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Massenspektrometrie - kompakt

Das Massenspektrum

Bei der Aufnahme eines Massenspektrums wird vom Detektor die Intensität der Ionen in Abhängigkeit vom Masse-Ladungsverhältnis registriert. Die analogen Signale (Gauß-Kurven) werden zu einem Strich zusammengefasst - man erhält ein Strichspektrum. Dieses Massenspektrum kann in Form einer Tabelle angegeben werden. Übersichtlicher ist die Darstellung in grafischer Form.

Beide Formen der Repräsentation werden am Beispiel des Massenspektrums von Acetylsalicylsäure, aufgenommen nach Elektronenstoß-Ionisation mit 70eV, gezeigt.

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Abb.1
Acetylsalicylsäure

Acetylsalicylsäure, C9H8O4, M=180 gmol-1

Massenspektrum in grafischer Darstellung

Auf der Ordinate wird die relative Intensität der Ionen dargestellt, auf der Abszisse das Masse/Ladungsverhältnis. Die absolute Intensität wird meist nur als Zahl für den intensivsten Peak angegeben. Um wichtige Signale mit geringer Intensität in den Spektren anzuzeigen, kann ein bestimmter Massenbereich verstärkt werden. In diesem Spektrum wurde beispielsweise die Ordinate im Massenbereich m/z = 170 bis m/z = 200 um den Faktor 20 gestreckt.

Abb.2
Massenspektrum von Acetylsalicylsäure (EI 70eV)

Das Signal bei der höchsten Masse stellt (von wenigen Ausnahmen abgesehen) den Molekülionenpeak dar. Aus diesem Peak kann direkt das Molekulargewicht der Probe entnommen werden.

Da die Atome, aus denen organische Moleküle aufgebaut sind, auch natürliche Isotope enthalten, werden die Peaks in Massenspektren von einem oder mehreren so genannten Isotopenpeaks begleitet. Aus den Intensitätsverhältnissen der Isotopenpeaks kann die Sorte und Anzahl der Atome, die in der Probe enthalten sind, ermittelt werden.

Alle Signale im Massenspektrum, deren Masse kleiner als die des Molekülions ist, entstehen durch eine Fragmentierung der Probemoleküle. Man nennt diese Peaks Fragmentionenpeaks. Sie liefern Aussagen über die Struktur des Analyten.

Der Basispeak ist das Signal mit der höchsten Intensität. Darauf bezieht man sich bei der Berechnung der relativen Intensitäten aller anderen Peaks.

Massenspektrum in Tabellenform

In der Tabelle wird das Masse-Ladungsverhältnis m/z aller Peaks, die einen bestimmten Schwellwert überschreiten (hier z. B. 1 Prozent relative Intensität), angegeben. Der zugehörige Messwert ist die absolute Intensität. Diese Größe hängt sehr stark von den Geräteeinstellungen und Messparametern ab und ist wenig aussagekräftig. Deshalb bezieht man die absolute Intensität jedes Peaks auf die des intensivsten Peaks und erhält die relative Intensität in Prozent. Zusätzlich wird manchmal der Anteil der einzelnen Ionen am Gesamtionenstrom angegeben. Dazu werden alle Signalintensitäten ab einer bestimmten Masse (hier z. B. m/z = 20) addiert, die Summe wird als Bezugspunkt gleich 100 gesetzt.

Tab.1
Massenspektrum in Tabellenform
m/z absolute Intensitätrelative Intensität in %Anteil am Ionenstrom in %
391.940.0001,90,75
4340.500.00039,715,57
635.810.0005,72,23
9226.500.00026,010,19
120102.000.000100,039,21
12115.500.00015,25,96
13863.800.00062,624,53
1632.640.0002,41,01
1801.430.0001,40,55
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