ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гибридные методы из "Высокоэффективная газовая хроматография" Многомерная хроматография — это простой в реализации способ анализа, позволяющий использовать наилучшим образом разделительную способность современного оборудования и колонок. Во многих случаях применение этого метода позволяет упростить процедуру подготовки пробы, сократить продолжительность анализа сложных смесей и повысить его надежность. В гл. 8 приведены некоторые примеры, демонстрирующие применение капиллярных колонок в многомерных разделениях. [c.175] Популярность масс-спектрометров как детекторов для ГХ в первую очередь вызвана тем, что использование гибридного метода позволяет получать большое количество специфической информации. По сравнению с другими детекторами масс-спектрометр более универсален, а получаемая с его помощью информация характеризуется большей специфичностью. В отличие от других детекторов, чувствительных лишь к ойределенным классам соединений (так, электронозахватный детектор чувствителен только к га-логенсодержаш[им соединениям, а пламенно-ионизационный — к углеводородам), масс-спектрометр позволяет детектировать любые органические соединения [10-12]. Различие между масс-спектро-метром и другими ГХ-детекторами состоит в том, что в последнем детектирование осуществляется в соответствии с массой, т. е. с тем физическим свойством, которое присуще всем органическим соединениям. [c.176] Масс-спектр состоит из отдельных полос, высота которых соответствует относительному содержанию определенных ионов анализируемого соединения как функции массы [13, 14]. Эти ионы несут информацию о молекулярной массе и наиболее электронностабильных фрагментах исходной молекулы. По таким специфическим фрагментам можно, основываясь на атомной структуре, охарактеризовать молекулу анализируемого соединения. Па рис. 5-6 представлен масс-спектр ацетона, полученный при ионизации электронным ударом. В масс-спектре имеются полосы, соответствующие отношениям масса/заряд (т/г) 15 и 43. Эти ионные осколки представляют собой осколки исходной молекулы ацетона (т/г 58). Показано [14-16], что спектры, получаемые посредством электронного удара, воспроизводимы и специфичны для большинства органических соединений. [c.176] Другим важным преимуществом МС является возможность получения количественной информации о неразделенных или совместно элюируемых пиках. С этой целью проводят выделение ионного тока фрагмента с требуемой массой и рассматривают этот фрагмент как следовое соединение. Такой подход часто используется, чтобы уменьшить продолжительность ГХ анализа и быстро получить информацию о целевых соединениях в сложных матрицах. Описываемый подход используется в качестве стандартного метода при изучении метаболизма лекарств. Меченные изотопами молекулы элюируются совместно с определяемыми лекарственными соединениями. Затем получают профиль тока выбранного иона и используют полученные данные в качестве внутреннего стандарта для определенных биологических систем [10]. [c.177] Для получения ионов в масс-спектрометрах наиболее часто используется ионизация посредством электронного удара или химическая ионизация. До настоящего времени большинство масс-спектров получали с использованием ионизации электронным ударом. На рис. 5-10 представлена схема ионного источника электронного удара. Современные библиотеки масс-спектров содержат более 120 ООО спектров, полученных с ионизацией электронным ударом. Самой обширной библиотекой данных является коллекция масс-спектров ЕРА/КШ, которая используется для сопоставления и идентификации спектров при анализе лекарственных средств и объектов окружаюш ей среды [15]. [c.180] В масс-спектрометрах используются различные типы детекторов, однако наибольшее распространение получили электронные умно-, жители дискретного динодного и непрерывного динодного типов. Оба этих устройства обеспечивают высокие значения усиления (до 10 ), что позволяет детектировать чрезвычайно малые ионные токи (порядка фемтоампер). Возможность детектирования малых токов определяет очень высокую чувствительность масс-спектрометров как детекторов для ГХ. Большинство квадрупольных масс-спектрометрических систем обеспечивает детектирование пиктограммовых количеств летучих веществ при соотношении сигнал/шум, превышающем 10 1. [c.181] На рис. 5-12 представлена схема открытого ввода с делением потока [21] и показаны направления газовых потоков. Дополнительный поток газа-носителя проходит коаксиально выходу из колонки и создает гидравлическое соединение. Поток газа на продувку способствует тому, что вспомогательный Гс13 компенсирует любые отклонения в потоке, выходящем из колонки. Отклонения возникают из-за изменения вязкости гелия