Keunggulan dan Kekurangan Metode Ionisasi

Posted by : Mayra Jumat, 07 Februari 2014

Beberapa Keunggulan dan Kekurangan Metode Ionisasi dalam Spektroskopi Massa

1. Electron Ionization (EI)/ Ionisasi Elektron

Ionisasi Elektron (EI) Juga disebut sebagai ionisasi tubrukan elektron, ionisasi electron merupakan metode ionisasi yang tertua dan terbaik untuk mengkarakterisasi dari semua metode ionisasi. Sebuah berkas elektron melewati sampel fase gas. Elektron yang bertabrakan dengan molekul analit netral bisa knock off elektron lain, menghasilkan ion bermuatan positif. Proses ionisasi dapat menghasilkan ion molekul yang akan memiliki berat molekul yang sama dan komposisi unsur dari analit awal, atau dapat menghasilkan ion fragmen yang sesuai dengan bagian yang lebih kecil dari molekul analit.

Potensi ionisasi merupakan energi elektron yang akan menghasilkan ion molekuler. Potensial tampil sebagai ion fragmen yang diberikan energi elektron yang akan menghasilkan ion fragmen. Ei merupakan spektrometer massa yang menggunakan elektron dengan energi 70 elektron volt (eV). Penurunan energi elektron dapat mengurangi fragmentasi, tetapi juga mengurangi jumlah ion yang terbentuk.

Keunggulan:

· Dapat diaplikasikan untuk hampir semua senyawa volatile

· Dapat menghasilkan spektrum massa

· Fragmentasi menyediakan informasi struktur

· Perpustakaan spektrum massa dapat dicari "sidik jari" massa EI spektral

Kekurangan:

· Sampel harus secara termal mudah menguap dan stabil

· Molekul Ion mungkin lemah atau tidak ada untuk banyak senyawa.

· Hanya dapat menganalisis senyawa dengan berat molekul rendah (<1000 Amu)

2. Chemical Ionization (CI)

Ionisasi kimia menggunakan reaksi ion-molekul untuk menghasilkan ion dari analit. Proses ionisasi kimia dimulai ketika pereaksi gas seperti metana, isobutana, atau amonia terionisasi oleh karena tabrakan elektron. Gas reagen dengan tekanan tinggi (atau waktu reaksi yang lama) menghasilkan reaksi ion-molekul antara ion reagen gas dan reagen gas netral. Beberapa produk dari reaksi ion-molekul dapat bereaksi dengan molekul analit untuk menghasilkan ion analit. Contoh (R = pereaksi, S = sampel, e = elektron, radikal = elektron, H = hidrogen

R + e ---> R +. 2e +

R +. + RH ---> RH + + R.

RH + + S ---> SH + + R

Keunggulan:

· Memberikan informasi berat molekul melalui molekul ion seperti ion [M + H] +, bahkan ketika EI tidak akan menghasilkan ion molekuler.

· Spektrum massanya sederhana, pola fragmentasi berkurang dibandingkan dengan EI

Kekurangan:

· Sampel harus secara termal mudah menguap dan stabil

· Fragmentasinya kurang dari EI, pola fragmen tidak cukup informatif

· Hasilnya tergantung pada jenis reagen gas, tekanan pereaksi gas atau waktu reaksi, dan sifat sampel.

3. Fast atomic bombardment (FAB)/Pemboman dengan Atom Cepat

Analit dilarutkan dalam sejumlah kecil matriks cair seperti gliserol, thioglycerol, m-nitrobenzyl alkohol, atau dietanolamina (sekitar 1 mikroliter) dan ditempatkan pada target. Target ini dibombardir dengan sinar atom cepat (misalnya, 6 keV atom xenon) yang mendesorpsi molekul seperti ion dan fragmen dari analit. Gugus ion dari matriks cair juga didesorbsi dan menghasilkan latar belakang kimia yang bervariasi dengan matriks yang digunakan.

