ZASTOSOWANIA SPEKTROMETRII MAS W CHEMII ORGANICZNEJ I BIOCHEMII WYKŁAD II ZASTOSOWANIA SPEKTROMETRII MAS



Podobne dokumenty
PODSTAWY INTERPRETACJI WIDM MASOWYCH. Copyright 2005 Witold Danikiewicz

PODSTAWY INTERPRETACJI WIDM MASOWYCH. Copyright 2003 Witold Danikiewicz

JONY METASTABILNE I FRAGMENTACJA POD WPŁYWEM ENERGII ZDERZEŃ. Copyright 2003 Witold Danikiewicz

Spektrometria mas (1)

JONY METASTABILNE I FRAGMENTACJA POD WPŁYWEM ENERGII ZDERZEŃ

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH PODSTAWY INTERPRETACJI WIDM MASOWYCH

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

dobry punkt wyjściowy do analizy nieznanego związku

ZASTOSOWANIA SPEKTROMETRII MAS W CHEMII ORGANICZNEJ I BIOCHEMII WYKŁAD I PODSTAWY SPEKTROMETRII MAS

ZASTOSOWANIA SPEKTROMETRII MAS W CHEMII ORGANICZNEJ I BIOCHEMII

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego O O

Opis przedmiotu zamówienia

Jonizacja plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP)

IDENTYFIKACJA SUBSTANCJI W CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH PODSTAWY SPEKTROMETRII MAS

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

TECHNIKI SEPARACYJNE ĆWICZENIE. Temat: Problemy identyfikacji lotnych kwasów tłuszczowych przy zastosowaniu układu GC-MS (SCAN, SIM, indeksy retencji)

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

ZASTOSOWANIA TECHNIK SPEKTROMETRII MAS DO IDENTYFIKACJI I USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

Metody chromatograficzne (rozdzielcze) w analizie materiału biologicznego (GC, HPLC)

Proteomika. Spektrometria mas. i jej zastosowanie do badań białek

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

Spektrometria Mas. Możesz skorzystać z gotowego programu sprawdzając powyższe parametry.

ZASTOSOWANIA SPEKTROMETRII MAS W CHEMII ORGANICZNEJ I BIOCHEMII

ANALIZA WIDM MASOWYCH OBSŁUGA PROGRAMU DATA ANALYSIS

Detekcja spektrometrii mas

Krzywe energii potencjalnej dla molekuły dwuatomowej ilustracja przejść dysocjacyjnych IDENTYFIKACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

SPECYFIKACJA TECHNICZNA ZESTAWU DO ANALIZY TERMOGRAWIMETRYCZNEJ TG-FITR-GCMS ZAŁĄCZNIK NR 1 DO ZAPYTANIA OFERTOWEGO

Copyright 2003 Witold Danikiewicz ELECTROSPRAY IONIZATION (ESI)

dr Małgorzata Czerwicka Zakład Analizy Środowiska Instytut Ochrony Środowiska i Zdrowia Człowieka Wydział Chemii UG

MECHANIZMY FRAGMENTACJI ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Copyright 2003 Witold Danikiewicz

Co to jest spektrometria mas?

Proteomika. Spektrometria mas. i jej zastosowanie do badań białek

Proteomika. 1. Definicja proteomiki i techniki stosowane w proteomice

Techniki immunochemiczne. opierają się na specyficznych oddziaływaniach między antygenami a przeciwciałami

Próżnia w badaniach materiałów

Chemia kryminalistyczna

SPEKTROMETRIA IRMS. (Isotope Ratio Mass Spectrometry) Pomiar stosunków izotopowych (R) pierwiastków lekkich (H, C, O, N, S)

ANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II. OznaczanieBTEX i n-alkanów w wodzie zanieczyszczonej benzyną metodą GC/FID oraz GC/MS 1

Identyfikacja węglowodorów aromatycznych techniką GC-MS

Zastosowanie spektroskopii masowej w odlewnictwie

ET AAS 1 - pierwiastkowa, GW ppb. ICP OES n - pierwiastkowa, GW ppm n - pierwiastkowa, GW <ppb

Zadanie 3. Analiza jakościowa auksyn metodą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). WPROWADZENIE

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych

Kreacja aromatów. Techniki przygotowania próbek. Identyfikacja składników. Wybór składników. Kreacja aromatu

IDENTYFIKACJA JAKOŚCIOWA NIEZNANEGO ZWIĄZKU ORGANICZNEGO

Test diagnostyczny. Dorota Lewandowska, Lidia Wasyłyszyn, Anna Warchoł. Część A (0 5) Standard I

1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru

Materiał obowiązujący do ćwiczeń z analizy instrumentalnej II rok OAM

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA CHEMICZNE

OZNACZENIE JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE w HPLC

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

ANALIZA INSTRUMENTALNA MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO ANALIZA INSTRUMENTALNA MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO

METODY PRZYGOTOWANIA PRÓBEK DO POMIARU STOSUNKÓW IZOTOPOWYCH PIERWIASTKÓW LEKKICH. Spektrometry IRMS akceptują tylko próbki w postaci gazowej!

