ТеорИмба

Рис. 9. Ионизация электрораспылением

Успех получения хорошего ESI-спектра зависит от ряда факторов, таких как подходящий растворитель, правильная подготовка образца и подбор напряжения на капилляре. Так как ионизация протекает из раствора, то в результате молекулярные ионы аналита могут давать с молекулами растворителя различные аддукты, а если в растворитель попадают ионы щелочных металлов или аммония (часто используются для повышения ионизирующей способности), то в результате могут образовываться их адукты с ионами аналита ([M + Na]+ или [M + NH4]+). Если анализируемое вещество имеет в своем составе несколько основных центров, то в масс-спектре появляется серия ионов типа [M + nH]n+, где n – число основных центов. Возможность образования многозарядных ионов позволяет анализировать высокомолекулярные молекулы, например, белки.

Преимущества ионизации электрораспылением:

•Прекрасно подходит для получения масс-спектров полярных и ионных соединений, при этом фрагментация практически отсутствует и ей можно управлять, изменяя электрическое напряжение на капилляре.

•Образование многозарядных ионов расширяет диапазон детектируемых масс. Диапазон масс: обычно до 200 тыс. Да.

Недостатки ионизации электрораспылением:

•Не подходит для анализа неполярных или слабополярных соединений;

•Метод чувствителен к присутствию в растворе посторонних примесей;

•Достаточно сложное аппаратное оформление.

13

Определение молекулярной массы и молекулярной формулы вещества на основании данных масс-спектрометрии

Чтобы установить молекулярную массу соединения с помощью его массспектра первым делом надо на спектре определить пик его молекулярного иона. В случае масс-спектрометрии необходимо учитывать способ ионизации, используемой при получении спектра. При ионизации органических молекул с помощью электронного удара в ряде случаев молекулярный ион может отсутствовать, в результате может возникнуть необходимость в снятии спектра в условиях другого вида ионизации. В случае если при записи спектра использовалась химическая ионизация или электроспрей с добавлением органических кислот, то соотношение массы к заряду будет на единицу больше действительной молекулярной массы из-за протонирования или на единицу меньше, если использовалась отрицательная химическая ионизация. Так же необходимо учитывать возможность образования катионизированных или многозарядных ионов в условиях ионизации электроспреем.

Обычно в масс-спектре любого органического соединения наблюдаются пики с массами М+1, а в ряде случаев М+2. Это связано с изотопным составом элементов, входящих в состав молекулы (таблица 1). Соотношение интенсивностей пиков М, М+1 и М+2 зависит от элементного состава, числа атомов данного элемента в молекуле и естественного содержания более тяжелого изотопа этого элемента. В этом случае пиком молекулярного иона считается тот пик, который соответствует наиболее часто встречающемуся в природе изотопу.

Так как в природе содержание изотопа изотоп 13C составляет всего 1.1%, то в зависимости от числа атомов углерода в молекуле будет наблюдаться разное соотношение молекулярного пика и пика с массой на единицу больше (М+1) отвечающего изотопу 13C. Для метана интенсивность пика составляет всего 1,1 % от массы молекулярного иона. Естественно с увеличением количества атомов углерода в цепи вероятность того, что хотя бы один углеродный атом в молекуле, согласно теории вероятности, будет именно 13C увеличивается и, например, для декана она составит уже 11 %.

14

Хроматография

Введение

Хроматографический метод впервые был предложен в 1903 году ученым М. С. Цветом. Суть проведенного им эксперимента заключалось в том, что при пропускании через слой адсорбента раствора, состоящего из нескольких пигментов, вещества, входящие в состав смеси, расслаиваются в виде отдельных, различно окрашенных зон. Подобно световым лучам в спектре, различные компоненты сложного пигмента закономерно распределяются друг за другом в столбе адсорбента и становятся доступными качественному определению. Такой рассвеченный препарат С. Цвет назвал хроматограммом, а соответствующий метод анализа хроматографическим методом. Работы М. С. Цвета стали фундаментом для развития остальных видов хроматографии, предназначенных для разделения смесей как окрашенных, так и неокрашенных соединений, осуществляемых в любых средах.

Хроматография - это наука о межмолекулярных взаимодействиях и переносе молекул или частиц в системе двух несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз. Еще одним определением хроматографии может быть следующие хроматография – это метод разделение веществ или частиц, основанный на различии в их скоростях перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.

Третьим и наиболее точным определением является следующие: хроматография - это процесс дифференцированного многократного перераспределения веществ или частиц между несмешивающимися и движущимися относительно друг друга фазами, приводящий к обособлению концентрационных зон индивидуальных компонентов исходных смесей.

На рисунке 1 приведена классификация хроматографических методов по различным критериям.

1

Формальная хроматография

Для начала, абстрагируясь от конкретного вида хроматографии, необходимо рассмотреть общие параметры процесса разделения и величины, характеризующие хроматографический пик.

Хроматограмма — зависимость концентрации вещества на выходе из хроматографической колонки от объема подвижной фазы или времени, отсчитывая от момента ввода пробы. Хроматограмма представляет собой совокупность пиков разделенных компонентов смеси. Обычно каждый пик — это гауссова кривая, описываемая следующим уравнением:

Для зависимости концентрации от времени или объема подвижной фазы будем иметь следующие выражения, если в качестве отсчета используют время:

Или же, если использовать объем удержания, то получают следующее выражение:

Параметры Гауссовой кривой связаны следующим выражением:

h = S s 2p

где VR - объем удерживания вещества, TR - время удерживания вещества, s - дисперсия гауссова пика, h - высота гауссова пика, S - площадь гауссова пика.

3