Mass Spectrometers

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In der Zentralen Analytik stehtfolgendes Massen-Spektrometer zur Verfügung:

• Bruker micrOTOF mit Flüssigkeitschromatograph Agilent 1100 Series (LC)

Verfügbare (Kopplungs-)varianten:

• LC/MS
• MS (Flowinjection)

Ionisierungsmethode:

• Elektrospray-Ionisation (ESI)

Datenverarbeitungssoftware

• Massenspektrometer: Bruker Daltonics micrOTOF control (Version 2.2)
• Flüssigkeitschromatograph: Bruker Daltonics HyStar (Version 3.2)

 

Flugzeit- (Time of Flight, TOF-) Massenspektrometer

Im Flugzeit-Massenspektrometer wird ausgenutzt, dass die durch ein elektrisches Feld auf das gleiche Potential beschleunigten Ionen beim Eintritt in den Analysator alle die gleiche kinetische Energie haben. Leichte Ionen sind deshalb schneller als schwere Ionen, passieren das Flugrohr schneller als schwerere Ionen und werden somit eher detektiert. Der Massenbreich ist daher bei Flugzeitmassenspektrometern im Prinzip unbegrenzt.

Elektronenstoßionisation - EI

Die Elektronenstoßionisation (EI) ist die klassische Ionisierungsmethode der Masenspektrometrie. Ihre Anwendung ist jedoch auf thermisch stabile Substanzen beschränkt, die unzersetzt verdampfbar sind. Die Probenmoleküle werden bei dieser Methode durch Elektronen ionisiert, die von einer Glühkathode emittiert werden und in Richtung einer Anode beschleunigt werden. Das Ausmaß der Ionisierung und der Fragmentierung hängt stark von der Struktur des Analyten und der Energie der ionisierenden Elektronen ab. Bei niedrigen Energien (ca. 20 eV) ist der Energieübertrag für eine ausreichende Ionisierung zu gering, während bei ca. 70 eV die deBroglie-Wellenlänge derElektronen (0.14 nm) der CC-Bindungslänge entspricht und optimaler Energieübertrag mit hohem Ionisationsgrad und starker Fragmentierung erreicht wird. Dementsprechend enthält ein EI-Massenspektrum meistens viele Fragmentsignale und ist deshalb für die strukturelle Charakterisierung und Identifizierung von Substanzen (z.B. durch Vergleich mit Bibliotheksspektren) nützlich. Bei einigen Verbindungsklassen fehlt der Peak für das intakte Molekülion völlig.

Chemische Ionisisation - CI

Bei der Chemischen Ionisisation (CI) wird die Substanz durch eine Ion-Molekül-Reaktion mit einem Reaktandgasplasma (Isobutan, Methan) z. B. durch Protonenübertragung ionisiert. Da bei diesem Vorgang nur relativ wenig Energie übertragen wird, tritt kaum Fragmentierung auf: Die Spektren werden durch intensive "Quasimolekülionen" dominiert. Die Verdampfbarkeit der zu messenden Verbindung ist auch hier Voraussetzung. Bei einer Variante der CI, der DCI (Desorption durch Chemische Ionisation) fällt diese Einschränkung weg. Hierbei wird die Substanz gelöst und auf eine Drahtschlaufe getropft. Nach Verdampfen des Solvens wird die Drahtschlaufe in das Plasma eingebracht und die Probe durch leichtes Erwärmen des Drahtes direkt in die Gasphase transferiert.

Elektrospray - ESI

Der Analyt wird in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst und durch eine feine, geladene Metallkapillare zu einem feinen Aerosol zerstäubt, das einen Überschuss an positiver oder negativer Ladung enthält. Durch Verdampfung des Lösungsmittels nimmt die Ladungsdichte innerhalb der Aerosoltröpfchen zu, wodurch es zum Zerfall in kleinere Tröpfchen kommt.