3/7/2014
Hmotnostní spektrometrie (3)
Josef Chudoba
LC/MS OBSAH - dávkování vzorku u LC/MS - HPLC chromatografie – chromatogram, základní pojmy režimy HPLC, mobilní fáze, kolony (stacionární fáze) - elektrosprejová ionizace (ESI) - atmosferická chemická ionizace (APCI) - vícenásobná MS – CID, produkt ion scan, precursor ion scan, neutrální ztráty - MS spektra měkkých ionizačních technik - interpretace - kvantitativní analýza v hmotnostní spektrometrii - předúprava pro hmotnostní spektrometrii Inducted Coupled Plasma (ICP-MS), Isotope-ratio MS
1
3/7/2014
Dávkování vzorku – LC/MS 1) Vnos vzorku bez využití separace - roztok vzorku dávkován robotickou stříkačkou (mechanický posun pístu definovaným průtokem 1 – 100 µl/min) - nástřik vzorku přes nástřikový ventil a dávkovací smyčku do proudu mobilní fáze – propojení pomocí PEEK (polyether ether keton) nebo staninless steel kapilár (vnitř. průměr typicky 0,003 a 0,005 inch = 0,127 mm)
2) Vnos vzorku s využitím HPLC separace – separace vzorku přes kolonu
Dávkování vzorku – LC/MS Napojení PEEK kapilár na iontový zdroj spektrometru ESI, APCI : napojení do sprejovací sondy
Elektrosprejová vyhřívaná sonda
Zdroj: Thermo-Fisher Scientific
2
3/7/2014
HPLC chromatografie Režimy: normální uspořádání fází – mobilní fáze nepolární (n-hexan), stacionární fáze polární (silikagel, alumina) – eluční síla mobilní fáze roste s její rostoucí polaritou reverzní uspořádání fází – mobilní fáze polární (methanol, acetonitril, voda), stacionární fáze nepolární (modifikovaný silikagel s navázanými skupinami) – eluční síla mobilní fáze roste s její klesajicí polaritou voda < methanol < acetonitril < THF - nejčastěji používaná u LC/MS Isokratická eluce – složení mobilní fáze se během separace nemění Gradientová eluce – složení mobilní fáze se mění tak, aby při separaci rostla její eluční síla U RP HPLC se zvyšuje obykle obsah organického rozpouštědla
Intenzita signálu
HPLC chromatogram
k1
k2
k1 < k2
retenční čas (t)
tR1 tR2 t0 – retenční čas nezadržované složky tr – retenční čas separované (zadržované složky) k – kapacitní faktor (retenční faktor) α – selektivita (separační faktor)
3
3/7/2014
HPLC separace Cíl: symetrické, úzké, vydělené píky v krátkém retenčním čase Rs – rozlišení dvojice píků
Účinnost kolony: N – počet teoretických pater HPLC kolony
retence
selektivita
retence Účinnost kolony:
selektivita
HPLC separace – účinnost – počet pater kolony
Účinnost kolony: N – počet teoretických pater kolony
Příklad : HPLC kolona: 4,6 mm I.D. x 10 cm , částice 5 µm: N = 5000 - 8000 N roste: s délkou kolony, s klesajícím průměrem částic 2 x delší kolona = 2 x delší čas analýzy ale pouze 1,41x lepší R
4
3/7/2014
HPLC separace – selektivita (separační faktor α) - souvisí s chemickou povahou látek a jejich interakcí s mobilní a stacionární fází, vyšší α – lepší separace - lze ji měnit: Změna mobilní fáze - složení
Změna stacionární fáze
Změna mobilní fáze - pH
Změna teploty seprace
HPLC separace – kapacitní faktor (k)
