Tömegspektrometria. Bevezetés és Ionizációs módszerek

Hasonló dokumentumok
Korszerű tömegspektrometria a. Szabó Pál MTA Kémiai Kutatóközpont

Tömegspektrometria. Tömeganalizátorok

Tömegspektrometria. Mintaelőkészítés, Kapcsolt technikák OKLA 2017

Tömegspektrometria. (alapok) Dr. Abrankó László

Tematika. Korszerű tömegspektrometria a. Ionforrás. Gyors atom bombázás. Szabó Pál MTA Kémiai Kutatóközpont. Cél: Töltött részecskék előállítása

Anyagszerkezet vizsgálati módszerek

A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI

HPLC MS és HPLC MS/MS. Bobály Balázs, Fekete Jenő

A tömegspektrometria az endokrinológiai vizsgálatokban

A tömegspektrometria alapjai és alkalmazási köre a laboratóriumi diagnosztikában. Dr. Karvaly Gellért Balázs SE Laboratóriumi Medicina Intézet

Tömegspektrometria A tömegspektrometria. Az n-dekán tömegspektruma. A tömegspektrometria rövid története: Biofizika szeminárium

Tömegspektrometria. Ez a tömegspektrum a minőségi információ alapja - fingerprint.

Szakmai cikkek 1. Szakmai cikkek. Tömegspektrometria. Stáray Judit. vákuumrendszer. Adatfeldolgozó rendszer

KATIONIZÁCIÓ VIZSGÁLATA MALDI KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT

Tömegspektrometria. Science and Technology of gas-phase ions. Dr. Drahos László MTA Természettudományi Kutatóközpont

A MALDI-TOF tömegspektrometria alkalmazási és fejlesztési lehetőségei a patogén mikroorganizmusok vizsgálatában

Molekulavadászat. Schlosser Gitta. MTA-ELTE Peptidkémiai Kutatócsoport

Áttekintő tartalomjegyzék

Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)

5/11/2015 TÖMEGSPEKTROMETRIA. Tömegspektrometria - áttekintés. Ionizáció és analizátor. Tömegspektrométer. Analizátor: KVADRUPOL

Tömegspektrometria. Talián Csaba Gábor PTE Biofizikai Intézet február 27.

A kromatográfia és szerepe a sokalkotós rendszerek minőségi és mennyiségi jellemzésében. Dr. Balla József 2019.

Röntgendiffrakció, tömegspektrometria, infravörös spektrometria.

Egyetemi doktori (PhD) értekezés tézisei. Mono és dimer addukt ionok felhasználása apoláris polimerek és királis molekulák MS szerkezetvizsgálatára

A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI

Az ideális mintaelőkészítés

Igény a pontos minőségi és mennyiségi vizsgálatokra: LC-MS/MS módszerek gyakorlati alkalmazása az élelmiszer-analitikában

Endogén szteroidprofil vizsgálata folyadékkromatográfiával és tandem tömegspektrométerrel. Karvaly Gellért

Folyadékkromatográfiával kapcsolt elektrospray ionizációs tandem tömegspektrometria (HPLC-ESI-MS/MS) alkalmazása analitikai célokra 1

IONFORRÁSOK AZ LC-MS MÓDSZERBEN

KIS MOLEKULATÖMEGŰ ANYAGOK SZERKEZETFELDERÍTÉSE LÁGYIONIZÁCIÓS TÖMEGSPEKTROMETRIAI MÓDSZEREKKEL

Ionforrások és analizátorok GC-MS módszernél

Biomassza anyagok vizsgálata termoanalitikai módszerekkel

Agilent MassHunter szoftvercsalád

Gyógyszerkészítmények hatóanyagtartalmának meghatározása nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával csatolt tömegspektrometriával

BIOLÓGIAI JELENTŐSÉGŰ VEGYÜLETEK MODERN TÖMEGSPEKTROMETRIAI VIZSGÁLATA

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Radionuklidok meghatározása környezeti mintákban induktív csatolású plazma tömegspektrometria segítségével lehetőségek és korlátok

