Szakay Miklós

SIMKON Kft.

Quadrupol GCMS a minőségi azonosításban és mennyiségi

értékelésben

Minőségi azonosítás

Mennyiségi értékelés

Egy célbalövési gyakorlat sikerességét 3 tényező határozza meg:

1. A céltábla (egyedi komponensek, vizsgálandó mátrix)

2. A célzó technikája (EI, EI/CI, EI/LRI, EI/CI/LRI) - kérdezési mód választása

3. A puska (GCMS QP2010 technikai jellemzők) –műszaki háttér

Egy céltábla kapcsán

EI/CI/LRI

EI/CI ,EI/LRI

EI

A célzási mód

SEI/SCI/LRI

EI (elektron ütközéses ionizáció)Termikus elektronok emittálódnak a filamentről és a gáz fázisú molekuláknak ütköznek.

A molekulák ionizálódnak.

A moltömeg a molekula ionból következtethető.

A kémiai szerkezetre következtetés a fragmens ionokból történik.

Lehetőség van minőségi és mennyiségi elemzésre

F1 +

Fragmentálódás

e-

F3+

F2+

MM

M

e-e-

M+

Ionizáció

Molekula Ion

Fragmens ionok

EI -spektrumMolekula Ion (moltömeg)

Fragmens Ionok (kémiai szerkezet)

Molekulaionok megjelenése EI spektrumon?

Aromások>konjugált olefinek>olefinek>aliciklikus komponensek>ketonok>normál szénhidrogének>éterek, észterek, karbonsavak, alkoholok>aminok> elágazó szénhidrogének>polialkoholok (cukrok)

CI (kémiai ionizáció)

MIonizálás

MH+

MH+

e-e-

e-

CH4

CH4CH5

+

C2H5+

Reagens gáz ionizálása

M Pszeudo-molekula ion

Termikus elektronok ionizálják a reagens gáz molekuláit.

Ion-molekula reakció a minta molekulák és ionok között.

A molekulatömeg meghatározására használható.

Keresés spektrum hasonlóság alapján

Hasonlósági indexekkel ellátott találati lista

Szűrés: Moltömeg alapján

(CI)

EI

CI

vagy

SEI-SCI

Hasonló spektrumok, ionforrás: EI

0.0e6

1.0e6

2.0e6

3.0e6

16C:17

50 100 150 200 250 300 350

50 100 150 200 250 300 3500e3

500e3

1000e3

1500e3

74

8755

143101 129 227 270115

74

8755

14397 129 255 298199185

18C:19

50 100 150 200 250 300 3500e3

500e3

1000e3

1500e3

2000e374

8755

14397 129 326227 283199

20:111

Homológ sor tagjai

Keresés eredménye

1 97 Heptadecanoic acid, methyl ester (CAS), methhy 2 92 Hexadecanoic acid, methyl ester (CAS), methyl 3 92 Octadecanoic acid, methyl ester (CAS), methhyl 4 92 Nonadecanoic acid, methyl ester (CAS), methhyl5 92 Pentaadecanoic acid, methyl ester (CAS), methhy 6 92 Tridecanoic acid, methyl ester (CAS), methhyl tr

Heptadecanoic acid, methyl ester (CAS), methhyl hexadecanoate

Hasonlósági indexekkel ellátott találati lista

LRI szűrés előtt

LRI-vel támogatott minőségi analízis

GC

Ini.

MS

Keresés könyvtárbanLineáris Retenciós Index

Kromatogram

0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.000e3

2500e3

5000e3

7500e3

10.0e6

12.5e6

15.0e6

17.5e6

20.0e6

22.5e6

25.0e6

TIC

MINTA

PARAFINOK

0e3

2500e3

5000e3

7500e3

10.0e6

12.5e6

TIC

0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00

C10C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19

LRI Lineáris Retenciós Index számítása

LRI = 100×n + 100× (RTT - RTCn) / (RTCn+1 - RTCn)

Keresés eredménye

1 92 Hexadecanoic acid, methyl ester (CAS), methyl

Hexadecanoic acid, methyl ester (CAS), methhyl hexadecanoate

Spektrum könyvtár használatával+ LRI szűrő

Egy találat!