Kapacitní (retenční) faktor se změní především složením mobilní fáze RP HPLC: vyšší obsah nepolární složky v mob. fázi – snížení k - u separace by se k měl pohybovat mezi hodnotami 1 -5 u složitých směsí 2 – 10 Změna mobilní fáze: zpravidla nejrychlejší a nejlevnější řešení optimalizace HPLC seprace Pozor, ale na mísitelnost složek mobilní fáze, změnu viskozity při míchání mobilních fází (změna tlak. ztráty kolony) – omezení maximálním provozním tlakem HPLC pumpy uvolňování tepla (MetOH+voda), možnost nerozpustnosti složek analyzované směsi při změně mobilní fáze, degradaci stacionární fáze ( rozsah pH mobilní fáze)
5
3/7/2014
HPLC separace – specifika při používání MS 1. především RP HPLC/MS – nutno ověřit kompatibilitu NP HPLC s MS detekcí (ESI nelze, APCI lze) 2. s ohledem na doporučené průtoky mobilní fáze při API MS ionizacích volit vhodné HPLC kolony a nebo průtok mobilní fáze splitovat - trend u MS uzší HPLC kolony (2 mm I.D.), menší velikost částic, kratší kolony ( 5-10 cm) – menší průtoky mobilní fáze 3. používat pouze těkavé pufry (kyselina mravenčí, octan amonný atd.) 4. MS je destruktivní technika, v sérii zapojit až za UV detektor 5. Nutnost používání LC/MS grade rozpouštědel (o vyšší čistotě), především Milli Q vody
Ochrana HPLC instrumentace a kolon 1. filtrace roztoků vzorků a mob.fází (stříkačkové filtry 0,45 a 0,22 µm, sací frity u rozpouštědel 2. výměna rozpouštědel v pravidelných intervalech, hlavně vody 3. používání předkolon u HPLC kolon
HPLC kolony – stacionární fáze
Zdroj: Thermo-Fisher Scientific
6
3/7/2014
HPLC kolony - specifikace Manufacture Name C18, 1,9 mm, 100 Ǻ, 2,1 mm x 50 mm P/N Typ stacionární fáze Velikost částic Velikost pórů
Délka Vnitřní průměr
Další parametry: Nominal Surface Area (m2/g) Endcapping Partical type Rozsah pH Hydrofobicita Obsah % C
Elektrosprejová ionizace (ESI)
V proudu dusíku za zvýšené teploty dojde v elektrickém poli k tvorbě spreje. V kapičkách kapaliny dojde k povrchové lokalizaci náboje a následné tvorbě iontu. Při této ionizaci vznikají často i vícenásobně nabité ionty a adukty např. (M+Na)+ - ionizace probíhá za atmosferického tlaku
7
3/7/2014
APCI (Chemická ionizace za atmosferického tlaku )
V proudu dusíku za zvýšené teploty dojde k tvorbě spreje a vypařování látky i mobilní fáze. Na jehlu je vloženo vysoké napětí, výbojem vzniká plazma a v ní ionty H3O+ a OH● radikály. Ionty předají náboj analytu.
LC/MS: atmosferické ionizační techniky ESI: tvorba násobně nabitých iontů, aduktů a oligomerů
APCI: vlivem vyšší teploty může docházet ke štěpení molekuly [M-CO2]+
[M-H2O]+
[M+H]+
18
44
8
3/7/2014
LC/MS: atmosferické ionizační techniky Sprejové ionizační techniky poskytují pseudomolekulové ionty resp. adukty molekulového iontu s některými kationty (pozitivní režim) nebo anionty (negativní režim). Často vznikají při ionizaci i oligomery sloučenin nebo v ESI vícenásobně nabité ionty. Pozitivní režim
Negativní režim
M + 1 (H+)
M - 1 ( - H+)
ESI+ Možné adukty
ESIMožné adukty
M+18 (NH4+)
M + 22 (Na+ -H)
M + 23 (Na+)
M + 45 (COOH-)
M + 39 (K+)
M + 59 (CH3COO-)
M + 32 (CH3OH) M + 41 (CH3CN)
Vícenásobně nabité ionty
LC/MS: ESI
malé molekuly – příklad dvounásobně nabitý ion – poloviční rozdíl u m/z mezi izotopy CalixMB20_1 #20 RT: 0.54 AV: 1 NL: 1.72E6 T: FTMS + p ESI Full ms [500.00-3800.00] 1240.2731 z=2 100 1240.7747 z=2 90
CalixMB20_1 #20 RT: 0.54 AV: 1 NL: 4.74E4 T: FTMS + p ESI Full ms [500.00-3800.00] 2479.5364 z=1 100
[M+2H]2+ CH3
Relative Abundance
60
CH3
CH3 1241.2762 z=2
50
O
40
OH O
OH O
O
O
O H
H 1241.7780 z=2
30
O
1240.6763 z=?
