högpresterande vätskekromatografi masspektrometri är en extremt mångsidig instrumental teknik vars rötter ligger i tillämpningen av mer traditionell vätskekromatografi till teorier och instrumentation som ursprungligen utvecklades för gaskromatografi (GC). Som namnet antyder innefattar instrumentationen en högpresterande vätskekromatograf (HPLC) fäst via ett lämpligt gränssnitt till en masspektrometer (MS). Den främsta fördelen HPLC / MS har över GC / MS är att den kan analysera ett mycket bredare spektrum av komponenter. Föreningar som är termiskt labila, uppvisar hög polaritet eller har en hög molekylmassa kan alla analyseras med HPLC/MS, även proteiner kan rutinmässigt analyseras. Lösningar som härrör från prover av intresse injiceras på en HPLC-kolonn som innefattar ett smalt rör av rostfritt stål (vanligtvis 150 mm längd och 2 mm inre diameter eller mindre) packat med fina, kemiskt modifierade kiseldioxidpartiklar. Föreningar separeras på grundval av deras relativa interaktion med den kemiska beläggningen av dessa partiklar (stationär fas) och lösningsmedlet eluering genom kolonnen (mobil fas). Komponenter som elueras från den kromatografiska kolonnen introduceras sedan till masspektrometern via ett specialiserat gränssnitt. De två vanligaste gränssnitten som används för HPLC / MS är elektrosprayjoniseringen och atmosfärstryckets kemiska joniseringsgränssnitt.
Elektrosprayjonisering
vid elektrosprayjonisering introduceras analyten till källan vid flödeshastigheter, typiskt i storleksordningen 1 oc min-1. Analytlösningsflödet passerar genom elektrospraynålen som har en hög potentialskillnad (med avseende på motelektroden) applicerad på den (typiskt i intervallet från 2,5 till 4 kV). Detta tvingar sprutningen av laddade droppar från nålen med en ytladdning av samma polaritet till laddningen på nålen. Dropparna avvisas från nålen mot källprovtagningskonen på motelektroden (visas i blått). När dropparna passerar utrymmet mellan nålspetsen och konen sker lösningsmedelsförångning. Detta är cirklat på Fig.1 och förstorad på i Fig.2. När lösningsmedelsindunstningen inträffar krymper droppen tills den når den punkt som ytspänningen inte längre kan upprätthålla laddningen (Rayleigh-gränsen) vid vilken tidpunkt en ”Coulombisk explosion” inträffar och droppen rippas isär. Detta ger mindre droppar som kan upprepa processen såväl som nakna laddade analytmolekyler. Dessa laddade analytmolekyler (de är inte strikt joner) kan vara ensamma eller multiplicera laddade. Detta är en mycket mjuk metod för jonisering som mycket lite kvarvarande energi behålls av analyten vid jonisering. Det är genereringen av multiplicerade laddade molekyler som gör det möjligt att analysera komponenter med hög molekylvikt, såsom proteiner, eftersom masspektrometerns massområde ökas kraftigt eftersom det faktiskt mäter mass-laddningsförhållandet snarare än massan i sig. Den stora nackdelen med tekniken är att mycket liten (vanligtvis ingen) fragmentering produceras även om detta kan övervinnas genom användning av tandemmasspektrometriska tekniker såsom MS/MS eller MSn.
Figur 1 en schematisk bild av ett ESI-gränssnitt
Figur 2 en schematisk bild av mekanismen för jonbildning
atmosfärstryck kemisk jonisering
atmosfärstryck kemisk jonisering
atmosfärstryck kemisk jonisering jonisering (APCI) är en analog joniseringsmetod till kemisk jonisering (ci). Den signifikanta skillnaden är att APCI uppträder vid atmosfärstryck och har sina primära tillämpningar inom jonisering av föreningar med låg massa (APCI är inte lämpligt för analys av termiskt labila föreningar). Den allmänna källinställningen (se Fig. 3) delar en stark likhet med ESI. Där APCI skiljer sig från ESI, är det sätt jonisering sker. I ESI, jonisering köps omkring genom potentialskillnaden mellan sprutnålen och konen tillsammans med snabb men mild desolvation. I APCI införs analytlösningen i en pneumatisk nebulisator och desolveras i ett uppvärmt kvartsrör innan de interagerar med koronaurladdningen som skapar joner. Corona-urladdningen ersätter elektronfilamentet i CI-atmosfärstrycket skulle snabbt ”bränna ut” alla filament – och producerar primär N2 2+ och N4+ + genom elektronjonisering. Dessa primära joner kolliderar med de förångade lösningsmedelsmolekylerna för att bilda sekundära reaktantgasjoner – t.ex. H3O+ och (H2O)nH+ (se Fig. 4). Dessa reaktantgasjoner genomgår sedan upprepade kollisioner med analyten vilket resulterar i bildandet av analytjoner. Den höga frekvensen av kollisioner resulterar i en hög joniseringseffektivitet och termisering av analytjonerna. Detta resulterar i spektra av övervägande molekylära arter och adduktjoner med mycket liten fragmentering. När jonerna har bildats går de in i pumpnings-och fokuseringsstadiet i ungefär samma som ESI.
Figur 3 en schematisk av komponenterna i en APCI-källa
Figur 4 en mer detaljerad bild av mekanismen för APCI
diagram och text (partiell) av Dr Paul Gates, School Of av kemi, University of Bristol