Többdimenziós kromatográfia

Az előadások a következő témára: "Többdimenziós kromatográfia"— Előadás másolata:

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

2

3

4 A modulátoron kifagy, fókuszódik a minta.

5 Az együtt eluálódó csúcsok szétválasztása második dimenzión

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

7 Deans kapcsolás előnye a nyomelemzésnél

8

9 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.

10 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

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

12 Deans kapcsoló

13 Klórozott peszticidek GC x GC analízise

14

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

16 HPLC X GC kapcsolás

17 Benzin GC x GC analízise

18 HPLC X HPLC

19 Polibrómozott difenil éterek kimutatása PCB háttérben GC-MS módszerrel

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

21 Kétdimenziós GC x GC megjelenítése

22

23 PCB elegy GC x GC-MS analízise

24

25 Nyomnyi mennyiség meghatározása zavaró mátrix nélkül

26 On-line LC/MS kapacsolás előnye

27 Izotópszelektív GC-MS

28 CE-MS kapcsolás

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

30 MS/MS kapcsolás

31 Alkalmazott ionizációs módok

32 GC és MS on-line kapcsolat

33 Quadrupol működési elve

34 LC/MS kapcsolatok

35 Electron ütközésest ionzáció (EI)

36 HPLC/MS elektrospray ionizációval

37 HPLC/MS elektrospray ionizációval

38 HPLC/MS atmoszférikus elektrospray ionizációval

39 HPLC/MS atmoszférikus kémiai ionizációval (APCI)

40

41 APCI elmélete

42

43

44

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

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

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

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

49 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.

50 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.

51

52 Fragmentáció szemléltetése
A fragmensekből összerakható az eredeti molekula.

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

54 Quadrupol tömegspektrométer működési vázlata

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

56 Fehérjék TLC/MALFI-TOF analízise

57 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

58 ICP-MS kimutatási határai különböző elemekre

59 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).

60 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.

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

62 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.

63 Fragmentáció szemléltetése
A fragmensekből összerakható az eredeti molekula.

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

65 Az izomerek megkülönböztethetőek fragmentációjuk alapján

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

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

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

69 LC-GC-MS ivóvíz vizsgálat

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

71 Kémiai ionizáció előnye
1 Torr 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.

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

73 PCI és NCI spektrumok összehasonlítása

74 Különböző ionizációs módok más fragmentációt eredményeznek

75 Elektospray ionizáció (ESI) vázlata
1 torr torr

76 Elektospray ionizáció (ESI) elve

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

78 Karbamát növényvédőszerek HPLC/MS analízise
Hőbomlékony vegyületek

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

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

81 APCI elve

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

83 Keletkezett ionok aránya függ az APCI körülményeitől

84 Electrospay és APCI ionizációs termékek összehasonlítása

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

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

87 Nagyfelbontású MS előnye
Nagyfelbontásra csak a mágnesesszektorú MS képes.

88 Quadrupol tömegspektrométer működési vázlata

89 Pásztázó felvétel quadrupol készülékkel

90 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.

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

92 Repülési idő tömegspektrométer (TOF) elve

93 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.

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

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

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

97 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.

98 MS/MS működési elve

99 Az iontrapp többdimenziós MS módjára használható

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