Применение масс-спектрометрии для идентификации

Применение масс-спектрометрии для идентификации веществ очевидно. При этом обычно используют пучок электронов с энергией 40—80 эв, что позволяет получать воспроизводимые спектры, поскольку такой ускоряющий потенциал превышает потенциалы появления большинства фрагментов. Как видно из уравнений (12-6) — (12-16), возможно большое число различных процессов фрагментации, приводящих к большому числу пиков в спектрах простых молекул. На рис. 12-3 приведены пики заметной интенсивности, найденные в масс-спектре этанола. Если учесть также не приведенные на графике очень слабые пики, общее их число достигает 30. Эти слабые пики полезны для идентификации, но обычно не учитываются при интерпретации спектра (т. е. при отнесении процессов, приводящих к данным пикам). Сводки масс-спектров многих соединений (главным образом органических) можно найти в ряде книг (2, 3, 13]. Интересное приложение масс-спектров для идентификации веществ иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 12-4 и относящимися к трем изомерам этилпиридина. В спектрах этих столь близких соединений обнаруживаются явные различия. Оптические антиподы и рацематы дают идентичные спектры. Серьезную проблему при идентификации создают примеси, так как [c.407]

Масс-спектрометрия высокого разрешения нашла широкое применение не только для идентификации и изучении структуры отдельных соединений, но и для идентификации типов соединений в сложных смесях и установления распределения этих типов по молекулярным весам. Использование масс-спектрометра при исследовании широких высокомолекулярных нефтяных фракций ограничивается рядом факторов, одним из которых является наложение масс-спектров типов, отличающихся по 2 (в формуле СпНзга+г) ИЗ 14 единиц. Это наложение обусловлено равенством номинальных масс 1С—12Н. Так, например, ион нонана С9Н20 (общая формула С Игп+г) и нафталина СюНа(СпН2п 12) обладают номинальной массой 128, в результате чего их молекулярные пики на приборе с малой разрешающей силой перекрываются. Однако точные значения массовых чисел подобных ионов отличны друг от друга ДМ дублета Н 2—равно 0,0939. Ввиду этого на масс-спектрометре с высоким разрешением указанным выше ионам будут соответствовать 2 пика, что позволит установить присутствие обоих веществ. Естественно, аналогичная картина наблюдается и в осколочных ионах. При переходе к неуглеводородным соединениям расшифровка осложняется из-за наложения масс-спектров, вследствие наличия одного или нескольких гетероатомов. В этом случае установление распределения по молекулярным массам с помощью обычного масс-спектрометра часто невозможно. [c.126]

Ни один из стабильных изотопов кислорода, азота, углерода или водорода не был открыт масс-спектроскопически, хотя первые точные определения распространенности были сделаны именно этим методом. В ранних работах кислород был признан элементом, состоящим из одного изотопа, и масса была выбрана в качестве эталона масс. Открытие в атмосферном кислороде и в результате изучения полос поглощения кислорода было осуществлено в 1929 г. [738, 739]. За этим быстро последовало открытие и С, проведенное также оптическими методами. Дейтерий не был идентифицирован до 1932 г. Первые определения относительной распространенности изотопов кислорода [81], азота [2076], углерода [82] и водорода [224] масс-спектрометрическим методом были осуществлены несколько лет спустя после открытия изотопов. В отличие от ранних работ, где ошибки возникали при обнаружении и интерпретации массовых линий, поздние измерения проводились с применением масс-спектрометра и ионного источника с электронной бомбардировкой. Возросшая точность идентификации ионов, относимых к каждому массовому пику, привела к открытию многих новых изотопов. Примером прогресса, вызванного более широкими возможностями используемых источников, может служить открытие Ниром [1492] изотопов кальция с массами 46 и 48. Более ранняя работа [83] свидетельствовала о наличии изотопов с массами 40, 42, 43 и 44. Для получения ионного пучка Нир испарял металлический кальций в пучок электронов и получил ионный ток больше 10 а для наименее распространенного изотопа кальция ( Са), присутствующего в количестве лишь 0,003% от изотопа <>Са. При изменении температуры печи в пределах, соответствующих 10-кратному изменению давления, пики с массами 46 и 48 оставались в постоянном соотношении к пикам с массой 40. Это доказывало, что указанные выше пики относятся к малораспространенным изотопам кальция, а не вызваны наличием примесей. Дальнейшее подтверждение существования малораспространенных изотопов было получено изменением энергии ионизирующих электронов и установлением зависимости между изменением интенсивности пучка ионов для каждой массы и изменением энергии электронов. В пределах ошибки эксперимента все ионы обладали одним и тем же потенциалом появления и одной и той же формой кривой эффективности ионизации. Сходные измерения были проведены с использованием двухзарядных атомных ионов. На пики с массами 24 и 23 налагались пики, обусловленные примесью магния и натрия. Эти ионы примесей могли быть обнаружены по их гораздо более низкому потенциалу появления по сравнению с потенциалами двухзарядных ионов кальция. Оказалось возможным провести измерение ионов ( Са) , вводя поправку на присутствующие ионы однако более значительные количества < Ыа) помешали определению ионов кальция при этом отношении массы к заряду. [c.71]

