CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
+
+
SPEKTROMETRIA
SPEKTROMETRIA
MASOWA
MASOWA
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
+
+
SPEKTROMETRIA
SPEKTROMETRIA
MASOWA
MASOWA
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
Szybka i skuteczna
metoda rozdzielania
mieszanin związków lotnych
między fazę
ruchomą (gaz) i stacjonarną
(pierwsze prace w 1952 r. James i Martin oraz Cremer i Janak)
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
Rodzaje chromatografii gazowej:
1. W układzie
gaz – ciało stałe
(Gas-Solid
Chromatography)- chromatografia
gazowa adsorpcyjna – fazą ruchomą
jest gaz zaś stacjonarną ciało stałe
adsorbent)
2.
W układzie
gaz – ciecz
(Gas- liquid
Chromatography) - chromatografia
podziałowa- fazą ruchomą jest gaz zaś
stacjonarną ciecz naniesiona na nośnik
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Schemat blokowy:
Schemat blokowy:
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Dozownik:
Dozownik:
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Kolumny:
Kolumny:
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
1. Kolumny z warstwą
porowatą adsorbenta
na ściankach (PLOT-
porous layer open
tubular)
2. Kolumny z naniesionym
na ścianki nośnikiem
nasyconym cienką
fazą stacjonarną
(SCOT- support
coated open tubular)
3. Kolumny, których
ścianki pokryte są
ciekłą fazą
stacjonarną (WCOT-
wall coated open
tubular)
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
m/z
m/z
15,210
15,210
17,265
17,265
TR (min)
TR (min)
I
I
256
256
400
400
m/z
m/z
q
q
Zasada
Zasada
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
SPRZĘŻENIE ZE SPEKTROMETRIĄ MASOWĄ
SPRZĘŻENIE ZE SPEKTROMETRIĄ MASOWĄ
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Spektrometria mas
(MS, Mass Spectrometry)
• Pierwszy spektrometr mas został zbudowany
przez
J.J. Thompsona
w
1912
roku
• technika analityczna zaliczana do metod
spektroskopowych
• Technika oparta na
jonizacji cząsteczek
lub
atomów
, a następnie detekcji liczby jonów o
określonym
stosunku
masy do
ładunku
Zależność przedstawiana w postaci tzw. widma
masowego
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
• podstawą jest pomiar stosunku
masy jonu
do
jego
ładunku elektrycznego
(m/z)
• analizowane są tylko „cząstki” obdarzone
ładunkiem elektrycznym
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
%
74
87
55
143
186
473
239
338
266
305
361
444
403
Rys. Widmo masowe estru metylowego nasyconego kwasu t
łuszczowego
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Zastosowanie spektrometrii mas:
• identyfikacja związków chemicznych i ich
mieszanin
• ustalanie struktury związków chemicznych,
• ustalanie składu
pierwiastkowego
• ustalanieskładu
izotopowego
analizowanych
substancji, co m.in umożliwia określenie ich
źródła pochodzenia
• precyzyjne ustalanie składu złożonych
mieszanin związków o wysokich masach
molowych w
proteomice
,
badaniach
materiałowych
i chemii
polimerów
.
