CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII ZESPÓŁ BADAWCZY Spektrometria mas uniwersalne narzędzie analityczne profesor Ludwik Halicz dr hab. Barbara Wagner dr Anna Konopka dr Agnieszka Krata dr Eliza Kurek dr Anna Ruszczyńska dr Damian Walaszek dr Dariusz Wilk dr Marcin Wojciechowski mgr Wanda Cegiełkowska mgr Jakub Karasiński mgr Luiza Linowska mgr Anna Luciuk mgr Magdalena Michalska-Kacymirow mgr Olga Syta Ewa Bulska
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII Wytwarzanie z obojętnych cząsteczek badanego obiektu jonów naładowanych dodatnio, a następnie na rozdzieleniu ich według wartości stosunku masy do ładunku (m/z) i pomiarze intensywności wiązki jonów. Wynikiem jonizacji, rozdzielenia ze względu na masę oraz detekcji jest widmo mas, które dostarcza informacji o masie atomowej/cząsteczkowej jonu, a także o naturze i strukturze cząsteczki.
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII Jonizacja elektronami (EI) Elektro-rozpraszanie (ES, ESI) Desorpcja laserowa (LD) Jonizacja chemiczna (CI) Bombardowanie szybkimi atomami lub jonami (FAB, FIB) Desorpcja polem (FD) Termo-rozpraszanie (TS) Plazma wzbudzona indukcyjnie (ICP)
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII 7 Li 0,08 23 Na 0,3 24 Mg 0,35 27 Al 0,07 39 K 0,35 40 Ca 0,4 51 V 0,3 56 Fe 0,15 59 Co 0,07 75 As 0,6 80 Se 0,7 114 Cd 0,08 115 In 0,01 121 Sb 0,06 133 Cs 0,03 138 Ba 0,04 208 Pb 0,03 238 U 0,01
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII Analizator mas Umożliwia wydzielenie frakcji średnia masa jonów o jak najmniejszej różnicy mas 2538,0153 Intensywność (%) masa izotopu rozdzielczość Rozdzielczość: 200 czyli, jak dobrze rozdzielane są rozdzielczość 2539,5 wzór związku C H N O 101 145 34 44 masa=2537 jony o bliskich 2500 sobie masach m/z
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII DAMASZEK, SYRIA MUZEUM NARODOWE SARKOFAG OŁOWIANY TYPU TYRYJSKIEGO Ołów
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII GŁÓWNE WARSZTATY PRODUKCJI SARKOFAGÓW OŁOWIANYCH W FENICJI I W PALESTYNIE Skład izotopowy próbki libańskiej odpowiada Akko profilowi izotopowemu Pb ze złóż w Hiszpanii Ashkelon w Górach Betyckich (Cordilleras Béticas)
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII 15 znanych izotopów: 8 C 22 C Izotopy stabilne: 12 C / 13 C Izotopowy podpis δ 13 C próbki = 13 C/ 12 C próbki 13 12 C/ C 13 C/ 12 C ISTD ISTD 10 3
Testosteron / Epitestosteron CH 3 OH CH 3 OH CH 3 CH 3 O O testosteron (Т) epitestosteron (Е) steroid anaboliczno-androgenny, powoduje przyrost masy mięśniowej Nieaktywny steroizomer testosteronu, jego fizjologiczna rola nie jest jeszcze do końca znana Obydwa steroidy są obecne w moczu człowieka w stosunku od 4 do 1...
CH 3 OH I 44 = 12 C 16 O 2 I 45 = 13 C 16 O 2 ; 12 C 16 O 17 O CH 3 O I 46 = 12 C 16 O 18 O; 12 C 17 O 2 ; 13 C 16 O 17 O + 850 C C n H x O y y CO 2 + x/2 H 2 O CH 3 OH CH 3 O
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII - Steroidy syntetyczne wytwarzane są ze steroli roślinnych - 13 C (organizm zwierzęcy) > 13 C (rośliny) - Pomiar zawartości izotopów w CO 2 : 13C/12C - Wyznaczenie wartości δ - Rozróżnienie steroidów endogennych od egzogennych. δ13c ( -22-24) zakres wartości dla steroidów endogennych (biosynteza w organizmie człowieka) (-27-29) zakres wartości dla steroidów egzogennych (syntetycznych).