TÖMEGSPEKTROMÉTEREK SZEREPE A FÖLDTUDOMÁNYBAN. Palcsu László MTA Atommagkutató Intézet (Atomki) Környezet- és Földtudományi Laboratórium, Debrecen

A modern tömegspektrometria szerepe a mikroorganizmusok azonosításában

DOKTORI ÉRTEKEZÉS. Közvetlen ionizációs tömegspektrometriás módszerek fejlesztése Biomedicinális alkalmazások

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

KATIONIZÁCIÓ VIZSGÁLATA MALDI KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT

Bioinformatika előadás

Kromatográfiás módszerek

LC-MS QQQ alkalmazása a hatósági gyógyszerellenőrzésben

A feladatra legalkalmasabb készülék kiválasztásának szempontjai. Szabó Pál MTA TTK

Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában

Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési elve, felépítésük, alkalmazásuk.

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

A ROBBANÓANYAGOK TÖMEG SPEKTROMETRIÁVAL TÖRTÉNŐ FELDERÍTÉSE ÉS ANALÍZISE 2

ÁLTALÁNOS KÉMIA. jelszó: altkem2014. kg1c1k06. Előadó: Dr. Vass Gábor kémiai épület 644-es szoba

9. Hét. Dr. Kállay Csilla (Dr. Andrási Melinda)

Németh Anikó 1,2, Kosáry Judit 1, Fodor Péter 1, Dernovics Mihály 1

DE TTK. Doktori (PhD) értekezés. Nagy Tibor. Témavezető: Dr. Kéki Sándor

ANALITIKAI MŰSZEREK LABORATÓRIUMI BERENDEZÉSEK, ESZKÖZÖK, KOMPLETT LABORATÓRIUMOK TERVEZÉS, SZERVIZ, TANÁCSADÁS

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

LIPIDEK AZONOSÍTÁSA LC-MS/MS MÉRÉSI MÓDSZERREL

O k t a t á si Hivatal

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Tömegspektrometria. Talián Csaba Gábor PTE Biofizikai Intézet

Használt, újraforgalmazott analitikai műszerek, berendezések, laborbútorok, építőelemek, egységek, alkatrészek

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Részecske azonosítás kísérleti módszerei

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Kutatási terület. Szervetlen és szerves molekulák szerkezetének ab initio tanulmányozása

Környezetvédelmi analitika (4.előadás)

Anyagvizsgálati módszerek Elemanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Scientific új j lineáris ioncsapda

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

89. A szorpciós folyamat szerint milyen kromatográfiás módszereket ismer? Abszorpciós, adszorpció, kemiszorpció, gél

Tömegspektrometriás módszerek a klinikai kémiában

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

Célvegyületek és ismeretlen szennyezők ultraérzékenységű kimutatása környezeti vízmintákból on-line mintaelőkészítővel kapcsolt LC-MS rendszerekkel

Ionmobilitás szerinti elválasztás és izomer vegyületek szerkezet azonosítása SYNAPT G2 HDMS készülékkel

Bioinformatika 2 10.el

KÖRNYEZETI VIZEK SZERVES SZENNYEZŐINEK ELEMZÉSE GC- MS/MS MÓDSZERREL

A nanotechnológia mikroszkópja

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

9. Hét. Műszeres analitika Folyadékkromatográfia Ionkromatográfia Gélkromatográfia Affinitás kromatográfia Gázkromatográfia. Dr.

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Tömegspektrometriás módszerek a klinikai kémiában

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Proteomika az élelmiszer-előállításában

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Részecske- és magfizikai detektorok. Atommag és részecskefizika 9. előadás május 3.

