Хромато-масс-спектрометрия. Аналитические возможности

Август 12, 2022

Главная
Физика
Хромато-масс-спектрометрия. Аналитические возможности

Содержание

2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Масс-спектрометрия (масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) - метод исследования вещества путём определения отношения массы к
3. ВИДЫ ХРОМАТОГРАФИИ, СОЧЕТАЮЩИЕСЯ С МС 1. Газовая хроматография (ГХ-МС, GC-MS) 2. Жидкостная хроматография (ЖХ-МС ,LC-MS) 3.
4. УСТРОЙСТВО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА
5. СИСТЕМА ВВОДА ПРОБЫ Прямой ввод пробы Термодесорбция Мембранный ввод Термораспыление или термоспрей Хромато-масс-спектрометрия
6. ПРЯМОЙ ВВОД
7. МЕМБРАННЫЙ ВВОД
8. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИОНИЗАЦИИ ОБРАЗЦА Электронная ионизация Химическая ионизация Ионизация фотонами Десорбционная химическая ионизация Полевая ионизация Лазерная
9. ВИДЫ ИОНОВ Молекулярный ион (M+•) имеет массовое число (m/z), равное молекулярной массе анализируемого соединения Фрагментные ионы
10. РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ Магнитный секторный масс-спектрометр двойной фокусировки Квадрупольный масс-анализатор Ионная ловушка Времяпролетный масс-спектрометр
11. РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ Магнитный секторный масс-спектрометр двойной фокусировки
12. РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ Квадрупольный масс-анализатор
13. РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ Линейный времяпролетный масс-спектрометр
14. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ И РЕГИСТРАЦИЯ ИОНОВ Электронный умножитель Фотоумножитель Решеточный детектор
15. МАСС-СПЕКТРЫ Низкого разрешения m/z (CO, C2H4, N2) = 28 Высокого разрешения m/z (CO) = 27,994915 m/z
16. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МАСС-СПЕКТРОВ Библиотечный поиск Интерпретация на основании общих закономерностей фрагментации соединений 1. Определение молекулярного иона 2.
17. ПРАВИЛА РАСПАДА Азотное правило «Четно-электронное» правило Правило Стивенсона-Одье Правило выброса максимального алкильного радикала Затрудненный разрыв связей
18. АЛКАНЫ
19. ФРАГМЕНТАЦИЯ АЛКАНОВ Интенсивность сигнала молекулярного иона падает с ростом цепи Гомологическая алкановая серия ионов (m/z 29,
20. АЛКЕНЫ
21. ФРАГМЕНТАЦИЯ АЛКЕНОВ И ДИЕНОВ Молекулярный ион интенсивнее, чем у алканов Высокая интенсивность алкеновой серии ионов (m/z
22. АЛКИНЫ
23. ФРАГМЕНТАЦИЯ АЛКИНОВ Чем ближе тройная связь к центру молекулы, тем выше интенсивность молекулярного иона Алкиновая серия
24. МАСС-СПЕКТРЫ БУТАНА, БУТЕНА-1, БУТИНА-1 бутан бутен-1 бутин-1
25. АРЕНЫ
26. ФРАГМЕНТАЦИЯ АРЕНОВ Высокая интенсивность молекулярных ионов Бензильный разрыв Перегруппировки Мак-Лафферти
27. СПИРТЫ
28. ФРАГМЕНТАЦИЯ СПИРТОВ Наряду с молекулярным ионом могут образовываться ионы [M + H]+ Наличие ионов [M-2H]+•, [M-H2O]+•,
29. ФЕНОЛЫ
30. ФРАГМЕНТАЦИЯ ФЕНОЛОВ Высокая интенсивность молекулярного иона Бензильный распад Фенольный распад
31. АМИНЫ
32. ФРАГМЕНТАЦИЯ АМИНОВ Низкая интенсивность молекулярного иона Азотное правило
33. ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Графический вид кластеров ионов с различным содержанием атомов хлора и брома
34. ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
35. ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Наличие четкой изотопной картины Интенсивность молекулярного иона возрастает с уменьшением электроотрицательности атома галогена Фрагментные
36. КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
37. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
38. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ 1. Поиск по базам спектров 2. Построение структуры на основе общих закономерностей фрагментации
39. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ Кривая полного ионного тока двухкомпонентного образца (а), испаряемого из штока прямого ввода, и масс-спектры
40. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УГЛЕВОДОРОДОВ
41. СУЩНОСТЬ МЕТОДА ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
42. ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ
43. МАСС-ХРОМАТОГРАММЫ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ИОНАМ Хроматограммы по полному ионному току (а) и току отдельных ионов (б и
44. МАСС-ХРОМАТОГРАММЫ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ИОНАМ
45. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МАСС-ХРОМАТОГРАММ До обработки 6-7 пиков После обработки 21 пик
46. ОГРАНИЧЕНИЯ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ 1. У масс-спектров, записанных на восходящей или нисходящей сторонах хроматографического пика будет дискриминированы низкие
47. МАСС-СПЕКТРЫ ИЗ ХРОМАТОГРАММ
48. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ СКАНИРОВАНИЯ Вид и площадь пика в зависимости от скорости сканирования. Аналоговый сигнал (а), за
49. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПЛОЩАДЬ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ПИКА Сечение ионизации (кол-во ионов, образующихся из молекул) Дискриминация по массе
50. МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА Метод внешнего стандарта Метод внутреннего стандарта Метод изотопного разбавления Метод добавок
52. Скачать презентацию

