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Massenspektrometrie

Ionisierungsmethoden

EI

Die Elektronenstoßionisation (EI, electron ionisation) ist die klassische Ionisierungsmethode der organischen Massenspektrometrie. Ihre Anwendung ist jedoch auf thermisch stabile Substanzen beschränkt, die unzersetzt verdampfbar sind. Die Probenmoleküle werden bei dieser Methode durch Elektronen ionisiert, die von einer glühenden Kathode emittiert werden. Weil ein recht hoher Energiebetrag übertragen wird, enthält ein EI-Massenspektrum meistens intensive Signale für Fragmentionen und ist deshalb für die Identifizierung von Substanzen durch Vergleich mit Bibliotheksspektren nützlich. Bei einigen Verbindungsklassen fehlt der Peak für das intakte Molekülion völlig.

CI

Bei der Chemischen Ionisisation (CI, chemical ionisation) wird die Substanz durch eine Ion-Molekül-Reaktion mit einem Reaktandgasplasma ionisiert, z. B. durch Protonenübertragung. Da bei diesem Vorgang nur relativ wenig Energie übertragen wird, tritt kaum Fragmentierung auf; die Spektren werden durch intensive "Quasimolekülionen" dominiert. Allerdings ist auch hier die Verdampfbarkeit der Probe Voraussetzung.
Bei einer Variante der CI, der DCI (Desorption durch Chemische Ionisation bzw. Direkte Chemische Ionisation) fällt diese Einschränkung weg. Hierbei wird die Substanz  gelöst und auf eine Drahtschlaufe getropft. Nach Verdampfen des Lösemittels wird die Drahtschlaufe in das Plasma eingebracht und die Probe durch leichtes Erwärmen des Drahtes direkt in die Gasphase transferiert.

FAB

Die Fast Atom Bombardment Ionisation (FAB) zählt zu den "weichen" Ionisierungsmethoden aus kondensierter Phase. Bei dieser Messtechnik wird eine geringe Substanzmenge in einer Matrix (z. B. Glycerol, 3-Nitrobenzylalkohol, Triethanolamin etc.) gelöst und auf einen Probenträger in die Ionenquelle des Massenspektrometers gebracht. Die Ionisierung erfolgt dann durch Beschuß mit schnellen Edelgasatomen oder Cs-Ionen. Dabei wird die Bildung von Quasimolekülionen beobachtet. Im Falle von ionischen Verbindungen werden die präformierten Kationen und Anionen freigesetzt.

MALDI (matrix-assisted laser desorption/ionisation)

Die gelöste Probe wird mit der Lösung einer Matrix (UV-absorbierender Farbstoff) gemischt und auf ein Probentarget aufgebracht. Nach Verdunsten des Lösemittels bildet sich eine dünne, polykristalline Schicht. Bei Beschuss mit einem UV-Laser absorbiert die Matrix, die in einem großen Überschuss vorliegt, die Energie und gibt sie an die Probe weiter. Diese wird durch Anlagerung oder Abspaltung von H-Atomen oder Metallionen ionisiert und in die Gasphase desorbiert. Die Methode eignet sich vor allem für Biopolymere (Peptide, Proteine) und synthetische Polymere.

ESI (Electrospray ionisation) und APCI (Atmospheric pressure chemical ionisation)

Eine gute Beschreibung findet sich z. B. undefinedhier

 

Proben für HR-ESI-MS sollten möglichst rein sein; dies gilt auch für das verwendete Lösemittel (am besten LC/MS-Qualität).

Bitte angeben, welche Elemente in der gesuchten Summenformel enthalten sein können.


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