ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ MALDI – TOF

25
ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ MALDI – TOF MALDI – TOF Μαργαρός Γιάννης

description

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ MALDI – TOF. Μαργαρός Γιάννης. Προσδιορισμός Πολυμερούς Υλικού. Προσδιορισμός Μοριακού Βάρους Χρωματογραφία Διήθησης Πηκτής Διάθλαση Φωτός Ωσμομετρία Ιξωδομετρία Προσδιορισμός Ακολουθίας Μονομερών Μονάδων Φασματοσκοπία ΝΜ R Προσδιορισμός Τελικών Ομάδων Τιτλοδότηση - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ MALDI – TOF

Page 1: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ MALDI – TOF MALDI – TOF

Μαργαρός Γιάννης

Page 2: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 3: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 4: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 5: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 6: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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.

Page 7: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Αρχή ΛειτουργίαςΑρχή Λειτουργίας φασματογράφου φασματογράφου MALDI - MALDI - TOFTOF

Page 8: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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.

Page 9: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 10: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Μήτρες Μήτρες MALDIMALDI

Page 11: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Μήτρες Μήτρες MALDIMALDI

Page 12: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Μήτρες Μήτρες MALDIMALDI

Page 13: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Διαδικασία Ιονισμού ΔείγματοςΔιαδικασία Ιονισμού Δείγματος

Page 14: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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.

Page 15: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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.

Page 16: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 17: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 18: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Ελαχιστοποίηση σφάλματοςΕλαχιστοποίηση σφάλματος

Ανιχνευτής ανάκλασης ιόντωνΑνιχνευτής ανάκλασης ιόντων Απλού πεδίου

Διπλού πεδίου Τετραγωνικού πεδίου

Page 19: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Μετατροπή Φασμάτων Μετατροπή Φασμάτων MALDI-TOF MSMALDI-TOF MS

Page 20: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 21: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

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

Page 22: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Πολυμερή ΣυμπύκνωσηςΠολυμερή Συμπύκνωσης

Page 23: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Δm=134gr/mol

Δm=217gr/mol

Πολυμερή ΣυμπύκνωσηςΠολυμερή Συμπύκνωσης

Page 24: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

Δm=134gr/mol

Δm=217gr/mol

Page 25: ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΜΑΖΑΣ  MALDI – TOF

THE ENDTHE END