Применение масс-спектрометрии для идентификации очевидно. Чтобы получить воспроизводимый спектр, обычно используют электронный пучок с энергией 40 — 80 эВ, поскольку этот ускоряющий потенциал выше потенциала возникновения большинства фрагментов. Как показывают уравнения (16.6) — (16.16), может происходить много различных процессов фрагментации, приводящих к большому числу пиков в спектрах простых молекул. На рис. 16.3 изображены пики достаточной интенсивности, обнаруженные в масс-спектре этанола. Учитывая очень слабые пики, которые на этом рисунке не показаны, в общей сложности в масс-спектре этанола наблюдается около 30 пиков. Эти пики низкой интенсивности представляют большую ценность для идентификации, но обычно при интерпретации спектра (т. е. при отнесении процессов фрагментации, приводящих к этим пикам) их не рассматривают. Полезная сводка литературных источников по масс-спектрам многих соединений (в основном органических) приведена в списке литературы в конце главы. Интересный пример идентификации продемонстрирован на рис. 16.4, где показаны масс-спектры трех изомеров этилпиридина. Спектры этих трех очень сложных соединений заметно различаются, что представляет ценность для идентификации. Оптические антиподы и рацематы дают идентичные спектры. Проблему при идентификации создают примеси, поскольку основные фрагменты этих примесей приводят к появлению в масс-спектре нескольких пиков низкой интенсивности. Если одно и то же вещество приготовить в двух различных растворителях, то спектры могут достаточно различаться при условии, что весь растворитель не удален из вещества. Загрязнение углеводородной смазкой также может привести ко многим линиям. [c.320]

Впервые широкое применение масс-спектрометрия как аналитический метод получила в нефтеперерабатывающей промышленности. Масс-спектро-метр использовался для количественного определения компонентов смесей газообразных веществ. Задача состояла не в идентификации неизвестных соединений все компоненты смеси были индентифицированы другими путями, и количества большинства из них можно было с достаточной точностью определить иными методами. Использование масс-спектрометра обусловливалось скорее тем, что он обеспечивал большую скорость и точность анализа по сравнению с другими методами. [c.297]

Летучие продукты деструкции. Идентификация летучих гетероциклических продуктов при изучении некоторых реакций пиролитической деградации иногда представляет собой весьма трудную задачу. В этих случаях применение масс-спектрометрии дает большие преимущества как в отношении необходимого количества вещества и требуемого времени, так и в отношении надежности получаемых результатов. Это положение можно проиллюстрировать на примере некоторых предварительных [c.351]

Из-за сложности масс-спектрометрической аппаратуры, которая, пожалуй, превосходит ЯМР-спектрометры, нецелесообразно использовать эти методы для решения задач, которые могут быть решены с помощью УФ- и ИК-спектрометров и особенно хроматографов. Это особенно относится к анализу относительно простых соединений. Иногда масс-спектрометр может быть использован лишь на стадии разработки метода анализа таких смесей с помощью оптических методов или хроматографии. Если для идентификации вещества достаточно сравнить его спектр со спектром вещества с известной структурой, применение масс-спектрометра не имеет никаких преимуществ по сравнению с УФ- и ИК-спектро-метрами.. [c.281]