20 10
1239.5
1240.0
1240.5
O
O
O
NH
NH
NH
2478.5283 z=1
70
NH
60 50
2481.5388 z=1
40 2482.5435 z=1
30
N
N
20
1242.2793 z=2
1240.8738 z=?
1240.1433 z=?
0
z=1
80
Relative Abundance
H3C
CH3
H3C
70 1239.7716 z=2
2480.5383 z=1
90
z=2
80
1241.9204 z=?
2479.0459 z=?
10
CalixMB20_1 #201242.0 RT: 0.54 1241.0 1241.5 1242.5 AV: 1 NL: 1.72E6 T:m/zFTMS + p ESI Full ms [500.00-3800.00] 1240.2731 z=2 100 995.5652 z=1 90
HN
O
O
NH
2479.8606 z=?
2480.8804 z=?
0 2478
2479
2480
2481
2483
m/z
HO HO
O
CH3 H3 C
C156 H204 N8 O18
CH3
70 Relative Abundance
2482
O
80
∆ 0,5 Da
2483.5493 z=1
2482.2180 z=?
∆ 1 Da
M = 2477,5292 Da
60 50
[M+H]+ = 2478,5372 Da
40 1296.2485 z=2
30 20 10
684.2023 z=1
915.6678 z=1
1104.7693 z=?
1463.9445 z=2
0 600
800
1000
1200
1400
1727.0635 2006.4622 2213.8513 z=2 z=2 z=?
1600 m/z
1800
2000
2200
2479.5364 z=1 2400
[M+H]+
2600
9
3/7/2014
LC/MS: ESI
Vícenásobně nabité ionty
Velké molekuly (ESI) – série iontů – nestejné rozdíly mezi m/z – příklad koňský myoglobin (M = 16951 Da) Určení náboje a celkové hmotnosti molekuly: m1 a m2 .. m/z dvojice sousedních iontů, n1 a n2 jejich náboj (z), X adukt k molekulovému iontu m1 = [M+n1X]/n1 m2 = [M+n2X]/n2 n2 = (m1-X)/(m2-m1) m1 = 1413, m2 = 1542, odhad X = 1 n2 = 10.94 , Mcalc = 16951 Da m1 = 1305, m2 = 1413, odhad X = 1 n2 = 12.07, Mcalc = 16944 Da
LC/MS: ESI
Tvorba dimeru
ESI+
10
3/7/2014
kvalitativní analýza – kombinace více ionizačních technik H
ESI+ S V 2 1 4 1 _ 1 # 3 R T : 0 .1 1 A V : 1 N L : 6 .7 1 E 4 T : F T M S + p E S I F u ll m s [4 0 0 .0 0 - 1 5 0 0 .0 0 ] 4 6 7 .1 0 1 9 z= 1 100 O
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
O
O
90
H
O
O Cl O
80
O O
O
Relative Abundance
70
O
60
6 8 5 .4 3 5 5 z= 1
50
F F F
9 5 0 .7 3 6 0 z= 1
40
F
F
F
F
5 4 1 .1 2 0 7 z= 1
30
[M+Na] +
F
F F F
F
F
9 7 8 .7 6 7 3 z= 1
20 6 1 5 .1 3 9 5 z= 1
10 0 400
7 7 7 .2 2 9 1 z= ?
