Többdimenziós kromatográfia A csúcskapacitás négyzetesen emelkedik ha a szelektivitás más két oszlop használatával.

A modulátoron kifagy, fókuszódik a minta.

Az együtt eluálódó csúcsok szétválasztása második dimenzión

Deans kapcsolás Áramlás irányának megváltoztatása, az áramlási sebesség változása nélkül.

Deans kapcsolás előnye a nyomelemzésnél

A Fluidic Modulator To Address Temperature Limitations Three-port valve is outside oven. F2’’ > F1 > F2’ > 0 Simultaneous fill and flush. Generates pulses by switching valve. Minimal pressure disturbances. No inherent temperature limitations.

Modulation of a Pentane Peak F1 = 1.0 ml min-1 F2 = 20.0 ml min-1 Peak widths near the theoretical limit are observed

Deans kapcsolók Nincs benne mozgó alkatrész, és kémiailag aktív felület.

Deans kapcsoló

Klórozott peszticidek GC x GC analízise

HPLC X GC kapcsolás A folyadék mozgófázis nem tartalmazhat lerakodó anyagokat.

HPLC X GC kapcsolás

Benzin GC x GC analízise

HPLC X HPLC

Polibrómozott difenil éterek kimutatása PCB háttérben GC-MS módszerrel

Klórozott rovarirtók GC-ECD analízise ECD érzékeny, halogének irányában szelektív detektor.

Kétdimenziós GC x GC megjelenítése

PCB elegy GC x GC-MS analízise

Nyomnyi mennyiség meghatározása zavaró mátrix nélkül

On-line LC/MS kapacsolás előnye

Izotópszelektív GC-MS

CE-MS kapcsolás

Gyors analízisek LC/MS-sel Ha más a fragmentáció akkor nem kell két anyagot elválasztani.

MS/MS kapcsolás

Alkalmazott ionizációs módok

GC és MS on-line kapcsolat

Quadrupol működési elve

LC/MS kapcsolatok

Electron ütközésest ionzáció (EI)

HPLC/MS elektrospray ionizációval

HPLC/MS elektrospray ionizációval

HPLC/MS atmoszférikus elektrospray ionizációval

HPLC/MS atmoszférikus kémiai ionizációval (APCI)

APCI elmélete

Ion csapda MS Az ionokat parkoló pályán gyűjti és csak időnként engedi a detektorra.

Total ion kromatogram (TIC) és szelektált ion kromatogram (SIM) összehasonlítása

Karbamát peszticidesk HPLC-MS analízise Hőérzékeny, nyomnyi mennyiségű anyagok meghatározására ideális módszer.

Különböző kapcsolt technikák és ionizációs módok LC-nél probléma a nagy mennyiségű oldószer és a puffer eltávolítása.

LC/MS készülékekben általában elektrospray (ESI) az ionizáció Az LC eluenst beporlasztják az MS ionizáló terébe, ahol korona kisülés történik. Az oldat egyre töményedik, miközben mikro cseppekké esik szét A vizsgálandó anyag a puffer molekuláival adduktot képezve jut a mágneses térbe. Általában a fragmentáció csekély.

Lézersugaras ionizáció mátrix segítségével (MALDI) Mátrix anyagok A mátrix viszi át a lézersugár ionizációs, és hő energiáját a minta molekulákra. Óriás molekulák analízisére is alkalmas.

Fragmentáció szemléltetése A fragmensekből összerakható az eredeti molekula.

Mágneses szektorú MS működése Minnél nagyobb a tömeg, annál nagyobb az ív. Gyakorlatban a mágneses tért változtatják (scann), hogy mindegyik ion érje a detektort.

Quadrupol tömegspektrométer működési vázlata

Totál ionkromatogram (TIC) és szelektált ion monitorozó (SIM) mód összehasonlítása A SIM több nagyságrenddel érzékenyebb mint a TIC.

Fehérjék TLC/MALFI-TOF analízise

ICP/MS vázlata Mass analyzer Nebulization Desolvation Vaporization Atomization Ionization Aerosol Absorption process liquid sample Desolvation Particle Atomization Nebulization Molecule Atom Ion Ionization Vaporization solid sample Emission process Mass analyzer

ICP-MS kimutatási határai különböző elemekre

ICP-MS felhasználási területei The point to make here is that the distribution of the users clearly demonstrates the flexibility of Agilent ICP-MS. Our competitors often say that the 4500/7500 were designed for semicon - clearly not true otherwise we would have not sold so many to environmental. If you made this chart for the competition you would find less semicon for PE (their cold plasma never worked well), and much less enviro for Thermo (they don’t do well in the contract lab market because they don’t have the reliability, the software or support needed).

Elektronütközésés ionizáció (EI) Az elektron ütközik a vizsgálandó molekulával A molekula gerjesztett állapotba jut, és ionizálódik A molekulának pozitív töltése lesz (molekula ion). A molekula ion szétesik töltött és semleges darabokra. (fragmentálódik). Funkciós csoportok jellegzetes ionokat, és leszakadó semleges részeket adnak.

Fragmentáció vázlata Folyamatok Elektronütközés Molekula ion képződés Fragmentáció több formában Átrendeződés EI általában 70EV energiával történik, ami kompromiszzum eredménye. A fragmentáció információgazdag, nem teljes.

Fragmentogram értékelése Fragmentogramon mérjük a csúcsok helyét a tömeg/töltés (m/z) skálán. A csúcsok intenzitását a magasságukkal mérjük. Legnagyobb csúcs (base peak) a100%, többit ehhez mérjük. Azonos körülmények között felvett fragmentogramon egy anyag mindig ugyanolyan csúcseloszlást mutat. A mennyiségi kiértékelés alapja egy adott kiválasztott ion (SIM), vagy az összion (TIC) áramerősége.