Keunggulan :

· Cepat

· Sederhana

· Relatif toleran terhadap variasi dalam sampling

· Baik untuk berbagai macam senyawa

· Kuat arus ion, sangat baik dan memberikan resolusi tinggi pada pengukuran

Kekurangan:

· Latar belakang kimia yang tinggi menetapkan batas deteksi

· Sulit untuk membedakan senyawa kimia dengan berat molekul rendah

· Analit harus larut dalam matriks cair

4. Field Desorption (FD)

Sampel disimpan ke emitor dan emitor akan membiaska ke potensi yang lebih tinggi (beberapa kilovolt) dan arus yang melewatinya melalui emitor untuk memanaskan filamen. Spektrum massa diperoleh sebagai arus emitter yang secara bertahap akan meningkat dan sampel akan diuapkan dari emitor ke fase gas. Molekul-molekul analit yang terionisasi oleh elektron tunneling di ujung 'whiskers' emitor. Karakteristik ion positif yang dihasilkan adalah ion molekul radikal dan spesies cationattached seperti [M + Na] + dan [M-Na] +. Dan yang terakhir akan dihasilkan selama desorpsi ion logam alkali hadir dalam analit.

Keunggulan:

· Spektrum massanya sederhana, biasanya satu spesies ion molekul atau molekul-seperti per senyawa.

· Sedikit atau tidak ada bahan kimia pada latar belakang

· Bekerja dengan baik untuk molekul organik kecil, organometallics, berat molekul rendah

· polimer dan beberapa fraksi petrokimia

Kekurangan:

· Sensitif terhadap kontaminasi logam alkali dan sampel overloading

· Emitor relatif rapuh

· Analisisnya relatif lambat karena arus emitor meningkat

· Sampel harus stabil sampai batas termal tertentu untuk desorbed

5. Electrospray Ionization (ESI)

Larutan sampel disemprotkan di perbedaan potensial tinggi (beberapa kilovolt) dari jarum ke sebuah lubang dalam antarmuka. Panas dan aliran gas digunakan untuk ion desolvate yang ada dalam larutan sampel. Ionisasi elektrospray dapat menghasilkan ion multiply yang dibebankan dengan jumlah beban yang cenderung meningkat dengan meningkatnya berat molekul.

Keunggulan:

· Baik untuk dibebankan, senyawa polar atau dasar

· Pendeteksian massa senyawa yang tinggi pada massa-untuk-biaya rasio yang mudah
ditentukan oleh spektrometer massa yang paling (m/z biasanya kurang dari 2000 hingga 3000).

· Metode terbaik untuk menganalisis senyawa multiply

· Latar belakang kimia yang sangat rendah menyebabkan batas deteksi yang sangat baik

· Dapat mengendalikan atau tidak adanya fragmentasi dengan mengendalikan potensi antarmuka lensa

· Kompatibel dengan MS/MS metode

Kekurangan:

· Spesies multiply dibebankan membutuhkan interpretasi dan transformasi matematika (kadang-kadang bisa sulit)

· Dilengkapi dengan APCI. Tidak baik untuk bermuatan, non-dasar, senyawa dengan polaritas (egsteroids)

· Sangat sensitif terhadap kontaminan seperti logam alkali atau senyawa utama

· Aliran ion relatif rendah

· Hardware relatif kompleks dibandingkan dengan sumber ion lain

6. MALDI-TOF/MS (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionisation-Time of Flight/Mass Spectrometry)

Metode baru yang lebih cepat dan lengkap untuk mendeteksi senyawa hasil metabolisme seperti gula, asam lemak, asam amino, dan senyawa organik lainnya dari jaringan hewan atau tumbuhan. Matriks terdiri dari pengkristalan molekul. Identitas sesuai senyawa matriks ditentukan sampai batas tertentu dengan trial dan error, tetapi didasarkan pada beberapa pertimbangan desain molekul:

· Matriks yang mempunyai cukup berat molekul rendah tetapi cukup besar untuk tidak menguap selama persiapan sampel.

· Sering bersifat asam, bertindak sebagai sumber proton untuk mendorong ionisasi dari analitik.

· Memiliki penyerapan optik yang kuat, baik di UV atau jangkauan IR.

· Bersifat polar functionalized dengan kelompok, sehingga penggunaannya dalam larutan berair.

Keunggulan: Cepat dan dapat menentukan secara tepat berat molekul

Kekurangan:

· Memerlukan analisa massa yang kompatibel dengan teknik ionisasi berpulsa

· tidak mudah kompatibel dengan LC / MS

· Sinar laser tidak hanya menghasilkan ion dari molekul yang dianalisa akan tetapi juga membentuk ion-ion dengan berat molekul kecil (<500 Da) yang berasal dari matriks. “Disebabkan adanya pengganggu ini maka kita tidak dapat menganalisa molekul kecil seperti senyawa metabolit yang memerankan peran penting dalam metabolisme makhluk hidup”