600
9 0 6 .7 0 9 7 z= 1
800
1 2 6 7 .3 4 0 0 z= 1
1 1 1 4 .9 2 9 0 z= 1 1000
1200
1 4 4 3 .9 5 9 7 z= ? 1400
m /z
kvalitativní analýza – kombinace více ionizačních technik H
S V 2 1 4 1 _ 2 # 6 R T : 0 .3 5 A V : 1 N L : 2 .6 4 E 7 T : F TM S + p A P C I c o ro na F ull m s [4 2 0 .0 0 -1 5 0 0 .0 0 ] 5 5 5 .1 1 9 6 100
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
O
O
90 O
O
O Cl
80
O
Relative Abundance
70
O O
O O
60
APCI+
50 F F
40
F F
F
F
F
30
[M+H] +
F
F
5 2 3 .0 9 3 8
F F F
F
20 6 7 5 .1 4 1 2
1 2 4 5 .3 5 8 8
10 5 7 7 .5 1 9 0
7 1 7 .1 0 7 1
8 3 7 .1 2 8 6
0 500
600
700
800
9 5 7 .1 4 9 8 1 0 0 5 .3 1 6 1 1 1 2 5 .3 3 7 6
900 m /z
1000
1100
1 2 7 7 .3 8 5 1 1200
1300
11
3/7/2014
kvalitativní analýza – kombinace více ionizačních technik EI+ 70 eV
H H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
O
O
O
H
O
O Cl O
O O
O O
F F F F
F
F
F
F
F F F F
F
LC/MS/MS: - vícenásobná MS Nespecifické štěpení definované rozbití iontů ve AP zdroji – nelze vybrat ion, štěpí se vše najednou, lze použít na každém spektrometru Specifické štěpení definované štěpení vybraného iontu (iontů) – probíhá v kolizní cele (kvadrupol, iontová past), která je napuštěna kolizním plynem (argon, helium) – molekulám fragmetovaného iontu je dodána energie elektrickým polem a následně dochází ke srážkám s kolizním plynem Instrumentace: trojitý kvadrupol, iontová past nebo hybridní spektrometr Označení LC/MS/MS experimentu v literatuře – CID experiment Collision-induced dissociation (CID) = collisionally activated dissociation Thermo Fisher Scientific – Orbitrap HCD High Energy Collision Dissociation – nelze provést MSn Molekuly jsou štěpeny při vyšší energii než v případě CID
12
3/7/2014
LC/MS/MS: Product ion scan
Q1: izolace iontu (SIM) Q2: fragmentace iontu Q3: TIC detekce Instrumentace: Tripple Quad, Q-ToF; Ion Trap (až MS10) s vyšším MSn klesá citlivost!
LC/MS/MS: Precursor ion scan
Q1:TIC (m/z1 – m/z2) Q2: fragmentace iontu Q3: SIM detekce Instrumentace: nelze na Ion Trap Pro identifikaci skupiny látek, které poskytují stejný fragment při fragmentaci
13
3/7/2014
LC/MS/MS: Constant Neutral Loss
Q1:TIC (m/z1 – m/z2) Q2: fragmentace všech iontu Q3: TIC ((m/z1- DN) – (m/z2-DN)) detekce; DN – rozdíl hmotností iontů – hmotnost odpadající neutrální částice z iontu Instrumentace: nelze na Ion Trap Pro identifikaci skupiny látek, které při fragmentaci odštěpují stejnou část molekuly
LC/MS/MS: kvalitativní analýza 1.Separátor výběr iontu -> „definované rozbití” iontu v kolizní cele -> analýza produktů 2. analyzátorem SV2141_2 #18 RT: 2.77 AV: 1 NL: 5.66E3 F: FTMS + p APCI corona Full ms2
[email protected] [340.00-1500.00] 523.0939 100 90
APCI pos MS spektrum
SV2141_2 #19 RT: 2.79 AV: 1 NL: 1.73E7 F: FTMS + p APCI corona Full ms [420.00-1500.00] 555.1196 100
MS2 -MS/MS z [M+H]+
80 70
80
[M+H]+
70 60 50
H
60
1245.3583
40 30 20
957.1501
30
10 20 675.1410
479.4822 10
577.5189
717.1070
0 500
600
700
957.1494 837.1282 891.4597 989.1754 800
900 m/z
1000
1200
H
H
H