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
SCHEMAT BUDOWY SPEKTROMETRU MAS
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Komora jonizacji
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
q
q
Zasada
Zasada
⇒
Jonizacja
M
+e
-
M
+l
+ 2e
-
Energia elektronu: 70 eV
MECHANIZM JONIZACJI ELEKTRONAMI
MECHANIZM JONIZACJI ELEKTRONAMI
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
JONIZACJA
FRAGMENTACJA
Schemat jonizacji cząsteczek/ atomów:
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
mniejsze
większe
m/z
Natężenie
Schemat widma masowego powstającego
z jonów fragmentarycznych:
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
m/z
Intensywność
Schemat widma masowego - jony o określonej
wielkości m/z i ich intensywność
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
H
C
C
OH
H
H
H
H
15
29
31
17
M
+
° = 46 u
H = 1 u
H = 1 u
C = 12 u
C = 12 u
O = 16 u
O = 16 u
15 17
29 31
46
Abudancja
m/z
Fragmentacja cząsteczki etanolu
pod wpływem jonizacji elektronami
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
TEMPERATURA (°C)
NATĘŻENIE
M
+
(M-R)
+
200
200
250
250
300
300
350
350
150
150
150°C
150°C
250°C
250°C
350°C
350°C
I
I
m/z
m/z
m/z
m/z
m/z
m/z
I
I
I
I
JONIZACJA
JONIZACJA
-
- WPŁYW TEMPERATURY
WPŁYW TEMPERATURY
ŻRÓDŁA JONÓW
ŻRÓDŁA JONÓW
q
q
Temperatura źródła a fragmentacja
Temperatura źródła a fragmentacja
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
q
q
Energia elektronów i fragmentacja
Energia elektronów i fragmentacja
JONIZACJA
JONIZACJA
-
- WPŁYW ENERGII JONIZACJI
WPŁYW ENERGII JONIZACJI
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Ü
Ü
jonizacja przez bombardowanie szybkimi atomami :
jonizacja przez bombardowanie szybkimi atomami :
Fast Atom Bombardment (FAB)
Fast Atom Bombardment (FAB)
Ü
Ü
Jonizacja przez desorpcję pola: Field Desorption
Jonizacja przez desorpcję pola: Field Desorption
(FD)
(FD)
Ü
Ü
Jonizacja przez desorpcję laserową: Matrix
Jonizacja przez desorpcję laserową: Matrix
Assisted
Assisted
Laser Desorption
Laser Desorption
Ionisation
Ionisation
(MALDI)
(MALDI)
q
q
PRZYKŁADY
PRZYKŁADY
q
q
ZASTOSOWANIE
ZASTOSOWANIE
Ü
Ü
Związki termolabilne lub wrażliwe
Związki termolabilne lub wrażliwe
Ü
Ü
Wielkie cząsteczki biologiczne
Wielkie cząsteczki biologiczne
Ü
Ü
Polimery
Polimery
INNE TYPY JONIZACJI
INNE TYPY JONIZACJI
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
PRZYKŁADY ANALIZATORÓW JONÓW
PRZYKŁADY ANALIZATORÓW JONÓW
o określonym stosunku m/z:
o określonym stosunku m/z:
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
-
-
zakres
masy:
zakres
masy:
od
najmniejszej
od
najmniejszej
do największej masy poddającej się
do największej masy poddającej się
analizie
analizie
-
-
rozdzielczość:
rozdzielczość:
możliwość rozróżnienia
możliwość rozróżnienia
dwóch jonów o bliskiej masie
dwóch jonów o bliskiej masie
-
-
transmisja:
transmisja:
stosunek pomiędzy liczbą
stosunek pomiędzy liczbą
jonów uderzających w detektor a liczbą
jonów uderzających w detektor a liczbą
jonów wychodzących ze źródła
jonów wychodzących ze źródła
CHARAKTERYSTYKA FILTRA/
CHARAKTERYSTYKA FILTRA/
ANALIZATORA MAS
ANALIZATORA MAS
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Rozdzielczość jest jednym z najważniejszych
parametrów spektrometrów mas
Miarą
rozdzielczości
spektrometru jest
zdolność do rozróżnienia dwóch jonów
o pewnej różnicy stosunku masy do ładunku
(m/z).
- Spektrometr o rozdzielczości 1000 będzie
umożliwiał rozróżnienie dwóch cząsteczek
o m/z równym 1000 i 1001.
- Można przyjmować różne kryteria pomiaru
rozdzielczości. Najczęściej uznaje się, że
jeśli na widmie m/z dolina pomiędzy pikami
dwóch jonów jest głębsza niż 50% wysokości
pików, to są one rozróżnione.