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

Podstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych / Zygfryd Witkiewicz, Joanna Kałużna-Czaplińska. wyd. 6-1 w PWN. Warszawa, cop.

Masowo-spektrometryczne badania reakcji jonowo-molekularnych w mieszaninach amoniaku i argonu

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018. Eliminacje szkolne

Schemat ideowy spektrometru mas z podwójnym ogniskowaniem przedstawiono na rys. 1. Pierwsze ogniskowanie według energii jonów odbywa się w sektorze

Szczegółowy opis treści programowych obowiązujących na etapie szkolnym konkursu przedmiotowego z chemii 2018/2019

Anna Grych Test z budowy atomu i wiązań chemicznych

Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Techniki immunochemiczne. opierają się na specyficznych oddziaływaniach między antygenami a przeciwciałami

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

Mechanizm działania buforów *

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

TECHNIKA SPEKTROMETRII MAS ROZCIEŃCZENIA IZOTOPOWEGO (IDMS)-

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

Flawedo pokroić w paski o szerokości < 2 mm a następnie paski pokroić w drobną kostkę.

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

b) Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu.

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2014/2015

imię i nazwisko, nazwa szkoły, miejscowość Zadania I etapu Konkursu Chemicznego Trzech Wydziałów PŁ V edycja

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 6 marca 2015 r. zawody III stopnia (wojewódzkie)

Politechnika Śląska Wydział Chemiczny Katedra Technologii Chemicznej Organicznej i Petrochemii INSTRUKCJA. Metody analizy związków chemicznych:

ZAPLECZE LABORATORYJNO-TECHNICZNE Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej UMCS

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

WARSZTATY olimpijskie. Co już było: Atomy i elektrony Cząsteczki i wiązania Stechiometria Gazy, termochemia Równowaga chemiczna Kinetyka

Zadanie 1. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach: KBr i HBr.

Metody desorpcyjne: DESIi DART. Analizator masy typu Orbitrap. Spektrometry typu TOF-TOF. Witold Danikiewicz. Copyright 2012

ARKUSZ 1 POWTÓRZENIE DO EGZAMINU Z CHEMII

Za poprawną metodę Za poprawne obliczenia wraz z podaniem zmiany ph

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Podstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych / Zygfryd Witkiewicz, Joanna Kałużna-Czaplińska. wyd. 5, 4 dodr. Warszawa, 2015.

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Piotr Kosztołowicz. Powtórka przed maturą. Chemia. Zadania. Zakres rozszerzony

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

V KONKURS CHEMICZNY 23.X. 2007r. DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW WOJEWÓDZTWA ŚWIĘTOKRZYSKIEGO Etap I czas trwania: 90 min Nazwa szkoły

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

Chemia Grudzień Styczeń

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

Transkrypt:

ZASTSWANIA SPEKTRMETRII MAS W CHEMII RGANICZNEJ I BICHEMII WYKŁAD II ZASTSWANIA SPEKTRMETRII MAS Prof. dr hab. Witold Danikiewicz Instytut Chemii rganicznej PAN Warszawa

PYTANIA, NA KTÓRE MŻE DPWIEDZIEĆ SPEKTRMETRIA MAS 1. Jaka jest masa cząsteczkowa związku? Metody: widmo EI 70 ev i np. 12 ev lub łagodne metody jonizacji (FAB, LSIMS, CI, ESI, MALDI) w celu otrzymania jonu molekularnego. 2. Jaki jest skład elementarny związku (wzór sumaryczny)? Metody: dokładny pomiar masy jonu molekularnego i komputerowe dopasowanie możliwych składów elementarnych, badanie profilu izotopowego. 3. Jaka jest budowa cząsteczki związku (wzór strukturalny)? Metody: analiza fragmentacji w standardowym widmie EI, badanie ścieżek fragmentacji poprzez rejestrowanie jonów metastabilnych i jonów powstających w wyniku aktywacji zderzeniowej, dokładne pomiary masy jonów fragmentacyjnych, wymiana izotopowa, otrzymywanie i badanie pochodnych. Identyfikacja związków znanych przez porównanie widma eksperymentalnego z widmami z komputerowej biblioteki widm. 4. Czy związek jest czysty? Metody: zachowanie próbki podczas parowania w źródle jonów, stwierdzenie obecności więcej niż jednego jonu molekularnego lub braku zgodności widm (+) i (-). 5. Jaki jest skład mieszaniny związków? Metody: chromatografia gazowa lub cieczowa sprzężona ze spektrometrią mas (GC/MS, LC/MS) analiza jakościowa i ilościowa.

