Moderne Instrumentele Analyse

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Moderne Instrumentele Analyse"

Melanie Brouwer
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Moderne Instrumentele Analyse Niels Jonker

2 Time of Flight Infrarood en Massa Spectrometrie 2

3 Time of flight Infrarood en Massa Spectrometrie 3

4 Time of flight Voordelen Nadelen Extreem Hoge Massa Range (>1 MDa) Snelle scanner Lage Resolutie Lage nauwkeurigheid (>200ppm) Infrarood en Massa Spectrometrie 4

5 Ion-Trap Infrarood en Massa Spectrometrie 5

6 Tandem massa spectrometrie (MS-MS) Fragmentatie De geselecteerde ion botst met een botsingsgas (argon of helium) wat resulteert in fragmentatie. Infrarood en Massa Spectrometrie 6

7 Tandem massa spectrometrie (MS-MS) Infrarood en Massa Spectrometrie 7

8 MS MS/MS MS/MS/MS MS: Voornamelijk intacte masses zoals eiwitten en peptides. MS/MS: Intacte component fragmenteert in de mass spectrometer massa s van de fragmenten (daughter ions) MS n : Continue isolatie van massa s en fragmenten. Infrarood en Massa Spectrometrie 8

9 Daughter scan Infrarood en Massa Spectrometrie 9

10 Parent scan Infrarood en Massa Spectrometrie 10

11 Neutral loss Infrarood en Massa Spectrometrie 11

12 Ion Detectors De detector is verantwoordelijk voor de omzetting van de specifieke massa/lading verhouding naar een signaal. Types van detectoren: Faraday cup Electron multiplier Infrarood en Massa Spectrometrie 12

13 Fragmenten Fragmentaties: M + A + + B M + A + B + M + A + B + M + A + + B M + A + B + M + A + + B Infrarood en Massa Spectrometrie 13

14 Fragmentaties Verbreken van bindingen Verlies van een methyl-groep uit het moleculaire ion: [H 3 C-CH 2 -O- R] +. Infrarood en Massa Spectrometrie 14

15 Fragmentaties Verbreken van bindingen Waar vindt de ionisatie plaats? orbital met de laagste energie e n < e π < e σ Infrarood en Massa Spectrometrie 15

16 Fragmentaties Verbreken van bindingen Zwakke bindingen Infrarood en Massa Spectrometrie 16

17 Fragmentaties Verbreken van bindingen Zwakke bindingen Stabiele fragmenten Infrarood en Massa Spectrometrie 17

18 Fragmentaties Verbreken van bindingen Zwakke bindingen Stabiele fragmenten Cyclische overgangstoestand van het molecuul Infrarood en Massa Spectrometrie 18

19 Fragmentaties 2,2-dimethyl-pentaan Infrarood en Massa Spectrometrie 19

20 Fragmentaties Heteroatomen fragmentatie op de β positie Infrarood en Massa Spectrometrie 20

21 Fragmentaties Carbonzuur of ester fragmentatie op α positie R kan een alkyl, -OH of OR groep zijn Infrarood en Massa Spectrometrie 21

22 Fragmentaties In ethers breken de bindingen ook op de α plaats (bij hetero atomen in het algemeen) Infrarood en Massa Spectrometrie 22

23 Fragmentaties McLafferty rearrangment Vaak bij ketonen, zuren en esters Overgang van een -H-atoom naar het nabijgelegen zuurstof-atoom Infrarood en Massa Spectrometrie 23