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
R=14.000
R=1200
Benzen 13C :
Benzen 13C :
13
13
C
C
12
12
C
C
5
5
H
H
6
6
M=79
M=79
Pirydyna:
Pirydyna:
12
12
C
C
5
5
NH
NH
5
5
M=79
M=79
M=79.0504
M=79.0504
M=79.0421
M=79.0421
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
z
z
x
x
y
y
z
z
y
y
x
x
-U-Vsinwt
U+Vsinwt
IONY
IONY
m
m
i
i
/
/
z
z
i
i
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA ANALIZATORA
ANALIZATORA
KWADRUPOLOWEGO
KWADRUPOLOWEGO
trajektoria
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
CHARAKTERYSTYKA ANALIZATORA
CHARAKTERYSTYKA ANALIZATORA
KWADRUPOLOWEGO
KWADRUPOLOWEGO
ZALETY I WADY
ZALETY I WADY
Ø
Ø
Słaba rozdzielczość
Słaba rozdzielczość
Ø
Ø
Zakres masy: 10
Zakres masy: 10
-
-
2000 u
2000 u
Ø
Ø
szybkie przeszukiwanie od jednej masy do drugiej
szybkie przeszukiwanie od jednej masy do drugiej
Ø
Ø
niski koszt
niski koszt
Ø
Ø
łatwe w utrzymaniu
łatwe w utrzymaniu
+
+
-
-
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Rf
Rf
Masa
Masa
PUŁAPKA JONOWA:
PUŁAPKA JONOWA:
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
ZALETY I WADY
ZALETY I WADY
Ø
Ø
Ograniczona rozdzielczość i zakres masy: 10
Ograniczona rozdzielczość i zakres masy: 10
-
-
2000 u
2000 u
Ø
Ø
Nieskuteczne wobec fragmentów materiałów
Nieskuteczne wobec fragmentów materiałów
złożonych
złożonych
Ø
Ø
Bardzo duża czułość
Bardzo duża czułość
Ø
Ø
Niski koszt
Niski koszt
Ø
Ø
Pełne przeszukiwanie spektrum (SCAN) możliwe
Pełne przeszukiwanie spektrum (SCAN) możliwe
na niskim poziomie
na niskim poziomie
+
+
-
-
CHARAKTERYSTYKA PUŁAPKI
CHARAKTERYSTYKA PUŁAPKI
JONOWEJ
JONOWEJ
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
SEKTOR ELEKTROMAGNETYCZNY:
SEKTOR ELEKTROMAGNETYCZNY:
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
q
q
Zalety i wady
Zalety i wady
Ü
Ü
Rozdzielczość rzędu 10
Rozdzielczość rzędu 10
5
5
Ü
Ü
Badanie jonów metastabilnych
Badanie jonów metastabilnych
Ü
Ü
Zakres masy: do 60000
Zakres masy: do 60000
Ü
Ü
Zjawisko
Zjawisko
remanencji
remanencji
pola
pola
Ü
Ü
Znaczne koszty
Znaczne koszty
Ü
Ü
Wysoki poziom techniczny
Wysoki poziom techniczny
+
+
-
-
CHARAKTERYSTYKA SEKTORA
CHARAKTERYSTYKA SEKTORA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO
ELEKTROMAGNETYCZNEGO
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Wiązka elektronów
Detektor
Przelot
Ü
Ü
Rozdzielczość ponad 15000
Rozdzielczość ponad 15000
Ü
Ü
Możliwość analizowania wysokich mas
Możliwość analizowania wysokich mas
Ü
Ü
Bardzo dobra czułość
Bardzo dobra czułość
Ü
Ü
Okresowe wyrzucanie jonów
Okresowe wyrzucanie jonów
+
+
-
-
q
q
Zasada
Zasada
q
q
Zalety i wady
Zalety i wady
ANALIZATOR CZASU PRZELOTU
ANALIZATOR CZASU PRZELOTU
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Ü
Ü
Natężenie końcowe: 10
Natężenie końcowe: 10
-
-
9
9
A
A
Ü
Ü
Dynody ze stopu: Miedź
Dynody ze stopu: Miedź
-
-
Beryl
Beryl
Ü
Ü
Ochrona w atmosferze inercyjnej w 200
Ochrona w atmosferze inercyjnej w 200
-
-
400°C
400°C
Jony
Elektrony
Elektrony
Katoda konwersyjna
Katoda konwersyjna
DETEKTOR:
DETEKTOR:
POWIELACZ ELEKTRONÓW
POWIELACZ ELEKTRONÓW
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version
Dziękuję za uwagę
Dziękuję za uwagę
Anna Bzducha
PDF created with FinePrint pdfFactory trial version