Analizátorok. Cél: Töltött részecskék szétválasztása

ELTE Fizikai Intézet. FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp

Az ICP-MS módszer alapjai

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Periódusosság. 9-1 Az elemek csoportosítása: a periódusostáblázat

Tömegspektrometria. Talián Csaba Gábor PTE Biofizikai Intézet

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

Átírás:

Tömegspektrometria Bevezetés és Ionizációs módszerek

Tömegspektrometria A tömegspektrometria, különösen korszerű elválasztási módszerekkel kapcsolva, a mai analitikai gyakorlat leghatékonyabb módszere. J.J.Thomson kísérletei alapozták meg a tömegspektrometria létrejöttét A szerves vegyületek vizsgálatára az 1950-es évektől kezdték alkalmazni. Kombinálva elválasztási módszerekkel (pl. GC-MS, HPLC-MS, stb.)

Tömegspektrometria előnyei Univerzális detektor Meghatározható vegyületek: 1-1*10 6 Da Kis anyagmennyiség (μg-ng, picomol, femtomol) Szerkezeti információ

Thomson, 1913 In the bottom right corner of this photographic plate are markings for the two isotopes of neon: neon-20 and neon-22.

A tömegspektrometria olyan vizsgálati módszer, amelynél ionos részecskéket választunk el fajlagos tömegük (töltésegységre eső tömegük: m/z) szerint csökkentett nyomáson, elektromos, vagy mágneses mezők segítségével. Az elválasztott ionok intenzitását folyamatosan mérjük, s így egy ionáram intenzitás - fajlagos tömeg függvénykapcsolat- hoz, az ún. tömegspektrumhoz jutunk. Ez a tömegspektrum a minőségi információ alapja.

Intens. x10 4 +MS, 0.5-0.9min #(28-52), Background Subtracted 343.115 3 2 1 365.096 685.224 707.209 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 m /z

1.0 (x10,000) 99 125 41 0.5 0.0 117 157 77 139 175 27 58 215 277 93 233 251 291 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0 225.0 250.0 275.0 201 1.0 (x10,000) 99 125 O 41 0.5 39 0.0 157 Cl 117 201 175 277 77 139 279 57 215 233 251 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0 225.0 250.0 275.0 Cl O P O O Cl 293

Intens. x10 4 +MS, 0.0-0.3min #(2-20) 895.65 953.69 3 837.61 1011.73 2 779.57 1069.78 509.38 538.40 567.42 480.36 596.44 721.53 1127.81 1 451.34 625.46 1185.86 422.32 663.49 1243.90 0 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 m/z

Intens. x10 4 +MS, 0.0-0.3min #(2-20) 895.65 3 2 896.65 1 897.65 911.62 0 890 895 900 905 910 915 m/z

Intens. x10 4 +MS, 0.0-0.3min #(2-20) 538.40 1.5 538.90 1.0 0.5 539.40 537.90 539.90 0.0 535 536 537 538 539 540 541 542 m/z

Működési elv Mintabeviteli rendszer Vákuumrendszer Ionforrás Tömeganalizátor Detektor Adatfeldolgozás

Main steps of measuring with a mass spectrometer

Ionizációs módszerek: EI: Electron ionization (formerly known as electron impact) elektron ionizáció (elektronütközéses) CI: Chemical ionization kémiai ionizáció FAB: Fast atombombardment gyors atombombázás MALDI: Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization mátrix segített lézer deszorpció/ionizáció ESI: Electrospray ionization elektroporlasztásos ionizáció APCI: Atmospheric pressure chemical ionization atmoszférikus nyomású kémiai ionizáció APPI: Atmospheric pressure photo ionization a. ny. fotoionizáció DART: Direct Analysis in Real Time

MS és MS/MS

Milyen információkat ad? Molekulatömeg meghatározása Nominális accurate és izotóp eloszlás, ennek segítségével összegképlet meghatározás Fragmentáció Fragmentációs szabályok Ujjlenyomat azonosítás MS/MS vagy MS n, szerkezeti információ

Milyen információkat ad? Thermodinamikai paraméterek Ionizációs energia Kötési energia Disszociációs energia

Spektrum alapfogalmai Bázis csúcs Fragmens ion Molekulaion m/z (tömeg/töltés)