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII Rozcieńczenie izotopowe (Isotopic Dilution) Dodanie znanej ilości stabilnego izotopu (zwykle o niskiej naturalnej zawartości) do próbki Pomiar stosunku stężenia izotopu o największej zawartości do stężenia izotopu dodanego dokładne stężenie oznaczanego pierwiastka Zalety: poprawa precyzji i dokładności analiz Wady: interferencje izobaryczne mała dostępność stabilnych izotopów dla wielu pierwiastków
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII Ile ptaków Na tej wyspie?
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII + Pobrana próbka n( ) R = ----------- = 3/5 n( ) captured 9 dodano stąd X 15!
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII Nowoczesne metody analitycznych wykorzystujące detektor mas Mniej; Bliżej ICP MS : Spektrometria mas ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (analiza ultra-śladowa) HPLC ICP MS : połączenie z wysokosprawną chromatografią cieczową (badanie specjacji) LA ICP MS : połączenie z mikropróbkowaniem laserowym (rozmieszczenie powierzchniowe)
in-vivo : rozmieszczenie pierwiastka Cd i Pb w Nicotiana tabacum Se w Allium Cepa L. LA ICP MS sample
Wyniki uzyskane metodą LA ICP MS Liść Korzeń Se VI Se IV
PLANTAGO LANCEOLATA Zn Mg
Mapowanie LA ICP MS preparatu TEM Mapa rozmieszczenia cynku w przekroju poprzecznym liścia P. lanceolata utrwalonym w żywicy Epon-Spurr do obserwacji w TEM.?
Sprzężenie GE LA ICP MS LA-ICP-MS 1D-GE
Identyfikacja żelaza w roztworach białkowych techniką GE LA ICP MS Intensywność [Liczba zliczeń/s] 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Czas [s] Intensywność [Liczba zliczeń/s] 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Apotransferyna Bibuła Whatmana Apotransferyna niewzbogacana Apotransferyna + 0,14 g/l Fe(NTA)
Badania warstw elektrodowych 2.5x10 6 [ 208 Pb] [ 23 Na] 5.0x10 5 2.0x10 6 4.0x10 5 Signal intensity, cps 1.5x10 6 1.0x10 6 3.0x10 5 2.0x10 5 5.0x10 5 1.0x10 5 Elektrody jonoselektywne ze stałą membraną 0.0 NaCl/ Pb(NO 3 ) 2 NaCl 0 25 50 75 100 Membrane thickness, % 0.0 400 µm Membrana selektywna dla Pb
Opracowanie i atestacja nowych typów materiałów odniesienia niezbędnych do uzyskania akredytacji europejskiej przez polskie laboratoria zajmujące się analityką przemysłową (środowiskową) http://www.pg.gda.pl/chem/modas/ 26
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII 2 THETA - witamy po raz pierwszy w Ślesinie konferencja: 4 6 listopada 2014 r. Referenčni materiály a mezilaboratorni porovnáváni zkoušek Slowacko Czesko Polska konferencja: 20 24 kwietnia 2015 r Analityka Hutnicza i Przemysłowa 2015
Zespół Analizy Spektralnej Komitet Chemii Analitycznej PAN Zebranie Zespołu AS Ślesin, 26 maja 2014 r.
Danuta Barałkiewicz, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Ewa Bulska, Uniwersytet Warszawski Ryszard Dobrowolski, Uniwersytet im. Marii Curie - Skłodowskiej Beata Godlewska Żyłkiewicz, Uniwersytet w Białymstoku Krzysztof Jankowski, Politechnika Warszawska Zofia Kowalewska, OBR S.A., Płock Ewa Műller, Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice Ewa Szmyd, Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice Małgorzata Iwona Szynkowska, Politechnika Łódzka, Ryszard Świetlik, Politechnika Radomska Barbara Wagner, Uniwersytet Warszawski, Stanisław Walas, Uniwersytet Jagielloński Mariola Zimoń, Firma COSEL, Kędzierzyn Koźle Wiesław Żyrnicki, Politechnika Wrocławska Piotr Pasławski, PIG, Warszawa Henryk Matusiewicz, Politechnika Poznańska