Существует два общих подхода к применению масс-спектрометрии для идентификации неизвестного органического вещества. В первом подходе масс-спектр рассматривается как отпечаток пальца , образ, а идентификация осуществляется методами распознавания образов или сравнением с картотекой или атласом масс-спектров. В другом подходе масс-спектр пытаются проанализировать с тем, чтобы из отношений масс ионов к их зарядам вывести тип соединения, могущего дать такой спектр. [c.252]

Современное развитие инструментальной техники позволяет хорошо оборудованным аналитическим лабораториям решить практически любую задачу, связанную с идентификацией неизвестных органических соединений, включая пигменты. Комплексное применение масс-спектрометрии, ЯМР, ИК-спектрофотомет-рии, элементного экспресс-анализа значительно облегчили бы анализ всех неизвестных пигментов. Однако небольшие лаборатории, которым такое дорогостоящее оборудование не доступно, вынуждены после накопления опыта эффективно применять простые, имеющиеся в наличии методы идентификации наиболее типичных пигментов, используемых в практике. [c.456]

В исследованиях природных соединений классификация, основанная на определенных функциональных группах, слишком сложна и, как правило, важнее установить особенности того или иного вещества, поскольку принадлежность его к определенному классу обычно заранее известна (например, алкалоиды, терпены, стероиды, сахара, пептиды). При интерпретации масс-спектров удобно классифицировать их в соответствии с этими классами веществ и использовать затем стандартные спектры для идентификации новых соединений. Наиболее успешными были попытки применения масс-спектрометрии для установления структуры пептидов и алкалоидов [2, 16, 142, 143]. Многие исследования посвящены корреляции масс-спектров и молекулярной структуры более специфических групп природных соединений [135]. [c.54]

Рис. 21. Схема анализа для идентификации компонентов сложной смеси с применением масс-спектрометрии.

Высокая чувствительность масс-спектров отрицательных ионов к изменению строения молекул следует из условий диссоциации материнского молекулярного иона. Можно считать, что идентификация изомеров или установление структуры молекулы является возможной областью практического применения масс-спектрометрии отрицательных ионов. [c.139]

Метод химической ионизации состоит в образовании ионов под действием других ионов, генерируемых в отдельной камере. При химической ионизации положительных ионов генерируемые ионы представляют собой доноры протонов, которые при столкновении с молекулами анализируемых веществ отдают )1м протон, образуя при этом псевдомолекулярные ионы (М+Н)+- По последним можно устанавливать молекулярную массу компонентов в смеси. Аналогично происходит образование отрицательных ионов с акцепторами протонов (С1 , ОН- и др.). Анионная химическая ионизация (с 0Н ) была применена для анализа 17 образцов нефтей с целью идентификации их месторождений. Для описания конкретной нефти бралось 30 характеристичных пиков (для сокращения процесса анализа) [204]. Химическая ионизация с положительными ионами позволяет определить тип азотсодержащих соединений в нефтях [205]. Недостатком метода является его малая эффективность для определения полной структуры или даже элементов структуры компонентов ввиду малой степени фрагментации, отсутствию данных по закономерностям химической ионизации многих классов соединений, встречающихся в нефтях. Однако сочетание этого метода с другими методами масс-спектрометрии может дать полезные сведения для анализа нефтей. Например, распад ионов, полученных при химической ионизации смеси углеводородов и серусодержащнх соединений с выделением частицы 5Н (масса 33) был применен при анализе на приборе ударной активации [206]. [c.136]

В последнее время, наряду с описанными выше химическими методами анализа, большое значение приобретают физические методы. Опубликованные американскими исследователями результаты, полученные при применении масс-спектрометрии и инфракрасной спектроскопии показывают, что эти методы со временем могут совершенно вытеснить чисто химические методы идентификации и количественного определения. Эти методы дают возможность исследовать строение соединений также и в тех случаях, в которых обычные химические методы оказываются недостаточно чувствительными и специфичными. [c.623]

