Tartalom
- Gázkromatográfia – tömegspektrometria (GC-MS)
- Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia - tömegspektrometria (HPLC-MS)
- Gyakorlat leírása
- HPLC-MS készülék
- Kapszainoidok kimutatása növényi extraktumból (Minta feladat)
- Standard vegyületek MS spektrumának meghatározása
- Standard hatóanyag oldatok retenciós idejének meghatározása
- Minőségi azonosítás
- Paprika extraktum hatóanyagainak mennyiségi meghatározása
- Beadandó feladatok és vizsgálati eredmények
- Kérdések
- Ajánlott irodalom
- Kapilláris elektroforézis - tömegspektrometria (CE-MS)
Többkomponensű, összetett minták jellemzésére valamilyen elválasztástechnikával – például gázkromatográfiával, folyadékkromatográfiával, kapilláris elektroforézissel – kapcsolt tömegspektrometria módszer alkalmas. Az analízis kétféleképpen történhet. (1) Az elválasztott komponenseket gyűjtjük, majd külön-külön beinjektáljuk az MS-be, azaz ún. off-line módban mérünk. (2) Az elválasztást követően direkt bejuttatjuk az ionforrásba a mintát, azaz on-line módban felvesszük az elválasztott komponensek tömegspektrumát. Mindegyik kapcsolt technikánál össze kell hangolni az elválasztás és a tömeganalízis sebességét ahhoz, hogy a lehető legtöbb információt gyűjtsük a mintáról. A kapcsolt módszereknél az ionintenzitás adatokból rekonstruáljuk a kromatogramot/elektroferogramot amellett, hogy az egyedi a tömegspektrumokból további szerkezeti információ is nyerhető a vizsgált vegyületről. Attól függően, hogy mely ion/ionok intenzitását összegezzük megkülönböztetünk teljes ionáram (TIC/TIE), bázision (BPC/BPE) és extrahált ion kromatogramot vagy elektroferogramot (EIC/EIE).
A gázkromatográfiás elválasztással kombinált tömegspektrometria (GC-MS) (10.1. ábra) alkalmas többkomponensű, összetett minták jellemzésére. A módszer szerepét az érzékenysége, kis mintaigénye, kiterjedt alkalmazási lehetősége biztosítja. A GC-MS technikát ma elterjedten használják a szerves vegyiparban, a földgáz- és kőolajipaban, a gyógyszeriparban, a metabolitkutatásban, a környezetanalitikában, stb.
Az illékony, nem-hőérzékeny, komplex minták mennyiségi és minőségi elemzésére kiválóan alkalmas a gázkromatográfia-tömegspektrometria csatolt technika. Elsősorban két problémát kell megoldani a kapcsolat létrehozásakor: az egyik a feleslegben lévő vivőgáz eltávolítása, hogy az EI ionizációhoz szükséges vákuumot fenn lehessen tartani, a másik pedig a két készülék működési sebességének összehangolása. A ma kapható, korszerű kapilláris GC oszlopokon végezve a gázkromatográfiás elválasztásokat, a két készülék közvetlenül összekapcsolható. Gyakorlatilag a kis átmérőjű (0,25-0,35 mm belső átmérő) oszlopok esetében az optimális áramlási sebesség 1-2 ml/perc, amit az MS vákuumrendszere már kezelni tud, tehát a kolonna vége közvetlenül beköthető az ionforrásba. A GC-MS technika esetében a gázkromatográffal történik a mintakomponensek elválasztása és a tömegspektrométer a detektor. A tömegspektrométerben az időben elkülönült mintakomponensekből ionos részecskék keletkeznek, amelyek fajlagos tömeg (töltésegységre eső tömeg) szerint csökkentett nyomáson, elektromos, vagy mágneses mezők segítségével elválaszthatók. Az elválasztott ionok intenzitását folyamatosan mérjük, így egy ionáram intenzitás –fajlagos tömeg függvénykapcsolathoz, ún. tömegspektrumhoz jutunk. Ez a tömegspektrum a minőségi információ alapja, olyan egyedi, mint ember esetében az ujjlenyomat.
A gázkromatográfia elméleti háttere a Gázkromatográfia fejezet, Elméleti háttér részében, a tömegspektrometria elméleti háttere a Tömegspektrometria fejezetben található.
A gyakorlaton alkalmazott GC-MS egyes részeinek áttekintése és működésük megbeszélése, a gyakorlat során alkalmazott mérőmódszerek beállítása a helyszínen mellékelt, használati útmutató szerint. Vizeletben ürülő szteroid-metabolitok (szterán vázas vegyületek) minőségi és mennyiségi azonosítása.
Kromatográfiás körülmények és a gyakorlaton alkalmazott készülék adatai: Gázkromatográf-tömegspektorméter: 6890N GC-5895 MS (10.2. ábra)
Oszlop: Hp-1ms (25 m * 0,2 mm * 0,33 µm) Detektor:
lángionizációs (T=150°C) és tömegspektrométer (MS Kvadrupól analizátor
T=150°C, MS EI ionforrás T=230°C, elektron sokszorozó detektor)
Mintabemérő: split-splitless, kézi és automata, T=250°C Hőmérsékleti
program: 100°C (1 perc)→ 25°C /perc → 200°C (1 perc) → 2,1°C /perc →
270°C (0 perc) → 25°C /perc → 320°C (8,67 perc) Vivőgáz: hélium,
áramlási sebesség 1,5 mL/perc Injektált mennyiség: 2 µl (a fecskendő
térfogata 10 µl) Injektálás módja: splitless, automata
Szilárd fázisú extrakcióval, hidrolízissel és származékképzéssel előre elkészített, 5α-androsztán-3β,17β-diol belső standardot tartalmazó, ciklohexán:piridin:hexametildiszilazán 98:1:1 arányú elegyében oldott vizeletszteroid-metabolitokat tartalmazó minta vizsgálata és a komponensek mérése SIM (Selected Ion Monitoring – szelektív ion detektálás) módban, valamint a minta kromatogramjának és a komponensek tömegspektrumának felvétele.
Adott szteroid-metabolit minőségi meghatározása, valamint mennyiségi analízise belső standard módszerrel és kalibrációs görbe segítségével.
A jegyzőkönyv tartalmazza:
gyakorlat időpontját, mérőtársak nevét
gázkromatográf-tömegspektrométer általános felépítését és a gyakorlaton használt készülék részeit (mintabemérő típusa, oszlop jellemzői, detektor típusa és részei, gázok)
kromatográfiás körülményeket
az elvégzett munkafázisok rövid leírását
a felvett kromatogramokat és tömegspektrumokat
a feladatok megoldásait
Gázkromatográfia-tömegspektrometria, GC-MS, injektor, mozgófázis, állófázis, kapilláris oszlop, EI ionizáció, kvadrupól analizátor, elektron sokszorozó detektor, kromatogram, tömegspektrum, fajlagos tömeg, SIM mérés, belső standard módszer, kalibrációs görbe.
Melyek a gázkromatográf-tömegspektrométer főbb részei?
Milyen elven történik a komponensek szétválasztása?
Hogyan működik a tömegspektrométer detektor?
Mi a tömegspektrum és mit tudunk leolvasni róla?
Hogyan jellemezné a kromatogram és a tömegspektrum közti összefüggést?
Mit jelent a belső standard módszer?