Základy hmotnostní spektrometrie



Podobné dokumenty
INTERPRETACE HMOTNOSTNÍCH SPEKTER

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Zdroje iont používané v hmotnostní spektrometrii. Miloslav Šanda

Hmotnostní analyzátory a detektory iont

MENÍ A INTERPRETACE SPEKTER BIOMOLEKUL. Miloslav Šanda

Hmotnostní spektrometrie. Historie MS. Schéma MS

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

S P E K T R O M E T R I E 2. roník listopadu 2009

Klinická a farmaceutická analýza. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

Hmotnostní spektrometrie

No. 1- určete MW, vysvětlení izotopů

Hmotnostní detekce v separačních metodách

LABORATOŘ OBORU I ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE (111) Použití GC-MS spektrometrie

Hmotnostní spektrometrie v organické analýze

Hmotnostní spektrometrie - Mass Spectrometry (MS)

Autoři: Pavel Zachař, David Sýkora Ukázky spekter k procvičování na semináři: Tento soubor je pouze prvním ilustrativním seznámením se základními prin

Stručná historie hmotnostní spektrometrie. Analytická chemie II: Úvod do hmotnostní spektrometrie. Stručná historie hmotnostní spektrometrie.

Analytická technika HPLC-MS/MS a možnosti jejího využití v hygieně

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Indentifikace molekul a kvantitativní analýza pomocí MS

Hmotnostní spektrometrie

Laboratoř ze speciální analýzy potravin II. Úloha 3 - Plynová chromatografie (GC-MS)

10. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Princip tandemové hmotnostní spektrometrie

Moderní nástroje v analýze biomolekul

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Metody analýzy povrchu

Základy interpretace MS spekter získaných měkkými ionizačními technikami. Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.

Iontové zdroje II. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Iontové zdroje pracující za sníženého tlaku

Spojení hmotové spektrometrie se separačními metodami

Metody analýzy povrchu

Složení látek a chemická vazba Číslo variace: 1

Mass Spectrometry (MS) Lenka Veverková 2012

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie Kvalitativní analýza

Atom a molekula - maturitní otázka z chemie

Hmotnostní spektrometrie (1)

Diagnostika bronchiálního. ho astmatu HPLC/MS analýzou. Kamila Syslová Ústav organické technologie

HPLC/MS tělních tekutin nový rozměr v medicinální diagnostice

Program 14. ročníku Školy hmotnostní spektrometrie

Chromatografie. Petr Breinek

ANORGANICKÁ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Pondělí 10. září 2007

Hmotnostní spektrometrie Mass spectrometry - MS

GC-MS aplikace v toxikologii

1. Uríme, které ionty souvisí s analytem a které ne

Určení molekulové hmotnosti: ESI a nanoesi

INTERAKCE IONTŮ S POVRCHY II.

Úvod do fyziky tenkých vrstev a povrchů. Spektroskopie Augerových elektron (AES), elektronová mikrosonda, spektroskopie prahových potenciál

Náboj a hmotnost elektronu

Kapalinová chromatografie ve spojení s hmotnostní detekcí ( LC-MS )

Základní principy interpretace spekter

Vybranné interpretace měkkých MS a MS/MS spekter

Základní principy interpretace spekter

DUSÍK NITROGENIUM 14,0067 3,1. Doplňte:

METODY ANALÝZY POVRCHŮ

Hmotnostní spektrometrie

Hmotnostní spektrometrie ve spojení se separačními metodami

Separační metody v analytické chemii. Plynová chromatografie (GC) - princip

Náboj a hmotnost elektronu

CRH/NPU I - Systém pro ultraúčinnou kapalinovou chromatografii (UHPLC) ve spojení s tandemovým hmotnostním spektrometrem (MS/MS)

Iontové zdroje I. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Ionizace, vlastnosti iontových zdrojů, iontová optika

Hmotnostní spektrometrie

Metody povrchové analýzy založené na detekci iontů. Pavel Matějka

Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Metody spektrální. Metody hmotnostní spektrometrie. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Hmotnostní analyzátory II

jako markeru oxidativního

2. Atomové jádro a jeho stabilita

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Hmotnostní detekce v separačních metodách

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

Hmotnostní spektrometrie

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.

Hmotnostní spektrometrie. Hmotnostní spektrometrie 1

LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek

Molekulární modelování a bioinformatika. Hmotnostní spektrometrie I

Hmotnostní spektrometrie.

PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE (GC)

Detekce a detektory část 2

4. Chemická ionizace. (E el = ev, p CH4 = Pa, p M = 0,05 0,1 Pa) => 0,1 % analytu)

Odůvodnění veřejné zakázky

Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

ÚSTAV CHEMIE A ANALÝZY POTRAVIN

Kombinované techniky

ODŮVODNĚNÍ VEŘEJNÉ ZAKÁZKY

Experimentální metody strukturálního výzkumu. Hmotnostní spektrometrie

Úvod do hmotnostní spektrometrie

Ing. Pavel Častulík, CSc

Analyzátory iontové pohyblivosti (iontová mobilita)

Tento rámcový přehled je určen všem studentům zajímajícím se o aktivní vědeckou práci.


CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.

Studijní program: Analytická a forenzní chemie

Základy interpretace hmotnostních spekter

Hmotnostní spektrometrie zdroj analytických informací

Iontové zdroje II. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Iontové zdroje pracující za sníženého tlaku

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

Transkript:

Základy hmotnostní spektrometrie

Hmotnostní spektrometrie Spektrometrické metody metody založen ené na interakci hmoty a záenz ení Hmotnostní spektrometrie je fyzikáln ln chemická metoda, která využívá elektrické a magnetické pole k separaci nabitých týchástic s cílem c urit jejich hmotnost (pomr r m/z)

Kvalitativní Organická hmotnostní spektrometrie k charakterizaci (identifikaci) organických slouenin na základz klad hmotnosti molekulárn rních iont, adukt a fragment ke studiu reakcí iont v plynné fázi Kvantitativní pro kvantifikaci organických slouenin ve vzorku na základz klad intenzity odezvy detektoru pro vybraný ion nebo skupinu iont

Základní pojmy Hmotnost (m) Da (Dalton), u poet atomových hmotnostních jednotek, íseln rovný molárn rní hmotnosti m/z úinná hmotnost Poet nábojn boj (z) z - poet elementárn rních nábojn boj (vtšinou 1) Ionty pozitivní a negativní NE kationty a anionty Hmotnostní spektrometrie NE spektroskopie

Hmotnostní spektrometr Iontový zdroj - pevod neutráln lních (i nabitých tých) ) látek l na ionty v plynné fázi Hmotnostní analyzátor separace iont podle pomru m/z Detektor detekce iont

Iontové zdroje Iontový zdroj - pevod neutráln lních (i nabitých tých) ) látek l na ionty v plynné fázi Neexistuje univerzáln lní ionizaní technika pro všechny molekuly, pro rznr zné typy slouenin jsou vhodné rzné ionizaní techniky Rozdlen lení ionizaních technik Tvrdé Mkké Ionty M + e - M + + 2 e - M + HA [M+H] + + A - M + B - [M-H] - + HB (Viz. následujn sledující pednáška M. Šandy)

Hmotnostní analyzátory Hmotnostní analyzátor separace iont v plynné fázi podle pomru m/z (využívá princip pohybu nabitých týchástic v elektrickém m nebo magnetickém m poli) Hmotnostní analyzátory Skenující - postupn propouští ionty rzných r hmotností (sektor, kvadrupól) Zadržuj ující ionty zachytí ionty, pak je analyzuje (iontová past, orbitrap, ICR) Prletový mías, který potebuj ebují ionty k pekonání dané vzdálenosti (TOF) Viz. pednp ednáška v 11:00 h

Detektory, vakuová technika Detektor - zaízen zení pevádjící menou veliinu inu na elektrický proud MS pevádí proud nabitých týchástic na elektrický proud ICR a ORBITRAP výjimka nepotebuj ebují detektor signálem je proud indukovaný ve stn analyzátoru Vakuováerpadla Pro vakuum? Ve vakuu nedochází ke srážkám m iont s neutráln lními ásticemi zvýší se stedn ední volná dráha letu Dvojstupov ová evakuace 1. pedvakuum (100 0,1 Pa), rotaní olejová pumpa 2. vysoké vakuum (0,1-10 10-6 Pa), difuzní pumpa, turbomolekulárn rní pumpa

Vakuová technika difuzní pumpa turbomolekulárn rní pumpa

Hmotnostní spektrum

Hmotnostní spektrum Hmotnostní spektrum grafické znázorn zornní závislosti intenzity iont na jejich pomru hmotnosti ku náboji n (m/z) Kontinuáln lní (profilové) záznam znam detektoru umož žuje odeíst šíku píku Centroidové (histogram) pevedeno na sloupcový graf pehlednjší poloha = tžt žišt píku, intenzita = výška nebo plocha píkup Spektra normalizována na rozsah osy y 0-100% spektrum profilové histogram

Izotopové klastry Izotopy - atomy chemického ho prvku, které mají stejný poet proton, ale rozdílný poet neutron,, tedy stejné atomovéíslo a rozdílnou atomovou hmotnost Pírodní smsi si izotop - zastoupení izotop jednotlivých prvk je konstantní Prvky X (monoizotopické): 19F, 23Na, 31P, 127I X+1: vodík (1H, 2H), uhlík (12C, 13C), dusík k (14N, 15N) X+2: chlor (35Cl, 37Cl), brom (79Br, 81Br) kyslík (16O, 18O)

Izotopové klastry Izotopové složen ení víceatomového iontu je dáno d kombinací izotopového složen ení atom,, které jej tvoí