452.3420
577.8984 643.1150
902.5043 726.7733
847.3182
1205.6310
1032.2964
1277.3850
H
H
H
H
H
H
H
H
0
1245.3583 1213.2241 1125.3373 1277.3846 1100
H 50
40
500
600
700
800
900 m/z
1000
1100
1200
1300
O
O
1300
SV2141_2 #47 RT: 8.42 AV: 1 NL: 4.41E4 F: FTMS + p APCI corona Full ms3
[email protected] [email protected] [140.00-1500.00] 523.0939 100
O
O
O Cl O
O 90 80
O
O
70 Relative Abundance
Relative Abundance
Relative Abundance
90
O 60 50
MS3 - MS/MS z m/z 523
40 30 20
F
289.2163
10
F 444.7758
353.1791
643.1158 719.8121
1245.3589 957.1498
F 1479.2357
1065.1304
400
600
800 m/z
1000
1200
F F
F
0 200
F
1400
F
F F F F
F
14
3/7/2014
LC/MS/MS: kvalitativní analýza
Aby se rozdělily jen podle m/z muselo by být R = 740 000 SV2141_2 (0.000) Cu (0.10); Is (1.00,1.00) C15H32N5O6Cl2 100
448.1730
C15H31N5O6Cl2 + H m/z 448,1730
Scan ES+ 4.68e12
%
450.1730
449.1730 451.1730
452.1652
0 SV2141_2 (0.185) Cu (0.10); Is (1.00,1.00) C24H27NO6Na
Scan ES+ 7.50e12
448.1736
C24H27NO6 + Na m/z 448,1736
%
100
449.1736
450.1814
0
mass 448
449
450
451
452
453
454
Zdroj: Shimadzu LCMS-IT-TOF brochure
LC/MS: pomoc při identifikaci
UV-VIS spektrum
ESI, APCI – detekce pouze polárních sloučenin HPLC do série před MS lze zapojit UV-VIS detektor
UV-DAD detektor UV-DAD detekce
MS detekce
ESI+ MS spektrum
15
3/7/2014
MS: Kvantitativní analýza CÍL:
1. Potvrzení, že jde skutečně o sledovaný analyt 2. Zjištění jeho koncentrace ve vzorku
Ad 1: většinou se jedná o chromatografické analýzy (GC/MS resp. LC/MS) – znám retenční čas (RT) EI+ 70 eV: TIC režim (menší citlivost) – pro identifikaci k dispozici celé MS spektrum SIM režim (vyšší citlivost) – vždy je lépe snímat alespoň dva charakteristické ionty (identifikaci může potvrdit poměr jejich odezev) ESI, APCI: MRM (Multiple Reaction Monitoring) – MS/MS technika – 1 analyzátor SIM (výběr iontu) – 2. analyzátor kolize – 3. analyzátor SIM (více iontů, sleduje se poměr odezvy)
LC/MS/MS: Kvantitativní analýza Příklad využití MRM Izotopicky označený standard – stejné retenční chování, jiná molekulová hmotnost – používá se jako vnitřní standard (Internal Standard – IS) Kvalitativní informace: retenční čas a přítomnost dceřinného iontu (m/z) popř. poměr ploch píků stop více dceřiných iontů Kvantitativní informace: plocha píků dceřinného popř. dceřiných iontů (m/z) pro analyt a vniřní standard
Zdroj: Agilent technologies 5989-9665 App. Note
16
3/7/2014
MS: Kvantitativní analýza Kalibrační přímka Vnitřní standard (Plocha Ais)
A/Ais
Analyt (Plocha A)
c .. Koncentrace
c/cis
A/Ais = RRF . c/cis
Směrnice přímky je RRF
RRF .. Relativní odezvový faktor Kalibrace s použitím vnitřního standardu
Přítomnost vnitřního standardu snižuje vliv kolísání odezvy MS detektoru, u GC chybu při nástřiku atd., jako vnitřní standard lze použít i podobnou sloučeninu ne izotopicky značenou
MS: Kvantitativní analýza Signál (signal)
Kalibrační rozsah split 1:60 1ul 50mg/ml 21_V13aro_1
A/Ais
1: Magnet EI+ 134 2.56e3
5.43
100
%
Šum (noise)
5.57
0
Time 5.30
5.35
5.40
5.45