В настоящей главе будет рассмотрено применение масс-спектрометрии для качественного анализа. В таких исследованиях масс-спектрометр используется в сочетании с другими методами для получения необходимой информации, позволяющей идентифицировать неизвестное соединение. Рассматриваемое вещество может быть идентифицировано только тогда, когда установлена его структурная формула в этом отношении задачи анализа органических соединений отличаются от неорганического анализа, когда для идентификации соединения достаточно установить его элементарный состав. Однако определение элементарного состава органического вещества, т. е. его молекулярной формулы, является необходимой предпосылкой его идентификации. [c.298]

В загрязненной атмосфере ПА присутствуют в адсорбированном виде на частицах пыли и в виде аэрозолей. Для идентификации ПА в воздухе, так же как и в обычном анализе, применяют сочетание методов газовой хроматофафии и масс-спектрометрии, жидкостной и тонкослойной хроматофафии. Для одновременного обнаружения ряда ПА (флуорена, аценафтена, хризена и бенз-а-антрацена) успешно применен метод поляризационной флуориметрии в сочетании с жидкостной хроматографией [284] способ пригоден для определения названных ПА в атмосферном воздухе и в морских отложениях. [c.100]

Используя спектроскопические методы исследования, автор рассматривает вопросы идентификации спектров свободных радикалов, образующихся при механических воздействиях. Для анализа структуры полимеров и явлений, происходящих в них под нагрузкой, применяются хорошо зарекомендовавшие себя методы электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонансов, современной голографии, а также электронная микроскопия, масс-спектрометрия и малоугловое рентгеновское рассеяние. Совокупное применение этих методов показало, что механическое разрушение полимеров происходит при совместном действии внешней силы и теплового движения. [c.5]

Масс-спектрометрия длительное время развивалась как метод количественного анализа многокомпонентных смесей и лишь п последние годы нашла применение для идентификации и качественного анализа неизвестных соединений. В этом случае масс-спектрометрия часто используется в сочетании с другими методами, обеспечивающими либо выделение индивидуального соединения из смеси, либо упрощение ее состава. За редким исключением, еще до проведения масс-спектрометрического анализа исследователь обладает определенной информацией об идентифицируемом соединении (физических константах вещества, его стабильности и путях синтеза). Эти сведения определяют принципиальные возможности анализа и метод введения вещества в масс-спектрометр. [c.116]

Простейший способ комплексного применения хроматографа и масс-спектрометра [227] заключается в последовательном собирании выходящих из хроматографа индивидуальных фракций, которые конденсируются в ловушке, охлаждаемой жидким азотом газ-носитель откачивается, и фракции после размораживания поступают в ионный источник масс-спек-трометра. При анализе смесей удавалось проводить идентификацию и при неполном разделении смеси в хроматографе. [c.127]

Масс-спектрометрию можно применить для анализа всех элементов и соединений, которые можно перевести в парообразное состояние. В случае элементов и неорганических соединений аналитические задачи чаще всего заключаются в установлении изотопного состава и в определении следовых количеств веществ. В случае органических соединений масс-спектрометрию применяют главным образом для идентификации и установления их структуры. Последующее изложение масс-спектрометрии будет ограничено почти исключительно применением ее в анализе органических соединений. С другими проблемами, представляющими интерес для определения изотопного состава следов веществ, а также для других целей можно ознакомиться по специальной литературе ([111], гл. 8 [19]). [c.275]

Приведенные данные показьшают, что применение масс-спектрометрии в сочетании с хроматофафией дает дополнительные возможности при определении органических суперэкотоксикантов в объектах окружающей среды Благодаря тому, что масс-спектрометр является высокоселективным детектором, разрешение пиков на масс-хроматофаммах, как правшю, заметно лучше, чем на обычных хроматофамма . Кроме того, по масс-хроматофаммам можно получить ответ о природе анализируемых соединений [>го необходимо при идентификации зафязнителей, присутствующих в ульфамалых количествах [c.267]

Сочетание мягкой ионизации и МС-МС, обычно как детектирование on-line в варианте жидкостной хроматографии, также часто используют для детектирования метаболитов лекарственных веществ. Это одна из важнейших областей применения масс-спектрометрии, так как на ранних стадиях разработки лекарственных препаратов исследователям доступны только очень малые количества метаболитов, и их идентификация имеет первостепенную важность в фармацевтических исследованиях потенциальных лекарств. Ранее для этой цели использовали сочетание масс-спектрометрии с газовой хроматографией, включающее достаточно сложные методики дериватизации. За несколько по- [c.305]