при программировании температуры термостата. [c.183] На рис. 5-13 показана схема непосредственного подсоединения капиллярных колонок к ионному источнику. Это простейший вариант стыковки ГХ — МС, который используется для капиллярных колонок с диаметром, не пpeв]i.lшaющим 0,2 мм [22]. [c.183] Рис- 5—13. Схема непосредственного подсоединения капиллярных колонок к ионному источнику электронного удара. [c.184] Возможности применения хромато-масс-спектрометрии для анализа органических веществ практически неограниченны. Этот метод с одинаковым успехом используется как в исследовательских работах, так и при проведении рутинных определений (контроль качества). Рис. 5-14 иллюстрирует использование ХМС для идентификации и охарактеризования компонентов сложной смеси органических растворителей, концентрация каждого из которых не превыщала 20 нг. [c.185] Даже небольшое число примеров показывает, что хромато-масс-спектрометрия является мощным методом, который можно применять для анализа практически любой смеси органических летучих соединений. Продолжительность анализа составляет всего несколько минут, что делает хромато-масс-спектрометрию на сегодняшний день наиболее эффективным, с точки зрения затрат, аналитическим методом. [c.187] Сочетание высокоэффективной газовой хроматографии с ИК-детектированием представляет собой мощное средство для получения специфической информации о молекулах анализируемых веществ. Под действием ИК-излучения возбуждаются деформационные и валентные колебания молекул вещества. Эти колебания являются характеристическими для функциональных групп анализируемой молекулы. Проводя интерпретацию спектров вручную или используя библиотеки спектров, можно идентифицировать хроматографируемые соединения по их ИК-спектрам. [c.187] Приборы для ИК-спектроскопии выпускаются промышленностью уже более 40 лет. В первых ИК-спектроскопах использовалось светорассеяние. Для разделения ИК-излучения на узкие полосы в них применяли призмы или дифракционные решетки. Затем последовательно облучали анализируемый образец полученными узкими полосами. Такой способ позволял осуществлять сравнительно медленное механическое сканирование. В современных ИК-спектрометрах с преобразованием Фурье вместо призмы или решетки используется интерферометр. В результате практически мгновенно происходит сканирование по всему ИК-диапазону. Такое усовершенствование ИК-спектрометров дало возмолшость подсоединять их непосредственно к капиллярным газовым хроматографам. [c.187] Для получения спектра ИК-поглощения из интерферограммы используется математическая операция, называемая преобразованием Фурье. Получаемая хроматограмма состоит из ИК-частот, которые были зафиксированы при хроматографировании. Такую хроматограмму называют хроматограммой общего отклика. Ее можно сравнить с хроматограммой общего ионного тока в хромато-масс-спектрометрии. Методика, используемм для преобразования интерферограмм в хроматограммы общего отклика. [c.188] ИК-спектроскоп совершенно незаменим при идентификации соединений, имеющих сходное строение. ИК-спектроскопия и масс-спектрометрия позволяют получить об анализируемом соединении дополняюпще друг друга сведения. Сочетание этих методов дает возможность провести качественный анализ неизвестного соединения с высокой степенью надежности. Это можно продемонстрировать на примере определения амфетамина и метамфетами-на (рис. 5-20). Масс-спектры этих веществ практически одинаковы, однако ИК-спектры сильно отличаются [25]. [c.190] Совместное использование И К- и МС-детектирования в сочетании с капиллярной газовой хроматографией выявляет и усиливает уникальные преимущества обоих спектральных методов. В такой системе можно, проведя однократный ввод пробы, осуществить разделение смеси в капиллярной колонке и получить ИК-и МС-данные о каждом пике, элюируемом из колонки. Сочетав ние гибридных методов обеспечивает более достоверную идентификацию анализируемого вещества, а также облегчает проведение библиотечного поиска. В качестве примера использования такого метода можно привести определение основных и нейтральных компонентов в объектах окружающей среды (рис. 5-21 и 5-22) [26]. Следует отметить сходство хроматограммы общего сигнала, полученной при ИК-детектировании, и хроматограммы общего ионного тока (МС-детектирование) (рис. 5-21). На рис. 5-22 приведены для сргшнения совершенно идентичные масс-спектры изомеров дихлорбензола и ИК-спектры соответствующих соединений. Более подробные сведения о ГХ-ИКС с преобразованием Фурье, сочетании этого метода с масс-спектрометрией, а также примеры использования этого гибридного-метода приведены в работах, перечисленных в списке дополнительной литературы к этой главе. [c.194] Вернуться к основной статье