5.50
5.55
5.60
5.65
5.70
5.75
LOD ~ 3 x (Anoise/Ais) / RRF c/cis
Mez detekce (Limit of Detection - LOD)
LOQ ~ 10 x (Anoise/Ais) / RRF
Mez stanovitelnosti (LOQ - Limit of Quantification)
17
3/7/2014
MS: Kvantitativní analýza – citlivost MS spektrometrů Specifikace výrobce: pro konkrétní sloučeninu a podmínky – udává se poměrem signál/šum pro absolutní detekované množství sloučeniny – zpravidla se jedná o množství v řádu pikogramů (pg = 10-12g) nebo femtogramů (fg = 10-15g) C10F8
GC/MS: splitless nástřik: 1 pg oktafluorunaftalenu (OFN) – SIM režim m/z 272 - S/N > X LC/MS/MS: FIA: ESI+ 100 fg reserpine MRM: m/z 609 ->m/z 397 a 447 S/N > X
C33H40N2O9
Nejmenší absolutní detekované množství : SIM (MRM): řádově fg-pg TIC (Full Scan): řádově pg-ng Maximální abs. detekované množství: dané dynamickým rozsahem cca 3-5 řádů tzn. SIM (MRM) ng ;TIC (Full Scan) mg vždy však záleží na typu sloučeniny – odezva MS detektoru není univerzální
MS: Kvantitativní analýza – citlivost MS spektrometrů Příklad: GC-MS: nastřikované množství cca 1 – 2 µl roztoku, splitless Specifikace: 10 -12 g (pg) ve 1 µl roztoku c = 1 pg/ µl = 1 ng/ml = 1 µg/L LC-MS: nastřikované množství cca 10 – 20 µl roztoku, dávkovací smyčka Specifikace: 10 -12 g (pg) ve 10 µl roztoku c = 0,1 pg/ µl = 0,1 ng/ml = 0,1 µg/L Specifikace 1 pg – 1 fg platí jen pro vybrané analyty, některé látky poskytují však horší odezvu Pro snížení detekčního limitu je pak nutná předúprava vzorku.
18
3/7/2014
Předúprava vzorků Cíl: zjednodušení matrice vzorku (odstranění interferujících sloučenin) zakoncentrování analytu ve vzorku změna rozpouštědla např. voda není vhodná pro GC/MS analýzu
Způsoby předúpravy: filtrace centrifugace zakoncentrování odpařením extrakce (rozpouštědlová, Soxhlet) SPE (Solid Phase Extraction) SPME (Solid Phase Microextraction)
Předúprava vzorků: SPE – Solid Phase Extraction Vzorek (analyt s matricí) je nanesen na kondiciovanou vrstvu sorbentu. Matrice je oddělena a zakoncentrovaný analyt je eluován malým objemem vhodného rozpouštědla. Normální uspořádání fází Polární sorbent, nepolární rozpouštědlo Reverzní uspořádání fází Nepolární sorbent, polární rozpouštědlo Iontová výměna pro iontové sloučeniny
19
3/7/2014
Předúprava vzorků: SPME (Solid Phase Microextraction) Slouží pro zakoncentrování a analýzu těkavých sloučenin z plynných matricí nebo těkavých a semitěkavých sloučenin z vody
Zdroj: Sigma-Aldrich Vlákno: polymerní sorbent na nosiči: Carboxen 75 µm/ Polydimethylsiloxan (PDMS) 85 µm těkavé látky Mw 30 – 225 Da PDMS 100 µm
těkavé látky Mw 60 – 275 Da
PDMS 30 µm
semitěkavé nepolární
Polyakrylát (PA) 85 µm
Kompatibilita s vodnou matricí
semitěkavé polární
Praktické aplikace hmotnostní spektrometrie normované metody – různé oblasti – vodní hospodářství potravinářství Toxikologie – testování metabolitů drog v moči, krvi, vlasech atd. Medicinální diagnostika – farmakokinetické studie léčiv Forenzní analýza – požářiště, celníci – např.ropné produkty Průmyslové aplikace – testování kvality – zahraniční normy např. ASTM (American Society for Testing Materials) Výzkum, vývoj