Ionizációs módszerek Electron impact (EI) Chemical ionization (CI) Atmospheric pressure (API) Electrospray (ESI) Matrix assisted laser desorption/ionization (MALDI) Direct analysis in real time (DART)

Csoportosítás Vákuum pl: EI, CI, MALDI Légköri nyomás APCI, APPI, ESI Lágy ionizáció APCI, APPI, ESI, MALDI Kemény ionizáció EI, CI

Elektron ütközéses ionizáció (EI)

Spektrum jellemzői Unimolekuláris fragmentáció F11 (M +. )* F21 F31

Alkalmazás Kapcsolt technika: GC-MS Kriminalisztika Környezeti minták Gyógyszer metabolizmus

Kémiai ionizáció (CI)

Electrospray Ionizáció (ESI) N 2 (szárítás) N 2 (porlasztás) minta (oldat) HV + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + [M+n*Kat] n+ Kat=H +, Na +

Electrospray Ionizáció (ESI) Ionelpárolgási modell Ionvisszamaradási modell

Desorption electrospray Ionizáció (ESI) α: a beesési szög (a porlasztás iránya és a felület által bezárt szög) 0-90 o β: a gyűjtési szög 5-10 o a kapilláris hegye és a felület közötti távolság 1-10 mm a bemeneti kapilláris és a felület közötti távolság 0-2 mm

Ionforrás (Source) API-ESI (Atmospheric Pressure Interface-ElectroSpray Ionization)

Atmoszférikus kémiai ionizáció (APCI) Mintabevitel Porlasztógáz APCI ionizáció Szárítógáz Korona kisülés Kapilláris

Atmoszférikus fotoionizáció (APPI) Direct APPI M + hν M + + e - analit fotoionizációja M + + S MH + + S[-H] protikus oldószernél hidrogén atom kicserélődése Porlasztógáz (N 2 ) Mintaoldat Dopant APPI Szárítógáz (N 2 ) D + hν D + + e - dopant fotoionizációja D + + M MH + + D[-H + ] minta ionizációja protonálódással

MALDI - Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization

Ion-source MALDI-TOF MS instrument Flight tube (field-free) free) + + - - + + + Laser Time m/z

UV-MALDI mátrixok OH O OH HO COOH OH 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) Dithranol CH CH(CN)COOH HO α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CCA) CH 3 O CH CHCOOH HO OCH 3 3,5-Dimethoxy-4-hydroxy cinnamic acid (SA) N H C C COOH H Trans-3-indoleacrylic acid (IAA)

PEG-MALDISZAURUSZ

MALDI vs ESI a.i. 1600 BIFLEX III MALDI-TOF MS [M+H] + a.i. 1600 [M+16H] 16+ [M+15H] 15+ BiOTOF II ESI-TOF MS 1400 1400 1200 1200 [M+14H] 14+ 1000 1000 [M+17H] 17+ 800 800 [M+13H] 13+ 600 400 [M+2H] 2+ 600 400 [M+18H] 18+ [M+12H] 12+ 200 200 [M+11H] 11+ 0 4000 6000 8000 10000 12000 m/z 0 700 800 900 1000 1100 m/z

DART (Direct Analysis in Real Time) Tűelektród Elektromos kisűlések Ionok eltávolítása Elektród 1 Fűtés Szigetelő sapka Kilépő nyílás Gáz bevezetése Földelés Ionmentes tér, gerjesztett gázmolekulák Elektród 2 Nyílt mintatér Tömegspektrométer bemenete Az ionizációt gerjesztett állapotú részecskék váltják ki, amelyek a vizsgált anyag molekuláival ütközve a következő reakciót eredményezik: G* + M M +. + e - + G Az ionizációnak ezt a fajtáját Penning ionizációnak nevezik Frans Michel Penning holland fizikus után, aki a jelenséget 1927-ben írta le.

DART

Ionforrások 100000 10000 Electrospray Ionization MALDI 1000 100 APPI APCI DART 10 Nonpolar Polarity Very polar