1. Jaka jest masa cząsteczkowa związku? Metody: widmo EI 70 ev i np. 12 ev lub łagodne metody jonizacji (FAB, LSIMS, CI, ESI, MALDI) w celu otrzymania jonu molekularnego.

WIDM EI KWASU CTWEG Jony fragmentacyjne 100 43 45 Intensywność względna 50 15 C H 3 C M = 60 H Jon molekularny 60 0 29 18 31 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 m/z

Widmo ESI związku o małej cząsteczce (MeH, jony dodatnie) 100 Spec #1[BP = 817.4, 2132] 2M + Na + 817.3 2132 90 Ph 80 N Ph % Intensity 70 60 50 M + H + M + Na + 420.2 398.2 H M = 397 818.4 40 30 M + K + 436.2 20 10 616.3 623.7 819.4 0 0 300 420 540 660 780 900 Mass (m/z)

Widma ESI w trybie jonów dodatnich i ujemnych pochodnej binaftylu o masie 344 u, zawierającej grupy H i CH % Intensity 100 90 80 70 60 50 40 30 20 F? 149.0 201.0? 225.2 F 279.1? F? 301.1 239.2 367.1 205.1 Spec #1[BP = 201.0, 724] F 155.1 711.2 10 241.2 391.3 485.8 579.3 712.2 0 100 240 380 520 660 0 800 Mass (m/z) ESI (+) [2M + Na + ] + 724 100 90 80 70 60 343.1 CH (H) (H) m n Spec #1[BP = 343.1, 2675] [M H + ] ESI (-) 2675 % Intensity 50 40 30 20 344.1 10 187.0 345.1 0 100 240 380 520 660 0 800 Mass (m/z)

REGUŁA AZTWA Parzysta liczba atomów azotu = = parzysta masa cząsteczkowa (nominalna) Nieparzysta liczba atomów azotu = = nieparzysta masa cząsteczkowa (nominalna) W spektrometrii mas dotyczy jonów nieparzystoelektronowych. Dla jonów parzystoelektronowych jest na odwrót. Jony parzystoelektronowe: M + H +, M H +, M + Na +, M + Cl itp. powstają w wyniku jonizacji ESI, APCI, MALDI Jony nieparzystoelektronowe: M + powstają w wyniku jonizacji EI

LICZBA MIEJSC NIENASYCENIA Dla cząsteczki o wzorze C x H y N z n liczba miejsc nienasycenia N wynosi: N = x z 1 y + 1 + 2 2 gólniej: typ x: C,Si typ y: typ z: 1 H, F, Cl, Br, I N, P typ n:, S Dla cząsteczek obojętnych i kationo- lub anionorodników liczba miejsc nienasycenia musi być całkowita i dodatnia lub równa 0. Dla jonów parzystoelektronowych ułamkowa i nie mniejsza niż 0.5.

Warunki, które musi spełnić jon molekularny w widmie EI (konieczne, ale nie wystarczające) 1. Musi być jonem o najwyższej masie w danym widmie (z uwzględnieniem jonów izotopowych). 2. Musi być jonem nieparzystoelektronowym, czyli odpowiadający mu wzór sumaryczny musi spełniać regułę azotową. 3. Masy najbliższych mu jonów fragmentacyjnych (czyli fragmentów o najwyższych masach) muszą dać się wyjaśnić utratą fragmentów obojętnych (cząsteczek lub rodników) o logicznych masach.

