontás és tömegpontosság
Pl:
valós tömeg: 1000
Mért tömeg: 999.9
Tömegpontosság 100 ppm
Alacsony felbontású MS nem tud pontos tömeget mérni
19
Kvadrupól ioncsapda analizátor (QIT)
•Egy gyűrű elektródból és két darab hiperbolikusan kiképzett elektródból áll;
•Milliszekundumtól órás tartózkodási időt tesz lehetővé He atmoszférában kb. 10-3 torr
nyomáson;
•A QIT kis mérete, érzékenysége, gyorsasága teszi a második leggyakrabban
alkalmazott ion analizátorrá
-Könnyen csatlakoztatható más analizátorhoz és alkalmas pozitív és negatív ionok
szimultán tárolására;
20
Tandem tömegspektrometria
Lágy ionizációs technikák – kevés fragmens
MS n
•Szerkezeti információk
•Javuló érzékenység, szelektivitás
•Jobb kimutatási határok, kevesebb interfrencia
Tandem tömegspektrometira
Térben (kvad, TOF, szektor)
Időben (IT, FT-ICR)
21
Tandem tömegspektrometria
Aktiválás
•Ütköztetés gázzal (CID - collison
induced decomposition)
•Ütköztetés felülettel (SID – surface)
•Ütköztetés fotonokkal
22
MS/MS Scan módok
23
Kiválasztott ionfolyamat követése
(SRM)
Mindkét (Q1 és Q3) kvadrupól SIM üzemmódban
Egy átmenet követése
Több átmenet követése
SRM
MRM (multiple reaction monitoring)
24
MRM kromatogram
Oxprenolol
M= 265 g/mol
1. Átmenet
266 ->72
2. Átmenet
266->116
25
SCAN, SIM és MRM kromatogrammok
összehasonlítása
Oxprenolollal
100 ng/ml-re
adalékolt Duna
víz
SCAN, SIM, és
MRM módban
megmérve
26
Kérdések?
27