Достоинства ТСХ-анализа

• ТСХ/ВЭТСХ пластинки могут быть использованы в любой момент, обычно не надо проводить их предподготовку;

• на одной пластинке достаточно места для нанесения от 20 до 30 проб или растворов сравнения, что позволяет провести их элюирование в одно и то же время;

• для элюирования всех зон достаточно всего нескольких миллилитров подвижной фазы;

Время самого анализа составляет всего несколько ми­нут, что позволяет очень быстро получить результаты, которые можно перенести на ВЭЖХ (т.е. использовать ТСХ как пробный метод для ВЭЖХ).

 

Тонкослойная хроматография с обращенной фазой. Сорбент предварительно пропитывают раствором соответствующего реагента, анализируемый водный раствор играет роль подвижной фазы [244].

Многофазная хроматография в тонком слое — хроматографирование на пластинке с двумя слоями разных сорбентов [255].

Осадительная тонкослойная хроматография для разделения и определения некоторых ионов. Пример — разделение Cu²⁺, Fe³, Ni²⁺, Co²⁺ на слое силикагеля, содержащего 14% 8-гидроксихинолина, или разделение I", Вг~, С1~ на слое силикагеля, пропитанном нитратом серебра. Зоны элементов получаются в виде полос, по ширине которых приближенно оценивают содержание соответствующего элемента [244].

Хромато-масс-спектрометрия — сочетание хроматографии и масс-спектрометрии. Применяют для анализа сложных смесей (до 500 компонентов). Исследование масс-спектра во время прохождения хроматографического пика [247, 256].

Масс-спектрометрия основана на разрушении органической молекулы под действием электронного удара и регистрации массы образующихся осколков. Допустим, что через пары вещества проходит поток электронов, энергию которых можно постепенно увеличивать. Если эта энергия достигнет определенного уровня, то при столкновении электрона с молекулой может произойти отрыв от нее электрона с образованием молекулярного иона М+

ABCD+е ® ABCD⁺ +2e-

молекулярный ион

Наименьшая энергия бомбардирующих (ионизующих) электронов, при которой возможно образование из данной молекулы иона, называется энергией ионизации вещества). Энергия ионизации является мерой прочности, с какой молекула удерживает наименее сильно связанный с ней электрон, следовательно, чем прочнее связь электронов с молекулой вещества, тем выше энергия ионизации. Как правило, для органических молекул энергия ионизации составляет 9—12 эВ.

Если энергия ионизующих электронов значительно превышает энергию ионизации, образующийся молекулярный ион получает избыточную энергию, которой может оказаться достаточно для разрыва в нем связей. В результате такого разрыва происходит распад молекулярного иона на частицы меньшей массы (фрагменты). Такой процесс называется фрагментацией. В практике масс-спектрометрии используются электроны с энергией 30— 100 эВ, что намного превышает энергию ионизации и обеспечивает фрагментацию молекулярного иона.

Реальная структура ионов, образующихся под электронным ударом, в подавляющем большинстве случаев не установлена. Для изображения строения фрагментов обычно используются стандартные структурные символы органической химии. Несмотря на условность такого изображения и, в основном, эмпирический характер закономерностей фрагментации, измерение массы образующихся осколков и их относительного количества позволяет получить ценную информацию о строении органических соединений.

Для получения масс-спектра пары вещества небольшими количествами с помощью специальной системы напуска вводятся в ионизационную камеру, где поддерживается глубокий вакуум (остаточное давление около 10^{-6 мм рт. ст.). Молекулы вещества бомбардируются потоком электронов, излучаемых раскаленным катодом. Разность потенциалов между катодом и анодом ускоряет электроны до определенного уровня энергии (например, до 30 ± ±2 эВ). Образующиеся ионы выталкиваются из ионизационной камеры небольшой разностью потенциалов. Получаемый поток ионов ускоряется, фокусируется сильным электрическим полем и попадает в магнитное поле. В результате бомбардировки молекул вещества электронами образуются частицы, имеющие положительный или отрицательный заряд, а также нейтральные частицы. При прохождении потока частиц через магнитное поле нейтральные частицы не изменяют направления, а положительные и отрицательные отклоняются в разные стороны. Величины отклонения ионов пропорциональны заряду и обратно пропорциональны их массе, иными словами, обратно пропорциональны массе, приходящейся на единицу заряда (}m/z).