Warunki, które musi spełnić jon pseudomolekularny w widmie LSIMS, ESI lub APCI 1. Musi być jonem parzystoelektronowym, a odpowiadający mu wzór sumaryczny musi spełniać regułę azotową po odjęciu lub dodaniu jonu odpowiedzialnego za jonizację (najczęściej H +, Na +, Cl - itp.). 2. Jego masa musi umożliwić wyjaśnienie obecności ewentualnych klasterów typu (nm+ Kat) +, (nm Kat) lub (nm+ A), a także klasterów z matrycą (w LSIMS) lub rozpuszczalnikiem (w ESI). 3. Jego masa musi być zgodna z masami obserwowanych jonów naładowanych wielokrotnie (w ESI, czasem także w LSIMS). 4. W większości przypadków zakwaszenie próbki powinno spowodować wzrost intensywności jonu M + H +, a dodanie soli sodowej jonu M + Na +. 5. W przypadku próbek o charakterze amfoterycznym (np. peptydy) dodatni jon pseudomolekularny powinien mieć masę o dwie jednostki większą niż ujemny jon pseudomolekularny (dotyczy jonów M + H + i M H + ).

100 90 Widmo ESI peptydu o masie 3377 u [M+4H + ] 4+ 846.17 Spec /1:14[BP = 846.1, 396] 846.17 845.92 846.33 M 0,25 n = 4 396.2 80 846.68 70 845.67 846.93 60 % Intensity 50 40 30 20 [M+5H + ] 5+ 676.95 100 90 80 [M+3H + ] 3+ M 3380.64 3379.63 1127.88 3381.68 Spec /1:14=>DECNV[BP = 3380.5, 571] 571.1 10 70 3382.58 0 60 500 740 980 1220 1460 1700 Mass (m/z) 3383.58 100 50 3378.64 % Intensity 40 3384.48 3379.63 3380.64 90 3381.68 80 Spec /1:14=>DECNV[BP = 3380.5, 571] 571.1 30 70 60 3393.58 3382.58 20 % Intensity 50 40 3378.64 3383.58 3384.48 10 30 20 3393.58 10 0 3367.0 3376.6 3386.2 3395.8 3405.4 3415.0 0 3367.0 3376.6 3386.2 3395.8 3405.4 3415.0 Mass (m/z) Mass (m/z)

WIDM ESI PEPTYDU MASIE 16952 Da 16952.20 Widmo po dekonwolucji m 2 m 1 m 1 = (M + n)/n m 2 = (M + n + 1)/(n + 1) n = (m 2 1)/(m 1 m 2 ) M = ( m 2 1)( m1 1) m 1 m 2

Widmo ESI(+) dimeru albuminy wołowej

Widmo ESI(-) syntetycznego oligonukleotydu

Widmo ESI kompleksu w MeH roztwór świeżo przygotowany 100 90 80 70 [L + H ] 309.2 + + [2L+Co 2+ ] 2+ Spec #1[BP = 309.2, 8991] 337.7 L + CoCl wmeh [L+Co 2+ +Cl - ] + 2 8991 % Intensity 60 50 40 [L+Co 2+ +MeH] 2+ 30 199.6 402.1 [3L+Co 2+ ] 2+ 491.8 [2L+Co 2+ +Cl - ] + 710.3 20 10 0 183.5 404.1 232.6 645.9 839.2 249.6 617.4 768.3 842.2 0 100 280 460 640 820 1000 Mass (m/z) 712.3 [2L+2Co 2+ +3Cl - ] +

Widmo ESI kompleksu w MeH roztwór po 1 godzinie [L + 2H + ] 2+ Spec #1[BP = 155.1, 4153] 100 90 155.1 L + CoCl 2 wmeh 4153 80 [L + H + ] + 309.2 70 60 % Intensity 50 40 30 20 182.0 10 210.0 294.2 331.2 0 0 100 280 460 640 820 1000 Mass (m/z)

WIDM ESI KMPLEKSÓW 18-C-6 Z KATINAMI LITWCÓW 349.2 M + Rb + M + Cs + 397.2 M = 264 351.2 18-C-6 + NaCl + RbCl + CsCl (1:1:1:1) w MeH H 2 (7:3) (bez K +!) M + Na + M + K + 303.1 287.1 282.1 2M + Cs + 661.5 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 m/z, amu

2. Jaki jest skład elementarny związku (wzór sumaryczny)? Metody: dokładny pomiar masy jonu molekularnego lub peudomolekularnego i komputerowe dopasowanie możliwych składów elementarnych, badanie profilu izotopowego.

