Massespektrometri: Forskelle mellem versioner
Content deleted Content added
m Robot: Konverterer nøgne referencer, ved hjælp af ref navne for at undgå dubletter, se FAQ |
m Ændrer indledning; tegning indsat; opdeler afsnittet "Opbygning af et massespektrometer" i underafsnit |
||
Linje 1:
[[Billede:Mass Spectrometer Schematic.svg|right|thumb|300px|Skematisk tegning af et simpelt [[massespektrometer]]. Denne type massespektrometer anvendes til målinger af forholdet mellem [[isotop]]er i [[kuldioxid]] (CO<sub>2</sub>).]]
'''Massespektrometri''' (forkortet '''MS''') er en analytisk teknik, ved hvilken kemiske stoffer ioniseres og adskilles ud fra deres masse/ladnings-forhold (''m/z''). Teknikken stammer fra [[1898]], og det første kendte [[massespektrometer]] blev bygget i [[1918]]. I dag bruges massespektrometri blandt andet
Metoden ved massespektrometri (MS) er at det ukendte stof udsættes for et [[elektron]]bombardement, hvorved nogle af [[molekyle]]rne spaltes til [[ion]]er. Disse ioner accelereres op og føres ind i et [[magnetfelt]] eller et elektrisk felt, som opdeler ionerne efter deres masse til ladning forhold (''m/e''). De ioner som ikke bliver afbøjet undervejs, men passerer hele vejen igennem feltet registreres af en detektor, som tæller antallet af ioner. Ved at ændre på feltets styrke, kan man detektere ioner med et andet (''m/e'') forhold, og på den måde kan man undersøge for alle ionmasser. Til sidst behandles dataene af en computer, og resultatet kommer ud i form af et [[massespektrum]], hvor antallet af ioner er afbildet som funktion af (''m/e''). Et sådan massespektrum kan tydes vha. generelle regler om, hvordan forskellige stofklasser spaltes eller omlejrer, når de udsættes for et elektronbombardement. Molekylarionen, ''M''<sup> +</sup>, er et molekyle, som har mistet én elektron. Massen af molekylarionen kan sættes lig molekylmassen, da forskellen mellem dem kun er massen af en elektron. ''M''<sup> +</sup> er oftest den top, som har den højeste (''m/e'') værdi i et spektrum, og er derfor en hjælp til at bestemme molekylmassen, som er et vigtigt trin i opklaringen af et ukendt stof.▼
▲
Professor [[Peter Roepstorff]] fra [[Syddansk Universitet]] fandt desuden i 1974 ud af, at massespektrometri er anvendeligt indenfor forskning af [[proteiner]]. Her accelererer man proteinerne og måler med hvilken fart de passerer. Derfra kan man udregne massen.<ref>[http://findresearcher.sdu.dk:8080/portal/da/publications/mass-spectrometry-instrumentation-in-proteomics(34d974ec-ca22-450f-b73d-07a51a75c19b).html Mass Spectrometry Instrumentation in Proteomics - Syddansk Universitet<!-- Bot genereret titel -->]</ref>▼
▲Professor [[Peter Roepstorff]] fra [[Syddansk Universitet]] fandt desuden i 1974 ud af, at massespektrometri er anvendeligt
== Opbygning af et massespektrometer ==
Den normale opbygbning af et massespektrometer er: Ioniseringskilde → masse analysator (evt → fragmentationskammer) → detektion
Der findes i dag en lang række forskellige ioniseringskilder udviklet til forskellige behov. Ioniseringsteknikerne deles ofte i 2 kategorier blød eller hård ionisering. Blødionisering får stoffer på ionform uden at ødelægge molekylerstrukturen modsat hårdionisering, som til gengæld kan ionisere flere typer af stoffer.
Line 14 ⟶ 16:
Da MS oftes benyttes sammen med [[gaskromatografi]] eller [[væskekromatografi]], er der udviklet en lang række ioniseringskilder, der også fungerer som interface mellem kromatografimetoden og MS'en.