R=SQRT(2*V*m/z H²)

Где V-напряжение, ускоряющее ионы, m – масса иона, z – заряд, Н – напряженность магнитного поля.

В обычной масс-спектрометрии принято регистрировать только частицы, имеющие положительный заряд. Учитывая, что заряд частицы, как правило, равен единице, величина m/z эквивалентна массе иона.

Если на выходе ионов из магнитного поля установить регистрирующее устройство, то частицы, различающиеся значениями m/z, будут давать раздельные сигналы. Интенсивность сигналов будет пропорциональна количеству частиц с данным значением m/z. Анализ ионов по величине m/z обычно производится при изменении напряженности магнитного поля; ионы постепенно фокусируются -в щель коллектора, где регистрирующее устройство производит запись образующихся электрических импульсов. Это масс-анализатор с однородным магнитным полем.

Квадрупольный масс-анализатор представляет собой квадрупольный конденсатор (рис. 6), к парам параллельных стержней к-рого приложены постоянное напряжение V и переменное высокочастотное V0cos(ot (со-частота, t-время); их суммы для каждой пары равны по величине и противоположны по знаку. Ионы, вылетевшие из ионного источника, движутся в камере анализатора вдоль оси z, параллельной продольным осям стержней, по сложным объемным спиралевидным траекториям, совершая поперечные колебания вдоль осей jc и у. При фиксированных значениях частоты и амплитуды переменного напряжения ионы с определенными значениями m/z проходят через квадруполъный конденсатор, у ионов с др. значениями m/z амплитуда поперечных колебаний достигает такой величины, что они ударяются о стержни и разряжаются на них. Развертка масс-спектра производится путем изменения постоянного и переменного напряжений или частоты. Для совр. квадрупольных масс-спектрометров R = 8000. – разрешающая способность. R = m/Dm

Рис. 6. Схема квадрупольного масс-анализатора: 1 - высокочастотный генератор; 2-генератор постоянного напряжения; 3-генератор развертки; 4 и 5-источник и детектор ионов.

Детекторы (приемники) ионов помещают на выходе при­бора. Для детектирования используют электрометрические уси­лители, позволяющие измерять ионные токи до 10^-14 А, электронные умножители и сцинтилляционные детекторы с фотоумножителем, к-рые обеспечивают счет отдельных ионов (ток 10^-19 А) и имеют малую постоянную времени, а также фотопластинки, преимущество к-рьгх в возможности регистрации всех ионов масс-спектра и накопление сигнала.

Хроматомасс спектрометрия.

Хроммасс – LCMS – это хроматограф совмещенный с масс-спектрометром. Современный прибор состоит из автосэмплера Gilson 215 – устройства, позволяющего отбирать много проб одну за другой по заданной программе в автономном режиме под управлением компьютера. Хроматографа, Shimatdzu который так же управляется компьютером, имеется возможность программно изменять состав элюента с течением времени. Так же данный хроматограф может быть использован для препаративной очистки веществ. И собственно масс-спектрометра API – 150.

Основная проблема взаимосвязи ЖХ и МС состоит в сложности перевода растворенных и сольватированных молекул образца в молекулярный газ без значительного его разрушения.

На рис. Показана схема устройства APCI – atmospheric pressure chemical ionization. Образец в растворителе распыляется потоком газа (nebulizer gas) Капли растворителя в потоке газа-носителя проходят через испаритель.

И после окончательного испарения в нем попадают в ионизатор. Ионизасия происходит за счет коронарного разряда на игле. (Corona discharge needle). Электроны от растворителя разряжаются на положительно заряженной игле. После этого образуются кластеры образца с растворителем, затем перенос протона с образованием молекулярного иона МН⁺.

 

 

 

Отрицательный полюс находится на пластине Curtain plate. Ионы ускоряются разностью потенциалов и проходят через диафрагму Orifice в область вакуума, где расположен квадрупольный масс-анализатор. Неионизированные молекулы образца и растворителя отдуваются потоком газа (Curtain gas), который идет между занавесной пластиной и диафрагмой.

 

 

Вся система управляется обычным компьютером с помощью программы Analyst 1.3.1. Спектр представляет собой совокупность хроматограмм с использованием в качестве детекторов детектора масс-спектрометра – хроматограмма ионного тока, обычных УФ детекторов на 254 и 215 нм и детектора ELSD – идентификация твердого вещества.

Кроме того имеется возможность получить масс-спектр любого пика в хроматограмме ионного тока, что иногда оказывается очень полезно.