H, 2 DKŁADNE MASY ATMWE I SKŁADY IZTPWE NAJLŻEJSZYCH PIERWIASTKÓW 1.00782504, 99.985 2.01410179, 0.015 He, 2 3.01602930, 0.00013 4.00260325, 99.99987 Li, 2 6.01512320, 7.52 7.01600450, 92.48 Be, 1 9.01218250, 100.0 B, 2 10.01293800, 18.98 11.00930530, 81.02 C, 2 12.00000000, 98.892 13.00335484, 1.108 N, 2 14.00307401, 99.635 15.00010898, 0.365, 3 15.99491464, 99.759 16.99913060, 0.037 17.99915939, 0.204 F, 1 18.99840325, 100.0 Ne, 3 19.99243910, 90.92 20.99384530, 0.257 21.99138370, 8.82 Na, 1 22.98976970, 100.0 Mg, 3 23.98504500, 78.60 24.98583920, 10.11 25.98259540, 11.29 Al, 1 26.98154130, 100.0 Si, 3 27.97692840, 92.18 28.97649640, 4.71 29.97377170, 3.12 P, 1 30.97376340, 100.0 S, 4 31.97207180, 95.018 32.97145910, 0.750 33.96786774, 4.215 35.96707900, 0.107 Cl, 2 34.96885273, 75.4 36.96590262, 24.6

Wpływ dokładności pomiaru masy na liczbę możliwych wzorów sumarycznych Elements: C12:20 H1:30 N14:4 16:6 S32:l Tolerance window: 2 mmu (ok. 8 ppm) Mass Deviation Formula (u) (mmu) 260.08306.0 C:10 H:16 N:2 :4 S:l -.7 C:16 H:10 N:3 :l S:0.7 C:18 H:12 N:0 :2 S:0 Elements: C12:20 H1:30 N14:4 16:6 S32:l Tolerance window: 5 mmu (ok. 19 ppm) Mass Deviation Formula (u) (mmu) 260.08306-4.0 C:5 H:16 N:4 :6 S:l.0 C:10 H:16 N:2 :4 S:l -3.4 C:13 H:12 N:2 :4 S:0 2.7 C:13 H:14 N:3 :1 S:l 4.0 C:15 H:16 N:0 :2 S:l -.7 C:16 H:10 N:3 :1 S:0.7 C:18 H:12 N:0 :2 S:0

Wpływ wyboru pierwiastków na liczbę możliwych wzorów sumarycznych Elements: C12:12 H1:30 N14:4 16:4 S32:l Tolerance window: 5 mmu Mass Deviation Formula (u) (mmu) 260.08306.0 C:10 H:16 N:2 :4 S:l Elements: C12:16 H1:30 N14:4 16:4 S32:l Tolerance window: 5 mmu Mass Deviation Formula (u) (mmu) 260.08306.0 C:10 H:16 N:2 :4 S:l -3.4 C:13 H:12 N:2 :4 S:0 2.7 C:13 H:14 N:3 :1 S:l 4.0 C:15 H:16 N:0 :2 S:l -.7 C:16 H:10 N:3 :1 S:0 Elements: C12:16 H1:30 N14:4 16:4 Tolerance window: 5 mmu Mass Deviation Formula (u) (mmu) 260.08306-3.4 C:13 H:12 N:2 :4 -.7 C:16 H:10 N:3 :1 Elements: C12:20 H1:20 16:2 S32:l Tolerance window: 5 mmu Mass Deviation Formula (u) (mmu) 260.08306 4.0 C:15 H:16 :2 S:l.7 C:18 H:12 :2 S:0

Porównanie profilu izotopowego zmierzonego i obliczonego 100 90 80 782.2 Widmo zmierzone Intensity (%age) 70 60 50 40 30 20 10 776.2 777.1 778.2 779.2 780.1 781.2 783.1 784 785.1 0 776 778 780 782 784 786 788 790 792 Low Resolution M/z Intensity (%age) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 776.17602 778.17517 779.1754 781.17543 782.17345 784.17414 Widmo obliczone dla składu: C 35 H 38 F 6 N 2 5 Ru 786.18044 787.18277 789.19169 0 776 778 780 782 784 786 788 790 792 Mass

4. Czy związek jest czysty? Metody: zachowanie próbki podczas parowania w źródle jonów (w EI), stwierdzenie obecności więcej niż jednego jonu molekularnego, stwierdzenie wzajemnej niezgodności widm jonów dodatnich i ujemnych.

Badanie zachowania próbki podczas parowania w źródle jonów EI 278 35-300 255 255 270 270 278 295 295

3. Jaka jest budowa cząsteczki związku (wzór strukturalny)? Metody: analiza fragmentacji w standardowym widmie EI, badanie ścieżek fragmentacji poprzez rejestrowanie jonów metastabilnych i jonów powstających w wyniku aktywacji zderzeniowej (CID), dokładne pomiary masy jonów fragmentacyjnych, wymiana izotopowa, otrzymywanie i badanie pochodnych, identyfikacja związków znanych przez porównanie widma eksperymentalnego z widmami z komputerowej biblioteki widm.

