Spectrométrie de masse Flashcards
Quel est le principe général d’un spectromètre de masse?
- L’échantillon est introduit dans le MS par l’interface
● Échantillon liquide ou gazeux - Les substances sont ionisées dans la source
● Sous vide ou à pression atmosphérique - Les ions produits sont séparés selon leur ratio masse sur charge (m/z)
- Les ions sont détectés et quantifiés
- Les données sont analysées par ordinateur
Est-ce que le vide est important pour un MS?
oui
L’intérieur du spectromètre de masse doit être sous vide pour permettre aux ions de se rendre au détecteur sans collision avec des gaz
Quels sont les 2 types de vides? Donnez un exemple d’une pompe par type
-Vide primaire (« Rough Vac »)
● Environ 1-2 Torr
● Pompes rotative à l’huile
● « Scroll pump » sans huile
Vide secondaire (par l’appareil)
● 10-3 à 10-6 Torr
● Pompes turbomoléculaires
● Pompes à diffusion
Est-ce que seulement les ions peuvent être séparés par spectrométrie de masse?
Oui
Qu’est-ce qu’une masse isotopique, mono-isotopique et atomique relative?
-Masse isotopique (masse exacte)
● Masse exacte des atomes
● Exprimée en unité de masse atomique unifiée (uma)
-Masse mono-isotopique
● Atome: masse exacte de l’isotope le plus abondant (ex: C12)
● Molécule: somme des masses mono-isotopiques de tous les atomes
-Masse atomique relative
● Masse du tableau périodique
● = masse isotopique x abondance relative des isotopes
Est-ce que les isotopes naturels ont les mêmes proportions?
Non, au contraire
Qu’est-ce qu’un spectre de masse?
-Spectre de masse
● graphique de l’intensité en fonction du ratio masse/charge
● Représente « l’empreinte » de la molécule (Ion moléculaire + fragments)
○ ion moléculaire = le plus lourd dans notre spectre de masse (molécule
d’intérêt)
○ les autres c’est des fragments (perte de proton)
Qu’est-ce que le pic de base, le pic moléculaire et le patron isotopique?
-Pic de base (« base peak »)
● Pic le plus intense dans le spectre de masse ⇒ toujours normalisé à 100%
● Par convention, l’intensité des autres pics et normalisée par rapport à ce pic
-Pic moléculaire
● Pic correspondant à l’ion moléculaire (M+)
● parfois pic moléculaire = pic de base, mais pas toujours le cas
Patron isotopique
-caractéristique de la distribution naturelle des isotopes
-Exemple Chlore
● 35Cl = 100%
● 37Cl = 32% (de la hauteur du pic le + intense)
Comment faire pour déterminer le nombre de carbone dans un patron isotopique?
-Pour 100 molécules de 12C, on a 1,08 molécules de 13C
-On peut estimer le nombre de carbone d’une molécule à l’aide du patron isotopique du carbone
● Carbone 12 = 1.00
● Carbone 13 = 1.08
-prendre la hauteur du pic M+1 et /1.08 = nombre de C
● à 120 : plus de 13C donc le pic de base est 13C
Comment déterminer la résolution entre deux pics?
-On peut calculer la résolution entre deux pics avec l’équation: R = m / Δm
● m = masse moyenne des deux pics
● Δm = largeur des pics (à 5 ou 50% hauteur, important si on veut comparer)
● plus m est grande, plus Δm est grand
Quel type d’ionisation allons-nous utiliser pour GC et HPLC?
-En GC, l’échantillon est déjà volatilisé (dans l’injecteur du GC)
● Modes d’ionisation:
○ Impact électronique (EI – Electron Impact)
○ Ionisation chimique (CI – Chemical
Ionisation)
-En HPLC, l’échantillon doit être volatilisé avant de pénétrer dans
le MS
● Mode d’ionisation:
○ ESI (Electrospray)
○ APCI (Atmospheric Pressure Chemical
Ionisation)
○ APPI (Atmospheric Pressure
Photo-Ionisation)
MALDI
Mettre en ordre croissant la force de fragmentation des différentes méthodes ionisations.
○ 1.MALDI (moins forte en terme de
fragmentation, + de molécule non fragmentée)
○ 2.ESI
○ 3.APCI/APPI
○ 4.CI (surtout GC-MS)
○ 5.EI (presque tout est fragmenté)
Comment fonctionne le principe de l’impact électronique?
● Les substances passent dans un faisceau dense d’électrons à haute énergie (standardisée à
70 eV)
● Il y a perte d’un électron et augmentation de l’énergie interne (énergie excédentaire)
● L’énergie excédentaire est distribuée de façon uniforme dans la molécule (en énergie
vibrationnelle)
● Certains liens vont se dissocier si l’énergie excédentaire est suffisante (les liens les plus faibles brisent en premier)
Est-ce que l’impact électronique ionise en mode négatif?
Non
Nomme un avantage et inconvénient de l’impact électronique
Désavantages :
-Réarrangements moléculaires possibles (inconvénient: les fragments peuvent se combiner)
Avantages : Patrons de fragmentation très reproductibles (seulement en GC-MS)
Principe de l’ionisation chimique?
-Production d’ions par collision avec des molécules de gaz réactif/gaz ionisé
● La source contient un gaz (pression 0,1 – 1 Torr, petite quantité de gaz)
● Le gaz est « activé » par un faisceau d’électrons énergétiques
● Les analytes entrent en collision avec le gaz réactif et il y a transfert de protons ou
d’électrons
● formation de molécule MH+
Qu’est-ce qui affecte la réaction d’ionisation en ionisation chimique?
● Nature du gaz réactif (méthane, isobutane…)
● La pression du gaz dans la source
Qu’est-ce qu’on utilise pour avoir des fragments ou des molécules ionisés ?Impact électronique vs ionisation chimique
● impact électronique pour avoir fragment (+ rough)
● faire ionisation chimique pour avoir molécule (-rough)
Quel est le mécanisme de l’électrospray?
● *nébulisateur placé de façon orthogonal à l’entrée dans MS (pour éviter entrée des goutte non évaporée)
● La phase mobile contenant les analytes passe dans une aiguille à laquelle un fort potentiel est appliqué (4-5 kV)
● Du gaz est aussi appliqué de façon axiale pour aider à la nébulisation (tailor cone)
● De fines gouttelettes sont formées et possèdent une charge à leur surface
● Les gouttelettes s’évaporent progressivement dans la source chauffée
● Lorsque la répulsion des charges excède la force de tension de surface, les gouttelettes éclatent et les charges sont distribuées aux analytes en fonction de leur affinité protonique
Ionisation positive ou négative en ESI?
Les deux
Dans quelle situation c’est utile d’avoir des ions avec multiple charge par ESI?
-Idéal pour les haut poids moléculaires (multiples charges): protéines et peptides
-ex: spectre de la myoglobine (gros pic à 16 000, mais décorticé entre à plus petit m/z,
même patron mais juste z qui change, possible de faire une dé-convolution et
reconstruction le spectre réel
Pour quelle type de molécules la méthode ESI est faite?
Surtout pour les analytes capables de former des ions en solution donc, molécules polaires ou chargées.