Izotopové klastry alkoholdehydrogenáza C 1764 H 2859 N 469 O 516 S 26

Hmotnost iontu v MS Nominální hmotnost: z celoíselných hmotností prvk (p.. CO 2 : 12u + 2 x 16u = 44 u) Monoizotopická hmotnost: z pesných p hmotnostní prvk nejvíce zastoupených izotop (p.. CO 2 : 12.0000 + 2 x 15.9949 = 43.9898) Prmrn rná hmotnost: vážený prmr r hmotností jednotlivých izotop podle jejich zastoupení (p.. CO 2 : 12.01 + 2 x 16.00 = 44.01) P.: inzulín C 257 H 383 N 65 O 77 S 6

Vícenásobn nabité ionty [M M + 3H] 3+ [M M + 2H] 2+ [M M + H] H + [M + H] + [M + 2H] 2+ [M + 3H] 3+

Dimery, multimery [2M + H] + [M + H] + i trimery, tetramery, diference o m

Rozlišen ení Míra separace dvou pilehlých p pík Rozlišen ení 10% údolí nejmenší rozdíl l hmotností mezi stejn vysokými píky, p u nichž je výška údolí rovna definovanému zlomku výšky pík (nap. 10% údolí) pro sektorové pístroje (konstantní rozlišen ení pro celý hmotnostní rozsah) Rozlišen ení FWHM (full( width at half maximum) pomr r hmotnosti iontu a šíky jeho píku p v polovin výšky pro kvadrupóly ly,, iontové pasti, prletov letové analyzátory (konstantní šíka píkup ku) 10% údolí FWHM R = m/ m

Pesnost uren ení hmotnosti vyjáden ení schopnosti hmotnostního ho analyzátoru urit správnou hodnotu m/z Nomináln lní hmotnost zm ena na pístroji p s jednotkovým (nízkým) rozlišen ením nap.. odliší šíme od sebe ionty m/z 500 od 501 Pesná hmotnost zm ena na pístroji p s vysokým rozlišen ením, pesnost se vyjaduje v ppm ( pesná hmotnost < 5 ppm) nap.. rozliší šíme m/z m 500 od 500.001 lepší pesnost uren ení elementárn rního složen ení Kalibrace seízen zení iontové optiky tak, aby nam ené spektrum smsi si látek l se známými pomry m/zm odpovídalo dalo jejich teoretickým hodnotám Kalibraní smsi: si: polyethylenglykoly, klastry NaI, CsI, smsi si peptid, UltramarkTM (fluor luorované fosfazeny), komerní smsi si

Praktické dsledky Nízké rozlišen ení vysoké rozlišen ení

MS/MS, MS n Tandemová hmotnostní spektrometrie 1. separace iontu 2. fragmentace vybraného iontu 3. detekce fragment CID - procesy v kolizní cele urychlení iont elektrickým polem srážky iont s neutráln lními molekulami (N 2, Ar, He) v kolizní cele zvyšov ování energie ion rozpad iont urov ování struktury, specifická detekce

MS jako detektor v separaních On-line spojení s metodách plynovou chromatografií (GC/MS) kapalinovou chromatografií (HPLC/MS) kapilárn rní zónovou elektroforézou (CZE/MS) Výhody vysoká citlivost vysoká selektivita univerzálnost kvantitativní i kvalitativní analýza Nevýhody vyšší cena pístrojep vyšší odborné nároky na operátora

GC/MS První chromatografická metoda spojená s MS malý prtok nosného plynu kompatibilní s MS Instrumentace Analyty: iontové zdroje: EI, CI analyzátory: Q, IT mén polárn rní,, termáln ln stabilní,, s nízkou n molekulovou hmotností Široce využívan vaná technika analýza složitých smsí (nap. environmentáln lní a forenzní analýzy) možnost prohledávat databáze MS spekter rychlá identifikace látek

GC/MS záznamz znam

Spojení HPLC pozdji HPLC/MS odpaen ení velký objem plynu = technický problém ešení API zdroje (APCI, APPI, ESI) Instrumentace iontové zdroje: APCI, APPI, ESI analyzátory: Q, IT, orbitrap,, TOF Analyty: od malých molekul po biopolymery od málo m polárn rních po iontové omezen kompatibilní MF s pufry a iont-párovými inidly analýza potravin, léiv, l proteomika,, atd. Rychle se rozšiuj ující oblast MS

Zatím m málo m rozší šíená Výhody CZE/MS velmi vysoká separaní úinnost analýza iont nízká spoteba vzorku Technické problémy ovlivov ování separaního naptí a naptí zdroje malá kompatibilita separaních pufr s MS Analyty analýza peptid,, identifikace protein

Historie MS v R R (SSR)( Konstrukce prvního hmotnostního ho spektrometru (1953) V. ermák, V. Hanuš,.. Jech, J. Cabicar Ústav fyzikáln lní chemie a elektrochemie SAV První komerní MS instrumenty MCH-1303 (poátek 60.let) Ústav fyzikáln lní chemie SAV Ústav organické chemie a biochemie

Dkuji za pozornost