ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ MALDI – TOF MALDI – TOF

Μαργαρός Γιάννης

Προσδιορισμός Πολυμερούς ΥλικούΠροσδιορισμός Πολυμερούς Υλικού Προσδιορισμός Μοριακού Βάρους

Χρωματογραφία Διήθησης Πηκτής Διάθλαση Φωτός Ωσμομετρία Ιξωδομετρία

Προσδιορισμός Ακολουθίας Μονομερών Μονάδων Φασματοσκοπία ΝΜR

Προσδιορισμός Τελικών Ομάδων Τιτλοδότηση Φασματοσκοπία NMR Φασματοσκοπία FT - IR

Προσδιορισμός Καθαρότητας Στοιχειομετρική Ανάλυση Φασματοσκοπία NMR Φασματοσκοπία FT - IR

Προσδιορισμός ΜΒ με Φασματοσκοπία Προσδιορισμός ΜΒ με Φασματοσκοπία Μάζας Μάζας ((MMass ass SSpectroscopy)pectroscopy)

Χρησιμοποιείται στην ανάλυση ΜΒ τα τελευταία 50 χρόνια Απλή σχετικά οργανολογία Μεγάλη ακρίβεια Γρήγορη

αλλά...

Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΕΙΝΑΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΣΕ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΕΙΝΑΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΣΕ ΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΠΟΛΥΜΕΡΗ ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΑ ΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΠΟΛΥΜΕΡΗ ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΑ ΒΙΟΜΟΡΙΑ!ΒΙΟΜΟΡΙΑ!

Λόγω Χαμηλής Πτητικότητας ή Θερμικής Αστάθειας των ενώσεων αυτών

Βελτιώσεις και παραλλαγές της τεχνικής Βελτιώσεις και παραλλαγές της τεχνικής

MSMS..

Τεχνικές Ήπιου Ιονισμού

Chemical Ionization Secondary-Ion Mass Spectroscopy Field Desorption Fast Atom Bombardment Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization - Mass

Spectroscopy

MMatrix-atrix-aassisted ssisted LLaser aser DDesorption/esorption/IIonizationonization

Επιτρέπει τον προσδιορισμό μαζών συνθετικών πολυμερών με

ΜΒ > 200.000 Daltons (Da) μέσω ιονισμού και ατμοποίησης,

χωρίς όμως την αποικοδόμηση τους, γρήγορα με ακρίβεια προσδιορισμός μεγάλου αριθμού χαρακτηριστικών

του πολυμερούς

Μέθοδος Μέθοδος MALDIMALDI::

Ανιχνευτής Ανιχνευτής TOFTOF--MSMS::

TTime ime OOf f FFlightlight

Τεχνική ήπιου ιονισμού Τεχνική ήπιου ιονισμού MALDIMALDI

Ανάμιξη ένωσης - μήτρας και πολυμερούς σε κατάλληλο διαλύτη*.( Cmatrix = 100 x Cpolymer )

Απομάκρυνση διαλύτη, δημιουργία ομογενούς κρυστάλλου με ομοιόμορφή διασπορά μορίων πολυμερούς

Μεταφορά της ενέργειας του παλμού της ακτίνας laser στην μήτρα, μερική ατμοποίηση της με ακόλουθη μεταφορά άθικτων μορίων πολυμερούς στην αέρια φάση και παραγωγή φορτισμένων αλυσίδων πολυμερούς.

Αρχή ΛειτουργίαςΑρχή Λειτουργίας φασματογράφου φασματογράφου MALDI - MALDI - TOFTOF

Σκοπός χρησιμοποίησης μήτραςΣκοπός χρησιμοποίησης μήτρας

Απορρόφηση της ενέργειας της ακτίνας του laser, και επομένως αποφυγή αποικοδόμησης του πολυμερούς.

Ισχυρή απορρόφηση στο μήκος κύματος λειτουργίας του laser, στο οποίο ο αναλύτης δεν απορροφά σημαντικά.

Απομόνωση του ενός μορίου του πολυμερούς από τα άλλα. Ελαχιστοποίηση των διαμοριακών αλληλεπιδράσεων πέρα από

αυτές μήτρας – αναλύτη, άρα μείωση ενέργειας εξαέρωσης. Συμμετέχει στην δημιουργία των ιόντων είτε σαν μέσο

πρωτονίωσης(ανίχνευση κατιόντων) ή μέσο αποπρωτονίωσης (ανίχνευση ανιόντων).

Ανίχνευση συγκεντρώσεων της τάξης των picomoles ή και μικρότερες.