24 Fragmentaties Keton McLafferty rearrangment zuur Infrarood en Massa Spectrometrie 24

25 Fragmentaties McLafferty rearrangment Ester(1) Ester(2) Infrarood en Massa Spectrometrie 25

26 Fragmentaties McLafferty rearrangment 3-methyl-2-pentanone / 4-methyl-2-pentanone Infrarood en Massa Spectrometrie 26

27 Fragmentaties McLafferty rearrangment 3-methyl-2-pentanone / 4-methyl-2-pentanone Infrarood en Massa Spectrometrie 27

28 Fragmentaties Retro-Diels-Alder reactie Cyclohexeen derivaten Infrarood en Massa Spectrometrie 28

29 Fragmentatie patronen De aanwezigheid van Cl ( 35 Cl/ 37 Cl:3:1), Br ( 79 Br/ 81 Br), S en Si is te herkennen aan de isotooppatronen Het aantal ringen en dubbele bindingen in een ion met brutoformule C x H y N z O n is: z ½ y + ½ z +1 Infrarood en Massa Spectrometrie 29

30 Fragmentatie patronen Het totale aantal elektronen moet gelijk blijven en fragmenten moeten logischerwijze uit andere fragmenten ontstaan Een radicaalion (b.v.molecuulion) kan de volgende fragmenten geven: ABCD.+ ABC + + D... Infrarood en Massa Spectrometrie 30

31 Fragmentatie van amiden Infrarood en Massa Spectrometrie 31

32 Interpretatie van massaspectra Identificeer reeksen ionen met lage waarden van m/z Idem, voor verlies van ongeladen fragmenten Stel structuren op voor sterke fragmentpieken Probeer aan de hand van deze (en langs andere weg beschikbare) informatie tot een zinvolle structuur van de onbekende te komen. Vergelijk steeds kritisch of de diverse soorten informatie met elkaar overeenstemmen Infrarood en Massa Spectrometrie 32

33 LC-MS Infrarood en Massa Spectrometrie 33

34 Waarom de koppeling tussen LC en MS? De analyse van mengsel is moeilijk. Als de stoffen gescheiden zijn via LC (of een andere scheidingstechniek) is de herhaalbaarheid beter Er kan signaal of ion suppressie plaatsvinden (ESI) Analieten die in lage concentratie aanwezig zijn, kunnen mogelijk niet gedetecteerd worden. Infrarood en Massa Spectrometrie 34

35 Restrictions Niet vluchtige zouten moeten worden vermeden, aangezien deze ion suppressie veroorzaken. Sterke ion-pairing agents zoals TFA moeten in sommige gevallen vermeden worden. Over het algemeen is ESI het best compatibel met polaire oplosmiddelen. Additieven moet compatibel zijn met het ESI-proces. (bv. DMSO veroorzaakt problemen) Infrarood en Massa Spectrometrie 35

36 Welke LC kan gekoppeld worden met MS Voornamelijk met reversed phase (i.e. C18, C8, C4) Ion exchange (ion-wisseling) Affiniteits chromatografie 2D chromatography (ion exchange gevolgd door reversed phase) Infrarood en Massa Spectrometrie 36

37 ESI condities Flow rate: Over het algemeen is het ESI proces optimaal bij lage flow rates (2-200 μl/min) ph van de loopvloeistoffen moeten laag genoeg zijn om de analieten te ioniseren. (Dit aangezien ESI een invloeistof ionisatie techniek is) Matrix effecten: hoge concentraties van zouten kunnen ion suppressie veroorzaken. Buffers: Vluchtige buffer hebben de voorkeur. Infrarood en Massa Spectrometrie 37

38 Off-line LC-MS LC may also be coupled with MS by fraction collection (ion exchange, size exclusion chromatography) Fractions may be analyzed by any compatible MS technique Off-line automation Infrarood en Massa Spectrometrie 38

39 LC-MS Groot scheidend vermogen waardoor complexe mengels kunnen worden geanalyseerd. MS heeft een hoge nauwkeurigheid en gevoeligheid. MS biedt additionele informatie over molecuulmassa en structuurformule Infrarood en Massa Spectrometrie 39

Vergelijkbare documenten

Moderne Instrumentele Analyse

Moderne Instrumentele Analyse Niels Jonker Massa Spectrometrie Techniek waarbij de te onderzoeken stof wordt geïoniseerd en waarbij vervolgens van de gevormde (fragment)ionen de massa wordt bepaald. Klopt