Общие правила работы. Нагренапис и охлаждение, кристаллизация, сушка и упаривание, фильтрование, экстракция и противоточное распределение, перегонка, работа с вакуумом и под давлением, возгонка, методы работы с полумикроколиче-ствами. Основы хроматографического разделения веществ, хроматографические методы. Идентификация органических веществ определение температуры плавления, тепературы кипения, плотности. Качественный элементный и функциональный анализ. Применение ИК- и УФ-спектроскопии и спектроскопии ПМР для идентификации органических соединений. Понятие о применении газовой хроматографии и масс-спектрометрии для идентификации веществ. Номенклатура ЮПАК. [c.247]

По мере выхода компонентов из колонки они попадают в детектор дифференциального типа, который обычно зависит от изменений ионизации в пламени или изменений термопроводимости. Существует много других типов детекторов некоторые из них пригодны для специфических видов фармацевтического анализа, например электронзахватный детектор особенно ценен для чувствительного обнаружения галогени-рованных соединений. Электрические сигналы от детектора (поступают в усилитель, связанный с подходящим регистрирующим устройством, таким, как ленточный самописец, который регистрирует сигналы в зависимости от времени. Весьма эффективным, но очень дорогим средством обнаружения является применение масс-спектрометра, присоединенного к газовому хроматографу. Это очень чувствительный метод, обеспечивающий точную идентификацию веществ, выходящих из колонки. [c.106]

Интересным применением масс-спектрометрии для подобных качественных исследований является идентификация продуктов термического разложения или каталитического крекинга исходных соединений. Времянролетные масс-спектрометры широко используются также для исследования быстропротекающих реакций. [c.210]

При помощи масс-спектрометрии возможно получить информацию о структурах очень сложных органических молекул [1753]. В процессе предварительных исследований неизвестных соединений такие данные, как молекулярный вес, представляют собой определенную ценность, и они могут быть легко получены этим методом [1864]. Многие примеры пиков, характеризующих присутствие определенных групп в молекуле [59], были рассмотрены выше. С увеличением опыта применения масс-спектрометрии становится все легче распознавать подобныепики и правильно их интерпретировать. Естественно, можно облегчить идентификацию, помещая спектральные данные на карты [1366, 2206], сходные с теми, которые используются в инфракрасной спектроскопии [1168]. Однако общий объем полезной информации по каждому спектру столь велик, что удовлетворительная система для записи масс-спектров еще не предложена. [c.438]

Весьма широкие перспективы для установления структуры сложных органических соединений открываются при применении масс-спектрометрии высокого разрешения, малолинейчатой масс-спектрометрии и, наконец, комплексного применения хроматографии и масс-спектрометрии высокого разрешения. Последний метод является сейчас, вероятно, наиболее важным, дающим максимальную информацию о качественном составе исследуемой смеси и идентификации отдельных компонентов. [c.290]

Выше упоминалось о применении масс-спектрометра фирмы Bendix Aviation orporation для контроля состава газа на выходе газового хроматографа. Улучшение разрешающей способности хроматографа путем подбора адсорбента, длины колонки, ее температуры, а также давления и скорости потока несущего газа является предметом интенсивных исследований. К сожалению, метод, обычно применяемый для идентификации чистых веществ, выходящих из колонки, который состоит в измерении значений времени удерживания, неудобен для таких исследований. [c.255]