SPEKTRMETR MAS TYPU API 365

KLASYFIKACJA PDSTAWWYCH TYPÓW FRAGMENTACJI PRTNWANEG ŁAŃCUCHA PEPTYDWEG H 2 N CH C R x n y n +2H NH z n CH R C (...) NH CH R x 1 C y 1 +2H NH CH 1 2 n n+1 z 1 R C H + H + +2H +2H a 1 b 1 c 1 a n b n c n

Ustalanie sekwencji peptydu na podstawie widma ESI-CID-MS Μ = 129,03 Glu Spektrometr: Finnigan MAT LCQ J.R. Yates III, J. Mass Spectrom., 33, 1 (1998)

Problemy związane z techniką GC/MS Problemy aparaturowe Chromatograf gazowy Spektrometr mas Próbka w formie pary rozcieńczonej dużą ilością gazu EI: praca w wysokiej próżni CI: konieczność użycia gazu jonizującego ESI: wprowadzanie próbki w roztworze APCI: wprowadzanie próbki w roztworze rozpuszczalnika odpowiedniego do CI Problemy do rozwiązania: pozbycie się dużej ilości gazu nośnego szybkie skanowanie graniczenia dotyczące próbki Lotność (ew. po derywatyzacji) dporność na wysoką temperaturę

Budowa zestawu chromatograf gazowy spektrometr mas (GC/MS) strzykawka z próbką komora termostatowana kolumna kapilarna źródło jonów linie transmisji danych hel Chromatograf gazowy Spektrometr mas Komputer

SPEKTRMETR MAS Z ANALIZATREM KWADRUPLWYM Źródło jonów EI Analizator kwadrupolowy Detektor do pompy do pompy sygnał do wzmacniacza

Pomiar GC/MS mieszaniny wzorcowej Abundance 3500000 3000000 5.28 6.43 TIC: EVALDEM.D 7.74 9.78 2500000 2000000 1500000 1000000 500000 Time--> 0 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 Abundance 600000 Average of 7.713 to 7.753 min.: EVALDEM.D (-) 188 550000 500000 450000 400000 350000 300000 250000 152 200000 150000 100000 76 m/z--> 50000 0 27 63 94 126 51 39 86 102 113 136 162 177 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190

Identyfikacja związku z wykorzystaniem biblioteki widm masowych Abundance 9000 Average of 7.713 to 7.753 min.: EVALDEM.D (-) 188 Widmo zmierzone 8000 7000 6000 5000 4000 3000 152 2000 1000 0 m/z--> Abundance 76 63 51 94 126 27 39 86 102 113 136 162 177 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190 Widmo biblioteczne 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 #72704: 3-Chlorobiphenyl $$ 1,1'-Biphenyl, 3-chloro- (CAS) 188 152 76 Cl 2000 1000 0 m/z--> 63 51 39 94 126 86 102 113 136 162 173 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190

Chromatogram gazowy mieszaniny nitrotoluenów N2 9.38 10.43 HN 3 H 2 S 4 + + N 2 N 2 10.04 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00

Chromatogram GC/MS olejku cytrynowego. Składniki zidentyfikowano na podstawie biblioteki widm Wiley a α-pinen (96 %) 2.33 β-pinen (97 %) 3.17 sabinen (97 %) mircen 3.33 (96 %) 3.96 4.78 limonen (99 %) γ-terpinen (97 %) 5.82 linalool (97 %) 11.57 octan linalylu (91 %) 11.72 12.12 α-bergamoten (98 %) 12.30 β-kariofilen (99 %) 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00 p-cymen (97 %) α-terpinolen 11.57 6.40 (98 %) 12.12 6.66 β-bisabolen (95 %) Z-cytral (97 %) 13.52 α-terpineol (91 %) 13.69 13.52 14.07 geranial (96 %) 14.19 14.19 octan geranylu (91 %) 14.45 14.45 14.50 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 min.