Слайд 2

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Масс-спектрометрия (масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) - метод исследования вещества путём

определения отношения массы к заряду и количества заряженных частиц, образующихся при том или ином процессе воздействия на вещество (ионизации).
Хромато- масс-спектрометрия – метод качественного и количественного анализа смесей органических и не органических соединений, сочетающий хроматографическое разделение смесей на отдельные компоненты с их последующим масс-спектрометрическим детектированием

Слайд 3

ВИДЫ ХРОМАТОГРАФИИ, СОЧЕТАЮЩИЕСЯ С МС
1. Газовая хроматография (ГХ-МС, GC-MS)
2. Жидкостная хроматография

(ЖХ-МС ,LC-MS)
3. Тонкослойная хроматография
(ТСХ-МС, TLC-MS)
4. Ионная хроматография (IC-ICP-MS)

Слайд 4

УСТРОЙСТВО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Слайд 5

СИСТЕМА ВВОДА ПРОБЫ
Прямой ввод пробы
Термодесорбция
Мембранный ввод
Термораспыление или термоспрей
Хромато-масс-спектрометрия

Слайд 6

ПРЯМОЙ ВВОД

Слайд 7

МЕМБРАННЫЙ ВВОД

Слайд 8

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИОНИЗАЦИИ ОБРАЗЦА
Электронная ионизация
Химическая ионизация
Ионизация фотонами
Десорбционная химическая ионизация
Полевая ионизация
Лазерная

ионизация
Бомбардировка быстрыми атомами
Химическая ионизация при атмосферном давлении
Электрораспыление, электроспрей

Слайд 9

ВИДЫ ИОНОВ
Молекулярный ион (M+•) имеет массовое число (m/z), равное молекулярной массе

анализируемого соединения
Фрагментные ионы (осколочные ионы) образуются из молекулярного при гомо- или гетеролитическом разрыве связей
Метастабильные ионы – ионы, образованные при распаде молекулярного или фрагментных ионов вне ионизационной камеры

Слайд 10

РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ
Магнитный секторный масс-спектрометр двойной фокусировки
Квадрупольный масс-анализатор
Ионная ловушка
Времяпролетный масс-спектрометр

Слайд 11

РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ
Магнитный секторный масс-спектрометр двойной фокусировки

Слайд 12

РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ
Квадрупольный масс-анализатор

Слайд 13

РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ
Линейный времяпролетный
масс-спектрометр

Слайд 14

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ И РЕГИСТРАЦИЯ ИОНОВ
Электронный умножитель
Фотоумножитель
Решеточный детектор

Слайд 15

МАСС-СПЕКТРЫ
Низкого разрешения m/z (CO, C2H4, N2) = 28
Высокого разрешения
m/z (CO)