==== Oftes anvendte ioniseringskilder til [[gaskromatografi]]
* ''EI'' '''E'''lektron '''I'''onisering, prøven passerer igennem et kammer, hvor et filament udsender elektroner og derved ioniserer stoffer, der passerer forbi. Denne teknik hører til hård ionisering, og de fleste molekyler vil fragmentere efter et bestemt mønster. Fordelen ved denne teknik er, at det sker på samme måde, uanset hvilket mærke MS man bruger, og derfor findes der store databaser så som NIST og Wiley<ref>[http://www.sisweb.com/software/ms/wiley.htm sisweb.com]</ref> med 590.000 stoffer. Ioniseringen kan skrives således :<math>M + e^- \to M^{+\bullet} + 2e^-</math>
* ''CI'' ('''C'''hemical '''I'''onization) Kemisk Ionisering, prøven kollidere med et stort overskud af en ladet gas f.eks. [[methan]], [[ammoniak]] eller [[isobutan]]. Denne metode hører til blødionisering og skaber molekularioner, men biprodukter så som clusterioner (f.eks. M+Methan) kan forekomme.
==== Ofte anvendte ioniseringskilder til [[væskekromatografi]]
* ''ESI'' '''E'''lectro '''S'''pray '''I'''onisering opfundet af nobelprisvinder John B Fenn. Væsken fra kromatograffen bliver sprøjtet igennem en dyse påsat højspænding (1000-5000 V). Kammeret holdes varmt, og der tilledes nitrogen for at hjælpe med fordampning af solventet. Ioniseringen sker ved, at de små dråber har en ladning på overfladen, under fordampning springer dråberne gentagende gange og skyder ladede stoffer ud. Denne metode er blød, egner sig til polære/halvpolære stoffer og skaber som regel molekularioner men også biprodukter så som clusterioner af stof+natrium, stof+kalium og stof+solvent. Metoden udmærker sig så ved at kunne multilade større molekyler så som peptider, proteiner osv.
* ''APCI'' ('''A'''tmospheric-'''p'''ressure '''c'''hemical '''i'''onization) atmosfærisktryk kemisk ionisering, opbygning af interfacet minder om ESI dog blandes væsken med meget varm (300-500°C) nitrogen, inden den sprays ud og der sidder i sprayvejen en nål der skaber ionieringen. Denne metode tilhøre blødioniering men varmen risikere at molekylet dekomponere inden ioniseringen. Hvis ikke varmen og nitrogenen får solventet til at fordampe riskeres der at dannes clusterioner mellem solvent og molecularion. Denne metode kan ionisere mindre polære stoffer i forhold til ESI.
Line 24 ⟶ 27:
* ''Combi'' Der er igennem de seneste år udviklet en del interface der benytter kombinationer af ESI, APCI og eller APPI. Der er to fordelen, 1 at nogle stoffer får endnu bedre detektionsgrænser og 2. endnu flere stoftyper kan ioniseres.
=== Masseanalysator ===
* ''Sektor'' Afbøjer ioner i et magnetfelt, denne metode har høj resolution og kan bruges til nøjagtig massebestemmelse.
* ''Quadropol'' Består af 4 lange og parallelle stænger der parvis hænger sammen og vedhjælp af pålægning af jævnspænding og radiofrekvens tillader passage af ioner med bestemte m/e forhold. Denne metode skanner relativt langsomt 2.000 amu/sek, giver lav resolution og kan normalt ikke bruges til nøjagtig massebestemmelse.
Line 33 ⟶ 36:
* ''TOF'' ('''T'''ime '''o'''f '''f'''light) Tideflyvsinstrument. Fungere ved at tilføre alle ionerne energi og derefter måle hvor hurtigt de tilbagelægger en kendt strækning (ca 1 meter). Hver flyvning tager en brøkdel af et ms afhængig af m/z. Giver både høj resolution og nøjagtig masse.
For ionfælde og quadropol gælder det at efter selektion af ionerne sker detektionen ved at ionerne rammer en elektron forstærker (electron multiplier) eller Faradays cup. Generelt forsøges det at forstærke det lave signal fra ionerne ved hjælp af en kaskade effekt hvor en ion slår en eller flere elektroner løs som herefer kan slå endnu flere løs.
Detektion i ioncyclotron og orbitrap sker ved af ionerne udsender en radiofrekvens som ved hjælp af fourier transformation kan omsættes til et m/z signal.
| |||