Egy célbalövési gyakorlat sikerességét 3 tényező határozza meg:

1. A céltábla (egyedi komponensek, vizsgálandó mátrix)

2. A célzó technikája (EI, EI/CI, EI/CI/LRI) - kérdezési mód választása

3. A puska (GCMS QP2010 technikai jellemzők) –műszaki háttér

Egy céltábla kapcsán

Cél:

jó minőségű spektrum + nagy érzékenység

Technikai megoldások

-energetikailag homogén felület

-nagy pásztázási sebesség

-nagy jelmintázási sebesség

-fókuszált ionnyaláb

-differenciális vákuum rendszer

-detektor-zajcsökkentési technika

A puska

Energetikailag homogén felület

Cél: adszorpció visszaszorítása

(nincs degradáció)

Gyors pásztázás (10000 amu/s)

0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00

0.0e6

5.0e6

10.0e6

15.0e6

20.0e6

25.0e6

30.0e6

35.0e6

40.0e6

45.0e6

50.0e6

55.0e6

60.0e6

65.0e6

70.0e6

75.0e6

80.0e6

TIC

2.245 2.250 2.255 2.260 2.265

1.0e6

2.0e6

3.0e6

4.0e6

5.0e6

6.0e6TIC 10000 amu/sec

Range: 50-250 amu

Interscan: 0.02 sec (50Hz)

50 spectra

TIC

1 sec

Nagy jelmintázási sebesség

Library

KÜLÖNBSÉG

Egyezés a spektrum könyvtárral

50 spektrum átlaga

Shimadzu GCMS QP2010

10000 amu/s

50Hz

Micimackó: a kvantitatív!

Semmiből nem lesz semmi!

Micimackó a kvantitatív, itt épp azt gondolja, hogy semmiből nem lesz semmi.

Ha van valami, akkor az legyen mérhető.

Ha jelen van az alkotó, akkor legyen jel.

+

Ha nincs semmi, akkor ne lássunk semmi helyett valamit .

Minimalizáljuk a zajt, hogy az ne tűnjön fel jelként.

Ananilitikailag hasznosítjuk Micimackó gondolatait

Feladat:

Analitikailag hasznos jel növelése

+

Zaj csökkentése

-Nagy hatékonyságú ionforrás

-Ionáram fókuszálás

-DifferenciálisVákuum rendszer

-Véletlen zaj csökkentése

Technikai megoldások

Nagy hatékonyságú ionforrás

Filament

Repeller lencsék

Ionforrás

Fókuszálás: a detektorba jutó mennyiség növelése:

Fókuszált ionnyaláb

Vákuum rendszer

1.Turbomolekuláris pumpa az ionforrás alatt

260L/s

2.Turbomolekuláris pumpa a quadrupol alatt

60L/s

Detektor

Differenciális turbo pumpa rendszer

Zajcsökkentési technika

Alacsony zajú detektor egység: a semleges molekulák becsapódnak az over-drive lencserendszerbe, ezzel a véletlen zaj csökken.

EM

Konverziós Dinóda

Az EM első dinódája

Over-drive lencse rendszer

Semleges részecskék

Ionok

Érzékenységi adatok

EI Scan 1 pg OFN (m/z272.0) SN 60 EI SIM 100 fg OFN (m/z272.0) SN 60

CI Scan 100 pg benzophenone (m/z 183.1) S/N150CI SIM 10 pg benzophenone (m/z 183.1) S/N150

NCI Scan 100 fg OFN (m/z 272) SN 100

NCI SIM 10 fg OFN (m/z 272) SN 100

Shimadzu GCMS QP2010

-energetikailag homogén felület

-nagy pásztázási sebesség

-nagy jelmintázási sebesség

-fókuszált ionnyaláb

-differenciális vákuum rendszer

-detektor-zajcsökkentési technika

Simkon Kft.

www.simkon.hu

(1) 403 44 20

Szakay Miklós

30 9 783 901