Fragmentáció szemléltetése A fragmensekből összerakható az eredeti molekula.

Tipikus fragmentáció Az egyes szerkezeti elemek jellegzetes ionos fragmenseket, vagy leszakadó semleges csoportokat adnak

Az izomerek megkülönböztethetőek fragmentációjuk alapján

Benzilcsoport jellegzetes fragmenst ad EI gerjesztésnél Az EI ionizáció átrendeződést indukál, fenil csoportból tropiliummá.

Jellegzetes izotóp arányok segítik felismerni egyes elemek jelenlétét és számát Sok rovarölő szer (DDT, lindán, stb.) tartalmaz halogén elemet.

p,p’-DDT elektronütközéses (EI) fragmentációja A klór izotópok miatt a csúcsok csokorban jelentkeznek.

LC-GC-MS ivóvíz vizsgálat

Kémiai ionizáció (CI) Pozitív (PCI) Negatív (NCI) NH3 + e -> NH4+ + 2 e- reagens gáz ionizáció NH 4+ + M > NH3 + [M+H] + protonállt molekula NH 4 + + M > [M + NH4] + ammónium addukt Negatív (NCI) NH3 - e -> NH2- reagens gáz ionizáció NH 2- + M > NH2 + [M+H] - deprotonállt molekula NH 2 + + M > [M + NH2] - ammónium addukt A CI ~ 1Torr nyomáson történik NH3, CH4, isobután gázokkal

Kémiai ionizáció előnye 1 Torr 10-6 Torr A Reagens gáz nagyobb nyomása miatt a CIben nagyobb az ütközés és az ionizáció valószínűsége. A használt gázoknak kedvező az ionizálhatóságuk, ezért ionátvivőként is szolgálnak. A CI kisebb fragmentációt ad mint a EI.

GC-MS mérés negatív kémiai ionizációval Az érzékenységet heptafluorobutánsav (HFBA) Elektonbefogó származékkal, fokozzák

PCI és NCI spektrumok összehasonlítása

Különböző ionizációs módok más fragmentációt eredményeznek

Elektospray ionizáció (ESI) vázlata 1 torr 10-6 torr

Elektospray ionizáció (ESI) elve

Megszabadulás az oldószertől (HPLC) „Z” alakú mágneses röppályával A semleges molekulák nem jutnak be az analizátorba.

Karbamát növényvédőszerek HPLC/MS analízise Hőbomlékony vegyületek

HPLC/MS előnye a HPLC/DADhoz képest MS detektálás érzékenyebb szelektívebb, tisztább eredményt ad.

Atmoszférikus kémiai ionizació (APCI) A HPLC oldószere szolgál reagensként a kémiai ionizációhoz.

APCI elve

HPLC/MS analízis Érzékeny módszer (ppb-ppt). Vigyázni kell, hogy az oldószerek és a puffer adalékok (acetát, ammonium) illékonyak legyenek.

Keletkezett ionok aránya függ az APCI körülményeitől

Electrospay és APCI ionizációs termékek összehasonlítása

Nagyfelbontású, duplafokuszálású mágnesesszektorú MS A nagyfelbontás szükséges a pontos szerkezetazonosításhoz. A nitrogén és a CH2 csoport megkülönböztethető tört tömegszámok alapján nagyfelbontású készülékkel

Mágneses szektorú MS működése Minnél nagyobb a tömeg, annál nagyobb az ív. Gyakorlatban a mágneses tért változtatják (scann), hogy mindegyik ion érje a detektort.

Nagyfelbontású MS előnye Nagyfelbontásra csak a mágnesesszektorú MS képes.

Quadrupol tömegspektrométer működési vázlata

Pásztázó felvétel quadrupol készülékkel

Iontrapp tömegspektrométer rf voltage +dc voltage rf voltage 180° out of phase -dc voltage A kiválasztott ionok a rádiófrekvenciás (RF) hatására a négy elektród közti térben körpályán mozognak. A frekvencia megváltoztatásával kilövődnek a detektorba. Érzékeny mérsékelt quantitivitású módszer.

EKC-Iontrapp MS (ESI) EKC-MS összekapcsolása még kidolgozás alatt van.

Repülési idő tömegspektrométer (TOF) elve

GC/TOF-MS vázlata A nehezebb ionoknak hosszabb idő kell, hogy elérjék a detektort. A repülési idő tömegspektrométer (TOF) gyors érzékeny műszer. Nagy molekulák analízisére a TOF a legalkalmasabb.

MS érzékelője A becsapódó ionok fényt gerjesztenek, ami áramot termel. Az áramot az elektronsokszorozón erősítik.

Totál ionkromatogram (TIC) és szelektált ion monitorozó (SIM) mód összehasonlítása A SIM több nagyságrenddel érzékenyebb mint a TIC.

PCB kiválasztott ion (SIM) GC/MS analízise A SIM mód szelektívebb és érzékenyebb detektálás, mint a scan mód.

Sorbakapcsolt tömegspektrométerek (MS/MS) működési elve Az MS/MS főleg akkor használatos ha az első ionizáció lágy, nincs fragmentáció. Az MS/MS érzékenyebb az MSnél mivel csökken a háttérzaj és a mátrixhatás.

MS/MS működési elve

Az iontrapp többdimenziós MS módjára használható

Nyomnyi növényvédőszer metabolit kimutatása HPLC/MSD electrospray ionizáció és TOF készülék használatával.