20
3/7/2014
Aplikace hmotnostní spektrometrie ČSN normy např. ČSN ISO 24293 Jakost vod - Stanovení jednotlivých izomerů nonylfenolu - Metoda extrakce tuhou fází (SPE) a plynové chromatografie/hmotnostní spektrometrie (GC/MS) ČSN EN ISO 18856 Jakost vod - Stanovení vybraných ftalátů plynovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií ČSN EN ISO 17294-1 Jakost vod - Použití hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) - Část 1: Všeobecné směrnice ČSN EN ISO 17294-2 Jakost vod - Použití hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) - Část 2: Stanovení 62 prvků ČSN EN 15662 Potraviny rostlinného původu - Stanovení reziduí pesticidů s použitím GC-MS a/nebo LC-MS/MS po extrakci acetonitrilem/separaci a předčištění pomocí disperzní SPE - Metoda QuEChERS
Aplikace hmotnostní spektrometrie – toxikologie (1) Marihuana (THC) – detekce metabolitů v moči – hlavní metabolit 11-nor-9-carboxy-∆9-tetrahydrocannabinol (∆9-carboxy-THC)
immuno-assay testy – když jsou pozitivní – potvrzení pomocí GC/MS nebo LC/MS/MS v toxikologické laboratoři
21
3/7/2014
Aplikace hmotnostní spektrometrie – toxikologie (2) GC/MS – SPE + nutná derivatizace – úprava vzorku na TriMethylSilyl- těkavější deriváty
Zdroj: Restek
Aplikace hmotnostní spektrometrie – toxikologie (2) LC/MS/MS – pouze SPE, kratší časy analýz
Zdroj: Restek
22
3/7/2014
ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie) Stopová analýza prvků (kovů)
ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie) Způsob dávkování vzorku: Kapalina: tvorba aerosolu Pevné látky: Laserová ablace
Zdroj: Agilent-Technologies
23
3/7/2014
ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie) ICP torch – tvorba iontů
Zdroj: Agilent-Technologies
ICP-MS (Indukčně vázaná plazma – hmotnostní spektrometrie)
ICP-MS video http://www.youtube.com/watch?v=MQqtV2oiC6U ICP video 2012 http://www.youtube.com/watch?v=XTG--dofakE Zdroj: Agilent-Technologies
24
3/7/2014
Laserová ablace ICP-MS
Obsah kovů v ostatcích lidských zubů
ISOTOPE RATIO MASS SPECTROMETRY Využití v geologii, archeologii, kriminalistice Organická látka je katalyticky spálena na CO2 (CuO/Pt~ 800°C), voda je odstraněna přes NAFION membránu a CO2 je detekován pomocí MS (obvykle dva detektory jeden na 13 CO2 m/z 45 a druhý na 12 CO2 m/z 44) Standartní ref. látka – CaCO3 Pee Dee Belemnite (PDB) – rozkladem CO2 s poměrem pPDB =13C/12C = 0,01123 δ 13C = 1000 * (pvzorek – pPDB)/pPDB
CO2 výdech lidi Evropa
CO2 výdech lidi USA
Fosilní paliva
Methan atmosféra
Fosilní paliva
CO2 atmosféra
PDB
25
3/7/2014
GC/Isotope Ratio-MS Cholesterol izolován z lidských kostí 50 lidí z doby okolo 1000 n.l žíjících na anglickém pobřeží Analyzován přes GC pak katalyticky spálen na CO2 a sledován obsah izotopů 13C/12C pomocí MS Cholesterol původem z pozemských živočichů
Cholesterol původem z mořských živočichů
Převzato z Anal.Chem. 1996 (68), 4402 R.Scott, R.P.Evershead
26