Zastosowania techniki GC/MS Analiza składu mieszanin poreakcyjnych Analiza produktów naturalnych (np. olejki zapachowe) Badania reakcji chemicznych w fazie gazowej Identyfikacja zanieczyszczeń w lekach, kosmetykach, artykułach spożywczych itp. Analizy medyczne (np. profil kwasowy) Analizy antydopingowe Analizy kryminalistyczne (np. identyfikacja producentów narkotyków) Analizy zanieczyszczeń środowiska

Problemy związane z techniką LC/MS Problemy aparaturowe Chromatograf cieczowy Spektrometr mas Próbka w formie rozcieńczonego roztworu, często z zawartością bufora Problemy do rozwiązania: EI: praca w wysokiej próżni CI: konieczność użycia gazu jonizującego ESI: wprowadzanie próbki w roztworze APCI: wprowadzanie próbki w roztworze rozpuszczalnika odpowiedniego do CI konieczność odparowania dużej ilości rozpuszczalnika problem substancji buforujących szybkie skanowanie graniczenia dotyczące próbki Niska lotność Rozpuszczalność w wybranym rozpuszczalniku (eluencie) Trwałość w warunkach HPLC

ANALIZA ZANIECZYSZCZEŃ DIGKSYNY TECHNIKĄ LC/MS H H H H H H ICh PAN WARSZAWA

ANALIZA DIGKSYNY Molecular Weight = 780.9588 Exact Mass = 780.4296 Molecular Formula = C 41 H 64 14 H Widmo ESI(-) digoksyny w układzie MeH-CHCl 3. Jon pseudomolekularny [M + Cl] - ulega fragmentacji tracąc kolejne reszty cukrowe i zachowując jon Cl -. H -Q1: 14.074 to 15.247 min from CH3ClDigoxin.wiff Max. 2.6e6 cps. 2.6e6 815.6 H H H H 389.2 + 1 + 35 = 425.2 519.3 + 1 + 35 = 555.3 649.4 + 1 + 35 = 685.4 2.4e6 2.2e6 2.0e6 1.8e6 1.6e6 1.4e6 555.2 685.6 817.6 780.4 + 35 = 815.4 1.2e6 1.0e6 425.2 687.6 8.0e5 557.6 6.0e5 4.0e5 427.5 ICh PAN WARSZAWA 2.0e5 649.8 211.3 407.7 667.7 797.8 295.6 389.6 779.9 519.6 537.7 0.0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 m/z, amu

ANALIZA DIGKSYNY Chromatogram całkowitego prądu jonowego Intensity, cps TIC of -Q1: from CH3ClDigoxin.wiff 3.1e8 3.0e8 2.8e8 2.6e8 2.4e8 2.2e8 2.0e8 1.8e8 1.6e8 1.4e8 1.2e8 1.0e8 8.0e7 6.0e7 4.0e7 2.0e7 0.08 6.99 7.99 47.40 48.40 48.67 49.59 46.68 50.01 50.43 45.99 50.65 14.58 45.69 51.02 14.73 14.33 44.38 14.02 15.15 25.30 25.75 26.04 15.40 26.37 15.85 13.67 17.09 13.35 24.93 31.70 32.74 38.80 41.62 43.70 45.07 Max. 3.1e8 cps. 51.44 52.73 57.85 0.0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Time, min XIC of -Q1: 856.0 to 860.0 amu from CH3ClDigoxin.wiff, Added <XIC of -Q1: 815.0 to 819.0 amu fro... Max. 8.4e7 cps. Chromatogram prądu jonowego wybranych jonów (jony [M+Cl] - digoksyny i acetylodigoksyny) ICh PAN WARSZAWA Intensity, cps 8.4e7 8.0e7 7.5e7 7.0e7 6.5e7 6.0e7 5.5e7 5.0e7 4.5e7 4.0e7 3.5e7 3.0e7 2.5e7 2.0e7 1.5e7 1.0e7 5.0e6 0.0 14.09 14.63 14.41 14.83 15.15 25.30 24.93 13.74 22.00 25.63 26.09 13.42 26.42 21.60 16.87 27.76 7.77 8.61 5.26 29.84 2.60 38.02 38.82 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Time, min