Применение масс-спектрометров в органическом анализе началось только с 40-х годов, когда нужда во всех видах продуктов нефтепереработки дала громадный толчок для быстрого развития всех методов количественного анализа, особенно относяш,ихся к области углеводородов. Впервые широкое применение масс-спектрометрия как аналитический метод получила в нефтеперерабатывающей промышленности. Масс-спектрометр использовался для количественного определения компонентов смесей газообразных веществ. Задача состояла не в идентификации неизвестных соединений все компоненты смеси были идентифицированы другими путями и количества большинства из них можно было с достаточной точностью определить иными методами. Использование масс-спектрометра обусловливалось скорее тем, что он обеспечивал большую скорость и точность анализа по сравнению с другими методами [96, с. 297]. Первый пример анализа углеводородной смеси (с предельным содержанием углерода 4) был опубликован Гувером и Уошберном в 1940 г., а в 1943 г. они сумели проанализировать смесь пентанов и нонанов из 9 компонентов за 4 с четвертью часа, тогда как ректификационный способ исследования того же образца с определением показателя преломления узких фракций требовал 240 часов, причем на регистрацию спектра у Гувера и Уошберна ушло только 45 минут. Вычислительная техника впоследствии сделала этот метод еще более привлекательным, так как позволила значительно сократить время на обработку результатов. [c.254]

Описано применение масс-спектрометра в комбинации с капиллярной колонкой на примерах идентификации и определения алкилов свинца с метильными, этильными и бутиль-ными группами в бензинах и идентификации триметилсилилэфиров с общей ф-лой MegSi — О — R (R — алкил, арил) в сложной смеси. [c.184]

Довольно широко развиты нехроматографические способы идентификации пиков. Физические способы включают применение масс-спектрометрии, ядерного магнитного резонанса, ИК-и УФ-спектроскопии для исследования сконденсировавшейся части пробы. Вытекающий из колонки поток газа-носителя можно непрерывно контролировать с помощью масс-спектрометра путем записи масс-спектров для каждого пика. Если бы был разработан способ быстрой регистрации ИК- и УФ-спектров вытекающего потока, он был бы еще более полезен для идентификации. [c.168]

В предыдущей главе были рассмотрены некоторые групповые характеристики нефтей. Настоящая глава, как и две следующие, посвящена индивидуальным углеводородам нефтей, т. е. содержит результаты работ, выполненных на молекулярном уровне. Все полученные ниже данные были достигнуты с применением наиболее современных методов исследования, таких, как ГЖХ с использованием капиллярных колонок и программирования температуры и хромато-масс-спектрометрия с компьютерной обработкой и реконструкцией хроматограмм по отдельным характеристическим фрагментным ионам (масс-фрагмептография или масс-хроматография). Широко использовались также спектры ЯМР на ядрах Большинство рассматриваемых далее нефтяных углеводородов было получено также путем встречного синтеза в лаборатории. При этом применялись как обычные методы синтеза, так и каталитический синтез, приводящий к получению хорошо разделяемых смссеп близких по структуре углеводородов, строение которых устанавливалось спектрами ЯМР на ядрах Идентификация любого углеводорода в нефтях считалась доказанной, если пики на хроматограммах (чаще всего использовались две фазы) совпадали, а масс-спектры этого пика и модельного (эталонного) углеводорода были при этом идентичны. [c.34]

Использование жидкостной хроматографии обычно приводит к разделению соединений по классам с дальнейшей идентификацией индивидуальных компонентов в смеси с помощью-масс-спек-трометрии по пикам молекулярных ионов. В работах [215, 218— 220] даны примеры успешного применения метода для анализа нефтяных фракций. Комбинированием газовой и жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии проведена идентификация поли-ядерных аренов и бензохинолинов [215]. Описан прибор, сочетающий хроматограф и масс-спектрометр с ионизацией продуктами распада [221]. [c.138]

Масс-спектры состоят из линий, соответствующих осколкам молекул с определенным отношением их массы к заряду. Эти осколки образуются в ионизационной камере масс-спектрометра в результате действия электронного удара. Затем ионизированные осколки и ионы ускоряются в. магнитном поле, причем угол отклонения пучка ионов зависит от отношения массы осколка или иона М к его заряду е. Ионные токи, обусловленные каждым пучком ионов, пос- ле усиления регистрируются самописцем. Положение линий на шкале масс и их относительная интенсивность являются важными характеристиками масс-спектра данного соединения. Масс-спектры изомеров различаются по относительной интенсивности линий. Относительный спектр масс хорошо воспроизводится. Все это обуслов- ливает успешное применение масс-спектров для однозначной идентификации соединений, в том числе и изомеров. [c.196]