Кафедра химии РНИМУ имени Н И Пирогова Масс-спектрометрия

Кафедра химии РНИМУ имени Н. И. Пирогова Масс-спектрометрия м. н. с. Иоутси В. А. Москва, 2012

Рекомендуемая литература: 1. Основная: А. Т. Лебедев. Масс-спектрометрия в органической химии. «Бином. Лаборатория знаний» – Москва, 2003. 2. Дополнительная: В. Г. Заикин, А. В. Варламов, А. И. Микая, Н. С. Простаков. Основы массспектрометрии органических соединений. МАИК «Наука/Интерпериодика» – Москва. 2001.

Масс-спектрометрия – это физико-химический метод анализа, заключающийся в переводе анализируемого вещества в ионизированную форму с последующим разделением и регистрацией ионов Общая схема масс-спектрального эксперимента Ввод пробы Ионизация Разделение ионов Компьютерное управлние Регистрация

Методы ионизации образца Высоковакуумные (10 -5– 10 -6 мм. рт. ст. ) 1. Электронный удар (Electron Impact, EI); 2. Лазерная десорбция/ионизация (LDI) Атмосферные (1 атм) 1. Ионизация электрораспылением (ESI) 2. Атмосферная химическая ионизация (APCI) 3. Атмосферная фотоионизация (APPI)

Ионизация электронным ударом Катод Пучок электронов Линзы ионной оптики Область ионизации Ионный пучок Молекулярный пучок Камера ионизации Анод Энергия ионизации: 60 -70 э. В

Внешний вид источника ионизации электронным ударом

Лазерная десорбция/ионизация Чанки К массанализатору Образец Ионная оптика Линза Импульсный УФ -лазер λ = 300 -400 нм

Матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация (МАЛДИ) Механизмы образования ионов в МАЛДИ: , где М – молекулы матрицы Положительные ионы Отрицательные ионы

Матрицы, используемые в масс-спектрометрии МАЛДИ

Ионизация электрораспылением (ESI) Цилиндрический элеткрод Ионная оптика Масс-анализатор Капилляр Игла Раствор образца испарителя Разделитель Газосушитель

Схема образования ионов в методе ESI Конус Тейлора

Механизмы образования ионов в методе ESI 1) Присоединение/отщепление электрона M + e – = M– M – e– = M+ 2) Присоединение/отщепление иона M + A+ = {MA}+ M + B– = {MB}– MH – H+ = M– MCl – Cl– = M+

Химическая ионизация при атмосферном давлении (APCI) (обычно N 2)

Фотоионизация при атмосферном давлении (APCI)

Масс-анализаторы: 1. 2. 3. 4. Магнитно-секторный Квадрупольный Ионная ловушка Времяпролётный (TOF) Принцип действия магнитно-секторного масс-анализатора:

Внешний вид магнитно-секторного масс-анализатора (JEOL JMS-700)

Квадрупольный масс-анализатор

Квадрупольная ионная ловушка (Q-Trap)

Орбитальная ионная ловушка (Orbitrap)

Времяпролётный масс-анализатор (TOF)

Детекторы в масс-спектрометрии 1. Динодный детектор 2. Фотоумножитель

Масс-спектры и их интерпретация Масс-спектр ацетофенона (EI, 75 э. В, положительные ионы) Масс-спектр фуллерена С 60 (ESI, отрицательные ионы)

Определение состава соединения по данным масс-спектрометрии Масс-спектр EI (75 э. В, положительные ионы)

Масс-спектры с ионизацией электрораспылением (ESI) {M+H}+ Et 3 NH+ Et 3 NH+Cl– {(Et 3 NH)2 Cl}+

Масс-спектры высокого разрешения Масс-спектр высокого разрешения (ESI) Точные массы элементов H C N O 1. 007825 12. 00000 14. 003074 15. 994915 Na 22. 98977 K 38. 963708 e- 0. 00054858