Widma masowe ESI(-) digoksyny (M = 780,4) i jej pochodnej acetylowej -Q1: 14.074 to 15.180 min from CH3ClDigoxin.wiff 816.0 2.7e6 2.6e6 2.4e6 2.2e6 2.0e6 1.8e6 Digoksyna 685.6 Max. 2.7e6 cps. [M + Cl] - 1.6e6 Molecular Weight = 780.9588 Exact Mass = 780.4296 Molecular Formula = C 41 H 64 14 H H H H 389.2 + 1 + 35 = 425.2 519.3 + 1 + 35 = 555.3 649.4 + 1 + 35 = 685.4 780.4 + 35 = 815.4 H H 1.4e6 1.2e6 1.0e6 8.0e5 6.0e5 4.0e5 2.0e5 211.3 425.2 555.2 0.0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z, amu -Q1: 25.098 to 26.137 min from CH3ClDigoxin.wiff 1.5e6 1.4e6 1.3e6 1.2e6 1.1e6 1.0e6 9.0e5 8.0e5 7.0e5 6.0e5 Pochodna acetylowa digoksyny 688.7 407.7 537.7 649.8 667.7 779.9 797.8 425.3 555.5 557.6 685.6 819.0 [MAc + Cl] - M = 42 857.8 Max. 1.5e6 cps. 5.0e5 4.0e5 3.0e5 861.0 816.0 ICh PAN WARSZAWA 2.0e5 1.0e5 0.0 688.6 537.7 667.6 727.8 519.6 597.5 775.9 311.5 389.7428.4 839.8 899.8 295.5 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z, amu

Widma masowe ESI(-) digoksyny (M = 780,4) i jej pochodnej acetylowej -Q1: 14.074 to 15.180 min from CH3ClDigoxin.wiff 815.6 2.7e6 2.6e6 2.4e6 2.2e6 2.0e6 1.8e6 Digoksyna 685.6 Max. 2.7e6 cps. [M + Cl] - 1.6e6 Molecular Weight = 780.9588 Exact Mass = 780.4296 Molecular Formula = C 41 H 64 14 H Ac H H 519.3 + 1 + 35 = 555.3 649.4 + 1 + 35 = 685.4 H H 389.2 + 1 + 35 = 425.2 780.4 + 42 + 35 = 857.4 1.4e6 1.2e6 1.0e6 8.0e5 6.0e5 4.0e5 2.0e5 211.3 425.2 555.2 0.0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z, amu -Q1: 25.098 to 26.137 min from CH3ClDigoxin.wiff 1.5e6 1.4e6 1.3e6 1.2e6 1.1e6 1.0e6 9.0e5 8.0e5 7.0e5 6.0e5 Pochodna acetylowa digoksyny 688.7 407.7 537.7 649.8 667.7 779.9 797.8 425.3 555.5 557.6 685.6 819.0 [MAc + Cl] - M = 42 857.8 Max. 1.5e6 cps. 5.0e5 4.0e5 3.0e5 861.0 816.0 ICh PAN WARSZAWA 2.0e5 1.0e5 0.0 688.6 537.7 667.6 727.8 519.6 597.5 775.9 311.5 389.7428.4 839.8 899.8 295.5 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z, amu

Widma masowe ESI(-) digoksyny (M = 780,4) i jej pochodnej acetylowej -Q1: 14.074 to 15.180 min from CH3ClDigoxin.wiff 816.0 2.7e6 2.6e6 2.4e6 2.2e6 2.0e6 1.8e6 Digoksyna 685.6 Max. 2.7e6 cps. [M + Cl] - 1.6e6 Molecular Weight = 780.9588 Exact Mass = 780.4296 Molecular Formula = C 41 H 64 14 Ac H H H 519.3 + 1 + 35 = 555.3 649.4 + 1 + 35 = 685.4 H H 389.2 + 1 + 35 = 425.2 780.4 + 42 + 35 = 857.4 1.4e6 1.2e6 1.0e6 8.0e5 6.0e5 4.0e5 2.0e5 211.3 425.2 555.2 0.0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z, amu -Q1: 25.098 to 26.137 min from CH3ClDigoxin.wiff 1.5e6 1.4e6 1.3e6 1.2e6 1.1e6 1.0e6 9.0e5 8.0e5 7.0e5 6.0e5 Pochodna acetylowa digoksyny 688.7 407.7 537.7 649.8 667.7 779.9 797.8 425.3 555.5 557.6 685.6 819.0 [MAc + Cl] - M = 42 857.8 Max. 1.5e6 cps. 5.0e5 4.0e5 3.0e5 861.0 816.0 ICh PAN WARSZAWA 2.0e5 1.0e5 0.0 688.6 537.7 667.6 727.8 519.6 597.5 775.9 311.5 389.7428.4 839.8 899.8 295.5 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 m/z, amu

Zastosowania techniki LC/MS Analiza składu mieszanin poreakcyjnych Analiza białek i produktów ich hydrolizy enzymatycznej Identyfikacja zanieczyszczeń w lekach, kosmetykach, artykułach spożywczych itp. Analizy medyczne (np. oznaczanie stężenia leków i ich metabolitów we krwi) Analizy antydopingowe Analizy kryminalistyczne (np. identyfikacja producentów narkotyków) Analizy zanieczyszczeń środowiska