Massenspektrometrie Flashcards
Warum muss Massenspektrometrie im Hochvakuum stattfinden?
Um Kollisionen der Ionen zu vermeiden.
Aus welchen Systemteilen besteht ein Masssenspektrometer?
Es besteht im wesentlichen aus einem Einlasssystem, einer Ionenquelle, einem Analysator und einer Registriereinheit.
Welche Einlasssysteme kennen Sie?
Es gibt direkte und indirekte Einlasssysteme und als dritte Variante die Kopplung mit einem Chromatographen (z.B. GC-MS oder LC-MS).
Warum muss eine Ionisierung der Probenmoleküle stattfinden?
Die Probenmoleküle sind an sich noch nicht fahig zu “strömen”, d.h. es müssen erst Elektronen aus den neutralen Probenmolekülen mit Hilfe einer Ionisierung herausgeschlagen
werden. So entstehen dann positive Ionen die “strömen” können.
Ausserdem erfolgt eine Fragmentierung der Probe, das Fragmentierungsmuster dient der Zuordnung von typschen Verbindungen und Verbindungsklassen.
Welche Ionisierungsquellen kennen Sie und welche verursacht die stärkste Fragmentierung?
Es gibt die Elektronenstoßionisation (EI), die Chemische Ionisation (CI), die Felddesorption und Feldionisation, sowie die Laser-Desorptions-Methoden (direkte Desorption und MALDI) und die Elektrospray-Ionisation (ESI).
Die Elektronenstoßionisation (EI) sorgt für die stärkste Fragmentierung.
Beschreiben Sie das Prinzip der Elektronenstoßionisation (EI).
Der Elektronenstrahl wird durch eine verdampfte Probe geschickt. Wenn ein Probenmolekül mit einem Elektron aus dem Strahl kollidiert wird das Elektron des Probenmoleküls herausgeschlagen und an die Stoßblende abgelenkt.
Das dadurch entstehende positiv geladene Ion gelangt durch die Extraktionsblende zum Analysator. Das Fragmentierungsmuster kann für die Analysierung der Probe verwendet werden.
Was versteht man unter “weicher” Ionisierung?
Die Verwendung von Ionisierungsmethoden mit geringer Fragmentierung nennt man “weiche” Ionisierung.
Wie funktioniert die chemische Ionisation?
Ionisierte Probenmoleküle werden nicht durch direkte Ionisation erzeugt. Sie entstehen durch den Transfer von Protonen (Reaktantgas >> Probe), oder Entzug eines Protons durch das Reaktantgas.
Welche Desorptionsquellen kennen Sie?
Die Felddesorption (FD), die Laser-Desorption (LD) und die Fast Atom Bombardment (FAB).
Was bedeutet FAB, welche Matrix wird meist benutzt?
FAB heisst Fast Atom Bombardment und nutzt meist Glyzerin als Matrix.
Was bedeutet MALDI, erklären Sie das Prinzip?
Bei der sogenannten Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization verdampft die Probe, durch die Aufnahme der Laser-Energie, durch die Matrix und ionisiert.
Welche Spray-Ionisationsmethoden kennen Sie?
Die Elektrospray-Ionisation (ESI) und die Thermospray-Ionisation (TS).
Für welche Applikationen ist die Elektrospray-Ionisation (ESI) besonders gut geeignet?
Sie ist vor allem für große Moleküle (Proteine, Organometallverbindungen oder Polymere) geeignet. Ausserdem eigent sie sich gut fur LC/MC, wobei hier die Zuordnung von Massen problematisch sein kann.
Was versteht man unter Quasimolekulionen - bei welchen Ionisationsmethoden treten sie verstärkt auf?
Quasimolekulionen sind sogennante “Pseudo-Molekulionen”, d.h. die Molmasse des ionisierten Probenmoleküls (z.B. durch Protonenanlagerung) unterscheidet sich von der des Probenmoleküls. Sie entstehen oft durch weiche Ionisierungsmethoden (z.B. Chemische Ionisation).
Nennen Sie die wichtigsten Massenanalysatoren.
Zu den wichtigsten Massenanalysatoren zählen Sektorfeldgeräte, Quadrupolmassenspektrometer und Flugzeitmassenspektrometer.
Erklären Sie das Prinzip der Sektorfeldmassenanalysatoren. Nach welchem physikalischen Prinzip arbeiten sie?
Elektromagnete lenken den von der Ionenquelle kommenden Ionenstrahl um 60° oder 90° ab. Unterschiedliches Masse-Ladungsverhältnis hat unterschiedliche Kurvenradien im Magnetfeld zur Folge (Trägheitsprinzip), auch die Feldstärke hat einen Einfluss. So kann man alles bis auf eine Ionenmasse ausblenden, d.h. es kommt nur ein Typ Ionen zum Detektor.
Wie funktioniert die Ionenfalle (Ion Trap, ITD)?
Ionen werden in einem Quadrupolfeld (Ringelektrode mit zwei Endkappen) “gefangen” gehalten. Durch Erhöhen der Hochfrequenzspannung werden die Ionen nach steigendem
Masse-zu-Ladungs-Verhältnis in Resonanzschwingungen versetzt und senkrecht aus dem Hohlraum gelenkt und vom Detektor registriert. Helium-Gas hilft wegen des geringen Vakuums zur Stabilisierung der Ionen.
