Масс-спектрометрия

Метод масс-спектрометрии (МС) широко применяется в органической химии для решения разнообразных задач. МС применяют для анализа твердых, жидких и газообразных проб. Значительное применение он получил в органической химии, в технологии неорганических веществ и др. областях химической промышленности.

Так, основные сведения о стабильных изотопах получены методом МС, в нефтехимии эти методом анализируют многокомпонентные смеси углеводородов.

Метод применим для анализа металлов, полупроводников и других неорганических веществ

В органической химии методом МС применяется для установления строения молекул, определения молекулярной массы и молекулярной формулы.

Информативность МС повышается при сочетании МС с другими методами исследования, например, с 60-х годов прошлого века широко применяют хромато-масс-спектрометры, представляющие собой комбинацию ГЖХ-хроматографа и масс-спектрометра (ГЖХ-МС, GC-MS).

В последнее время появились сопряжение жидкостного хроматографа с масс-спектрометром ВЭЖХ/МС (LC/MS) и тандемная масс-спектрометрия (MS/MS).

Масс-спектр

Метод масс-спектрометрии (МС) основан на регистрации ионов, возникающих при ионизации нейтральных молекул.

Исторически первым и до настоящего времени наиболее распространенным способом ионизации является электронный удар (ЭУ, EI). Этот метод приводит к хорошо воспроизводимым спектрам, благодаря чему созданы обширные библиотеки спектров ЭУ.

Ионизация происходит при бомбардировке электронами паров вещества при давлении 10^-5-10^-8 мм рт.ст.

Когда энергия пучка электронов несколько превышает потенциал ионизации орг. соединений (7-15 эВ), то при соударении молекула вещества теряет электрон и образует возбужденный катион-радикал, называемый молекулярным ионом.

Наиболее вероятны процессы образования однозарядных положительных ионов.

М + е^- → М^+● + 2е^- Молекула молекулярный

ион

При действии пучка электронов с более высокой энергией (50-70 эВ), образующийся М-ион обладает избытком энергии, что приводит к его распаду (фрагментации) с образованием осколочных ионов, ион-радикалов, нейтральных частиц, причем каждый из них может распадаться на еще более мелкие осколки.

Метод МС характеризуется специфичностью и низким пределом обнаружения ( несколько микрограммов вещества).

В масс-спектре (МС) регистрируются только ионы. Разделение ионов основано на различных траекториях их движения в магнитном (и электростатическом) полях (след. слайд).

Положительно заряженные ионы разделяются в зависимости от отношения массы к заряду (m/e, m/z) и детектируются.

результаты записываются в виде графика или таблицы. По оси абсцисс откладывают величины m/z , совпадающие с массой иона (они почти все однозарядны); по оси ординат – относительную интенсивность (интенсивность максимального иона принимают за 100%, остальные - в % к нему).