= 27,994915
m/z (C2H4) = 28,031300
m/z (N2) = 28,006148

#63: 1,2-Butadiene
m/z abund. m/z abund. m/z abund.
24.00 54 39.00 4338 51.00 2337
25.00 323 40.00 119 52.00 1183
26.00 1692 41.00 9 53.00 4151
27.00 6183 43.00 3 54.00 9999
28.00 3002 44.00 74 55.00 409
29.00 56 45.00 3
30.00 1 46.00 13
34.00 6 47.00 17
36.00 106 48.00 190
37.00 571 49.00 843
38.00 763 50.00 2489

Слайд 16

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МАСС-СПЕКТРОВ
Библиотечный поиск
Интерпретация на основании общих закономерностей фрагментации соединений
1. Определение молекулярного

иона
2. Определение элементного состава каждого иона
3. Построение схемы фрагментации

Слайд 17

ПРАВИЛА РАСПАДА
Азотное правило
«Четно-электронное» правило
Правило Стивенсона-Одье
Правило выброса максимального алкильного радикала
Затрудненный разрыв связей

в
α-положении к кратной связи

Слайд 18

АЛКАНЫ

Слайд 19

ФРАГМЕНТАЦИЯ АЛКАНОВ
Интенсивность сигнала молекулярного иона падает с ростом цепи
Гомологическая алкановая серия

ионов (m/z 29, 43, 57, 71…)
Низкая интенсивность алкеновой серии ионов (m/z 27, 41, 55, 69…)
Чем стабильнее образующийся катион, тем выше его интенсивность в масс-спектре

Слайд 20

АЛКЕНЫ

Слайд 21

ФРАГМЕНТАЦИЯ АЛКЕНОВ И ДИЕНОВ
Молекулярный ион интенсивнее, чем у алканов
Высокая интенсивность алкеновой

серии ионов (m/z 27, 41, 55, 69…)
Низкая интенсивность алкановой серии ионов (m/z 29, 43, 57, 71…)
Установить положение кратной связи по масс-спектру сложно (обычно используют дериватизацию)

Слайд 22

АЛКИНЫ

Слайд 23

ФРАГМЕНТАЦИЯ АЛКИНОВ
Чем ближе тройная связь к центру молекулы, тем выше интенсивность

молекулярного иона
Алкиновая серия ионов (m/z 27, 41, 55, 69…)
Активно протекают внутримолекулярные перегруппировочные процессы с образованием шестичленных циклов

Слайд 24

МАСС-СПЕКТРЫ БУТАНА, БУТЕНА-1, БУТИНА-1
бутан
бутен-1
бутин-1

Слайд 25

АРЕНЫ

Слайд 26

ФРАГМЕНТАЦИЯ АРЕНОВ
Высокая интенсивность молекулярных ионов
Бензильный разрыв
Перегруппировки Мак-Лафферти

Слайд 27

СПИРТЫ

Слайд 28

ФРАГМЕНТАЦИЯ СПИРТОВ
Наряду с молекулярным ионом могут образовываться ионы [M + H]+
Наличие

ионов [M-2H]+•, [M-H2O]+•,
[M-H2-H2O]+•
Наличие ионов спиртовой серии
(m/z 31, 45, 59, 73…)

Слайд 29

ФЕНОЛЫ

Слайд 30

ФРАГМЕНТАЦИЯ ФЕНОЛОВ
Высокая интенсивность молекулярного иона
Бензильный распад
Фенольный распад

Слайд 31

АМИНЫ

Слайд 32

ФРАГМЕНТАЦИЯ АМИНОВ
Низкая интенсивность молекулярного иона
Азотное правило

Слайд 33

ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Графический вид кластеров ионов с различным содержанием атомов хлора и

брома

Слайд 34

ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Слайд 35

ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Наличие четкой изотопной картины
Интенсивность молекулярного иона возрастает с уменьшением электроотрицательности

атома галогена
Фрагментные ионы [M-Hal]+•, [M-HHal]+•

Слайд 36

КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Слайд 37

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Слайд 38

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ
1. Поиск по базам спектров
2. Построение структуры на основе

общих закономерностей фрагментации
3. Использование структурно-специфических методов ионизации

Слайд 39

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ
Кривая полного ионного тока двухкомпонентного образца (а), испаряемого из штока

прямого ввода, и масс-спектры компонентов (б и в)

Слайд 40

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УГЛЕВОДОРОДОВ

Слайд 41

СУЩНОСТЬ МЕТОДА ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ

Слайд 42