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Tutorial MenueMassenspektrometrieLerneinheit 6 von 14

Massenspektrometer - Die Ionenquelle - Chemische Ionisation

Chemische Ionisation (CI)

Abb.1
Schematische Darstellung der Chemischen Ionisation

Die Chemische Ionisation (CI) ähnelt der Elektronenstoß-Ionisation sehr stark. In die Ionenquelle wird zusätzlich ein Ionisationsgas im großen Überschuss eingebracht. Dieses Gas wird durch einen Elektronenstrahl ionisiert und überträgt seine Ladung nach verschiedenen Mechanismen auf die gasförmigen Probenmoleküle. Dieser Ionisationsprozess erfolgt schonend.

Da die auf das Probenmolekül übertragene Überschussenergie gering ist, wird die Fragmentierung unterdrückt. Man erzeugt hauptsächlich Quasi-Molekülionen.

Die Chemische Ionisation wird besonders zur Bestimmung des Molekulargewichtes leicht fragmentierender Substanzen eingesetzt. Probleme ergeben sich aber, wenn thermisch empfindliche Proben untersucht werden sollen, da die Probe vor der Ionisation in den gasförmigen Zustand überführt werden muss. Die Methode kann also nur für im Hochvakuum unzersetzt verdampfbare Substanzen verwendet werden. Diese Einschränkung kann durch die Anwendung der Direkten Chemischen Ionisation (DCI) gemindert werden.

Neben der Bildung positiver Quasi-Molekülionen ist die Einlagerung von Elektronen in das Probenmolekül ein bei Substanzen mit hoher Elektronenaffinität bevorzugt ablaufender Prozess. Deshalb werden häufig die negativen Ionen im Massenspektrometer analysiert. Man spricht von Negativer Chemischer Ionisation (NCI).

Tab.1
Vor- und Nachteile der Chemischen Ionisation (CI)
VorteileNachteile
▪ hohe Ionenströme, hohe Empfindlichkeit ▪ sichere Bestimmung des Molekulargewichtes aufgrund intensiver Quasi-Molekülionen ▪ selektive Ionisation durch Wahl des Reaktandgases möglich ▪ sehr empfindlicher und selektiver Nachweis von Analyten mit hoher Elektronenaffinität ▪ bei ausschließlicher Bildung von Quasi-Molekülionen Gemischanalysen möglich ▪ wenig Strukturinformationen ▪ Beschränkung auf flüchtige Analyten ▪ Gefahr der thermischen Zersetzung ▪ evtl. keine korrekten Intensitäten der Isotopensignale ▪ Zusatzsignale durch Reaktandgas-Ionen und durch Cluster von Reaktandgas und Probe
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