Ιδιότητες Ένωσης - Μήτρας Ιδιότητες Ένωσης - Μήτρας

Να είναι διαλυτή σε διάλυμα με τον αναλύτη*. Να έχει μεγάλο συντελεστή απορρόφησης στο

συγκεκριμένο μήκος κύματος λειτουργίας του laser.

Η μήτρα θα πρέπει να μην εμφανίζει χημική δραστικότητα με τον αναλύτη.

Να έχει μικρή τάση εξάχνωσης

Μήτρες Μήτρες MALDIMALDI

Μήτρες Μήτρες MALDIMALDI

Μήτρες Μήτρες MALDIMALDI

Διαδικασία Ιονισμού ΔείγματοςΔιαδικασία Ιονισμού Δείγματος

Φασματογράφος Μάζας Χρόνου Πτήσης Φασματογράφος Μάζας Χρόνου Πτήσης (TOF – MS)(TOF – MS)

Στηρίζει την λειτουργία του στη σχέση μεταξύ λόγου μάζας προς φορτίο ενός φορτισμένου σωματιδίου και χρόνου που απαιτείται για να διανύσει μια συγκεκριμένη απόσταση όταν επιταχυνθεί δια μέσου σταθερού ομογενούς πεδίου.

2

1

0

2

1

2

2

eV

mL

eE

mdt

Όπου m = μάζα σωματιδίου, e = ηλεκτρικό φορτίο, E = ένταση ασκούμενου ηλεκτροστατικό πεδίο, d = μήκος περιοχής επιτάχυνσης L = μήκος περιοχής ελεύθερης ηλεκτρικού πεδίου και Vo = εφαρμοζόμενο δυναμικό.

Πλεονεκτήματα ανιχνευτή Πλεονεκτήματα ανιχνευτή TOF – MSTOF – MS

Θεωρητικά έχει άπειρο εύρος τιμών ανιχνευόμενων μαζών.

Ιδανικός όπου έχουμε ιονισμό προκαλούμενο από παλμό ή αυτός είναι χωροταξικά περιορισμένος.

Ολοκληρωμένο φάσμα μαζών για κάθε περίπτωση ιονισμού.

Υψηλή ακρίβεια λόγω υψηλής ταχύτητας μετάβασης ιόντων προς τον ανιχνευτή.

Δεν υπάρχει ανάγκη σάρωσης της ακτίνας ιόντων. Το φάσμα λαμβάνεται και με εξαιρετικά μικρές ποσότητες

δείγματος(<10-18 mole στα πιο σύγχρονα όργανα). Σχετικά χαμηλό κόστος.

Αρχή λειτουργίαςΑρχή λειτουργίας TOF TOF-Μ-ΜS S ευθύγραμμης ευθύγραμμης κίνησηςκίνησης

Σφάλματα στην Σφάλματα στην TOF – MSTOF – MS ευθύγραμμης ευθύγραμμης κίνησηςκίνησης

Κατανομή στο χρόνο.

Κατανομή στο χώρο.

Κατανομή κινητικής ενέργειας.

t

t

m

m

2

0

2

1

00

2

1

2

1

02

1

00

2

1

2

22t

eEsU

DmUeEsU

eE

mt

Ελαχιστοποίηση σφάλματοςΕλαχιστοποίηση σφάλματος

Ανιχνευτής ανάκλασης ιόντωνΑνιχνευτής ανάκλασης ιόντων Απλού πεδίου

Διπλού πεδίου Τετραγωνικού πεδίου

Μετατροπή Φασμάτων Μετατροπή Φασμάτων MALDI-TOF MSMALDI-TOF MS

Εξαγωγή και επεξεργασία δεδομένωνΕξαγωγή και επεξεργασία δεδομένων

Πολυμερές:Πολυμερές:PPGPPG

MW=5.300MW=5.300

ΜΜnn=51.57=51.57

ΜΜww=52.27=52.27

I=1.01I=1.01

Εξαγωγή και επεξεργασία δεδομένωνΕξαγωγή και επεξεργασία δεδομένων

Πολυμερές:Πολυμερές:ΠολυστυρένιοΠολυστυρένιο

MW=20.000MW=20.000

ΜΜnn=19.337=19.337

ΜΜww=19.509=19.509

I=1.01I=1.01

Πολυμερή ΣυμπύκνωσηςΠολυμερή Συμπύκνωσης

Δm=134gr/mol

Δm=217gr/mol

Πολυμερή ΣυμπύκνωσηςΠολυμερή Συμπύκνωσης

Δm=134gr/mol

Δm=217gr/mol

THE ENDTHE END