Hmotnostn í spektrometrieMass spectrometry - MS

Příprava předmětu byla podpořenaprojektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

Hmotnostn í spektrometrieMass spectrometry - MS

hmotnostní spektroskopie versus hmotnostní spektrometrie

Historické vysvětlení:vývoj MS instrumentace - Thomson, MS spektroskop;později Dempster, fotografická deska – MS spektrograf

spektroskopické metody pracují s elektromagnetickým zářením

Hmotnostn í spektrometrieVýběr monografií

(včetně kombinace separačních technik s hmotnostní spektrometrií)

�Interpretation of Mass Spectra- F.McLafferty, F.Tureček; University Science Books,

1983; ISBN: 0-935702-25-3.

�A Beginner‘s Guide to Mass Spectral Interpretation- T.A.Lee; Wiley, 1998;

ISBN: 0-471-97629-6.

�Introduction to Mass Spectrometry- J.T.Watson, O.D.Sparkman; Wiley, 2007;

ISBN: 9780470516348.

�Mass spectrometry, A Textbook- J.H.Gross; Springer, 2004; ISBN: 3-540-40739-1.

�LC/MS-A Practical Users‘s Guide- M.C.McMaster; Wiley-InterScience, 2005,

ISBN: 10-0-471-65531-7.

Hmotnostn í spektrometrie (MS)

Podstatou hmotnostní spektrometrie je vytvo ření iont ů z anorganických

nebo organických látek vhodnou metodou, jejich následná separace

na základě jejich m/z hodnoty (poměr mezi hmotností a nábojem nabité

částice), a nakonec jejich kvalitativní a často i kvantitativní detekce .

� Separace na bázi poměru m/z

� Může poskytovat kvalitativní i kvantitativní informace o vzorku

� Je využitelná jak pro anorganické látky, tak pro látky organické

� Může být provozována samostatně (přímý vstup) nebo v kombinaci

s různými dalšími separačními technikami

Hmotnostní spektrometrie – n ěkteré základní rysy

Schéma hmotnostního spektrometru

Hmotnostní spektrometrie – některé základní pojmy 1

Atomic mass unit (u) – 1/12 the mass of a 12C atom(1 u equals 1.66054029x10-27 kg).

consequently, the mass of a 12C atom is exactly 12 u

Atomová hmotnostní jednotka

Hmotnostní spektrometrie – některé základní pojmy 2

Nominal mass of the molecule – the sum of the integer massesof the most abundant isotopes in a molecule.

N2, C2H4: nominal masses 2 x 14 = 28, 2 x 12 + 4 * 1 = 28, isobaric ions

C2H4: average mass = 28.0532, monoisotopic mass = 28.0313

Nominální hmotnost

Monoizotopická hmotnost

Průměrná hmotnost

Monoisotopic mass/Exact mass of the molecule – similar definition as for nominalmass but instead of the sumof the integer massesexact masses are used.

N2, C2H4: exact masses 2 x 14.0031 = 28.0061, 2 x 12 + 4 x 1.007825 = 28.0313

Average mass of the molecule – includes the weighted average of all the naturallyoccurring isotopes of the constituting elementsof the molecule.

Hmotnostní spektrometrie – některé základní pojmy 3

Mass defect

16O:8 protons + 8 neutrons + 8 electrons=8x1.007276470+8x1.008664904+8x0.00054879903== 16.131919633uhowever, monoisotopic mass of 16O is 15.994915u

Hmotnostní defekt

Hmotnostní spektrometrie – některé základní pojmy 4

Mass spectrum – a classic mass spectrum appears withunits of m/z on the x axis, and the term “relative abundance/intensity”on the y axis. The most intense peak (the base peak) in the mass spectrumis assigned a value of 100, and all of the other peaks are plotted in the massspectrum relative to that value.

..

Molecular ion peak

EI

Introduction to Mass Spectrometry, Watson J, Sparkman D. Wiley, 2007

Klasifikace prvk ů z hlediska izotopového zastoupení

1. Monoizotopické prvky, X

2. Di-izotopické prvky, X+1, X+2

3. Prvky, X-1

4. Poly-izotopické prvky

Izotopová klasifikace a složení n ěkterých typických prvk ů

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Pozor, dva typy normalizace!!!

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Mass Spectrometry, J. Gross, Springer, 2004

Hmotnostní spektrometrie – některé základní pojmy 5

RESOLVING POWER (Mass resolution) and MASS ACCURACY

Single ion method/FWHM method(FWHM - full with at half maximum)

RESOLVING POWER

The mass accuracy is the difference which is observed between

the theoretical mass and the measured mass.

∆m accuracy = mreal – mmeasured

It is often expressed in parts per million (ppm)

ppm = 106 * ∆m accuracy / mreal

i.e.: theoretical mass 1000; measured mass 999.9; error 100 ppm

MASS ACCURACY

Mass Accuracy

∗ Schopnost analyzátoru určit hodnotu m/z ve shodě se

skutečnou hodnotou

Limity vysokého rozlišení:

Příklad

pro C0-100H3-74O0-4N0-4

m/z 118: nejbližší soused 34 ppm

m/z 500: nejbližší soused 5 ppm

m/z 750.4: 626 látek v oblasti 5 ppm

5ppm standard