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Massenspektrometer - Die Ionenquelle - Spray-Ionisation

Berechnung der Ionenladung

Aus den aufgenommenen Massenspektren ist das Molekulargewicht des Analyten auf Grund der Mehrfach-Ladung der Molekülionen nicht direkt zugänglich. Zur Ermittlung gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Berechnung aus benachbarten Signalen:

Dazu verwendet man zwei Signale, die von Molekülionen mit unterschiedlicher Ladung resultieren. Im Fall positiver Ionen geht man davon aus, dass die gebildeten Ionen mit n Ladungen durch Anlagerung von n Protonen entstanden sind. Ein Ion der Masse M wird demzufolge im Spektrum bei der Massenzahl m = [ M + n H ] / beobachtet. Wird diese Betrachtung für zwei benachbarte Ionen im Spektrum, deren Ladung und Protonenzahl sich ja um 1 unterscheiden, durchgeführt, erhält man folgende zwei Gleichungen:

m 1 = [ M + n m H ] / n m 2 = [ M + ( n + 1 ) m H ] / ( n + 1 )

Da m H = 1 ist, ergibt sich:

n = ( m 2 1 ) / ( m 1 m 2 )      und   M = n ( m 1 1 )

Natürlich werden diese Berechnungen automatisch vom Auswerterechner des Massenspektrometers durchgeführt.

2. Durchführung hochauflösender Messungen:

Mit Hilfe hochauflösender Messungen kann der Abstand der Isotopenpeaks des Molekülionen-Peaks vom Molekülionenpeak ermittelt werden. Daraus läßt sich direkt die Ladung ermitteln, denn bei einfach geladenen Ionen beträgt der Abstand des ersten C13-Isotopenpeaks eine Massenzahl, bei zweifach geladenen Ionen, die ja bei m/z= m/2 gemessen werden, eine halbe Massenzahl usw.

Für die exakte Bestimmung hochgeladener Ionen ist ein leistungsfähiges hochauflösendes Massenspektrometer notwendig.

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