Hmotnostní spektrometrie Mass spectrometry - MS

Transkript

1 Hmotnostní spektrometrie Mass spectrometry - MS Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

2 Hmotnostní spektrometrie Mass spectrometry - MS hmotnostní spektroskopie versus hmotnostní spektrometrie spektroskopické metody pracují s elektromagnetickým zářením Historické vysvětlení: vývoj MS instrumentace - Thomson, MS spektroskop; později Dempster, fotografická deska MS spektrograf

3 Hmotnostní spektrometrie Výběr monografií (včetně kombinace separačních technik s hmotnostní spektrometrií) Interpretation of Mass Spectra-F.McLafferty, F.Tureček; University Science Books, 1983; ISBN: A Beginner s Guide to Mass Spectral Interpretation-T.A.Lee; Wiley, 1998; ISBN: Introduction to Mass Spectrometry-J.T.Watson, O.D.Sparkman; Wiley, 2007; ISBN: Mass spectrometry, A Textbook-J.H.Gross; Springer, 2004; ISBN: LC/MS-A Practical Users s Guide-M.C.McMaster; Wiley-InterScience, 2005, ISBN:

4 Hmotnostní spektrometrie (MS) Podstatou hmotnostní spektrometrie je vytvoření iontů z anorganických nebo organických látek vhodnou metodou, jejich následná separace na základě jejich m/z hodnoty (poměr mezi hmotností a nábojem nabité částice), a nakonec jejich kvalitativní a často i kvantitativní detekce.

5 Hmotnostní spektrometrie některé základní rysy Separace na bázi poměru m/z Může poskytovat kvalitativní i kvantitativní informace o vzorku Je využitelná jak pro anorganické látky, tak pro látky organické Může být provozována samostatně (přímý vstup) nebo v kombinaci s různými dalšími separačními technikami

6 Schéma hmotnostního spektrometru

7

8 Hmotnostní spektrometrie některé základní pojmy 1 Atomic mass unit (u) 1/12 the mass of a 12 C atom Atomová hmotnostní jednotka (1 u equals x10-27 kg). consequently, the mass of a 12 C atom is exactly 12 u

9 Hmotnostní spektrometrie některé základní pojmy 2 Nominal mass of the molecule the sum of the integer masses Nominální hmotnost of the most abundant isotopes in a molecule. N 2, C 2 H 4 : nominal masses 2 x 14 = 28, 2 x * 1 = 28, isobaric ions Monoisotopic mass/exact mass of the molecule similar definition as for nominal Monoizotopická hmotnost mass but instead of the sum of the integer masses exact masses are used. N 2, C 2 H 4 : exact masses 2 x = , 2 x x = Average mass of the molecule includes the weighted average of all the naturally Průměrná hmotnost occurring isotopes of the constituting elements of the molecule. C 2 H 4 : average mass = , monoisotopic mass =

10 Hmotnostní spektrometrie některé základní pojmy 3 Mass defect Hmotnostní defekt 16 O: 8 protons + 8 neutrons + 8 electrons=8x x x = = u however, monoisotopic mass of 16 O is u

11 Hmotnostní spektrometrie některé základní pojmy 4 Mass spectrum a classic mass spectrum appears with units of m/z on the x axis, and the term relative abundance/intensity on the y axis. The most intense peak (the base peak) in the mass spectrum is assigned a value of 100, and all of the other peaks are plotted in the mass spectrum relative to that value. EI.. Molecular ion peak

12

13 Introduction to Mass Spectrometry, Watson J, Sparkman D. Wiley, 2007

14 Klasifikace prvků z hlediska izotopového zastoupení 1. Monoizotopické prvky, X 2. Di-izotopické prvky, X+1, X+2 3. Prvky, X-1 4. Poly-izotopické prvky

15 Izotopová klasifikace a složení některých typických prvků Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

16 Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

17 Pozor, dva typy normalizace!!! Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

18 Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

19 Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

20 Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

21 Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

22 Hmotnostní spektrometrie některé základní pojmy 5 RESOLVING POWER (Mass resolution) and MASS ACCURACY

23 Single ion method/fwhm method (FWHM - full with at half maximum) RESOLVING POWER

24

25

26

27

28 MASS ACCURACY The mass accuracy is the difference which is observed between the theoretical mass and the measured mass. m accuracy = m real m measured It is often expressed in parts per million (ppm) ppm = 10 6 * m accuracy / m real i.e.: theoretical mass 1000; measured mass 999.9; error 100 ppm

29 Mass Accuracy Schopnost analyzátoru určit hodnotu m/z ve shodě se skutečnou hodnotou

30

31 Limity vysokého rozlišení: Příklad pro C H 3-74 O 0-4 N 0-4 m/z 118: nejbližší soused 34 ppm m/z 500: nejbližší soused 5 ppm m/z 750.4: 626 látek v oblasti 5 ppm 5ppm standard

32