การเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างก๊าซตัวพา 2 ตัวบนแก๊สโครมาโตกราฟี – แมสสเปกโตรมิเตอร์โดยใช้ช่องทางเข้าของท่อเปล่าและการแตกตัวเป็นไอออนในสนาม [แอปพลิเคชัน GC-TOFMS]

บทนำ

แก๊สโครมาโตกราฟ - เวลาความละเอียดสูงของสเปกโตรมิเตอร์มวลการบิน (GC-HRTOFMS) มีประโยชน์สำหรับการระบุองค์ประกอบทางเคมีของสารประกอบสังเคราะห์และสำหรับการยืนยันน้ำหนักโมเลกุล ไอออนไนซ์ภาคสนาม (FI) เป็นเทคนิคไอออไนเซชันแบบอ่อนที่เหมาะสำหรับการผลิตไอออนโมเลกุล การผสมผสานระหว่างช่องทางเข้าของท่อเปล่า ซึ่งตัวอย่างถูกนำจาก GC เข้าสู่ MS โดยท่อแคปิลลารีเปล่า และ FI สามารถวัดตัวอย่างได้ในเวลาน้อยกว่าการวัด GC-MS ปกติ นอกจากนี้ GC-HRTOFMS ที่มี FI ยังสามารถทำงานโดยอัตโนมัติโดยใช้เครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ ฮีเลียมถูกใช้เป็นก๊าซพาหะมาตรฐานสำหรับการแยก GC อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การจัดหาฮีเลียมเริ่มหายากมากขึ้น ส่งผลให้ราคาสูงขึ้น เป็นทางเลือก N₂ หรือเอช₂ ใช้แก๊สแทนเขาได้เลย ไนโตรเจนมีอยู่มากมาย ราคาถูก และปลอดภัยกว่า H₂.
ในการศึกษานี้ เทคนิคท่อเปล่า/FI โดยใช้ He และ N₂ เนื่องจากมีการใช้ก๊าซพาหะในการระบุองค์ประกอบทางเคมีของสารประกอบสังเคราะห์อินทรีย์และยืนยันการกระจายน้ำหนักโมเลกุล

การวัด

ตัวอย่างที่ทดสอบ ได้แก่ 1,1′-bis(dicyclohexylphosphino)ferrocene สำหรับการระบุองค์ประกอบทางเคมี และน้ำมันเครื่องเชิงพาณิชย์สำหรับการสังเกตการกระจายน้ำหนักโมเลกุล 1,1′-bis(dicyclohexylphosphino)เฟอร์โรซีนถูกเตรียมเป็น 1 มก./มล. และเตรียมน้ำมันเครื่องเป็น 10 มก./มล. ทั้งใน n-เฮกเซน
ตารางที่ 1 แสดงเงื่อนไขการวัด GC/HRTOFMS ในกรณีของการใช้ท่อเปล่า ไม่จำเป็นต้องตั้งค่าอัตราการไหลของก๊าซพาหะสำหรับความเร็วเชิงเส้นที่เหมาะสม และตั้งค่าเป็นค่าที่รักษาสุญญากาศของ MS ในขณะที่อนุญาตให้มีการควบคุมแรงดันที่ทางเข้า GC การสอบเทียบสำหรับการชดเชยการเลื่อนถูกนำมาใช้จากที่เก็บตัวอย่างมาตรฐานหลังจากตรวจพบตัวอย่าง

ตารางที่ 1 เงื่อนไขการวัด

ผลสอบ

โครมาโตแกรมกระแสไอออนรวม (TICCs) และแมสสเปกตรัม FI ของ 1,1′-bis (ไดไซโคลเฮกซิลฟอสฟีโน) เฟอร์โรซีนแสดงในรูปที่ 1 โมเลกุลไอออน [M]_- ถูกตรวจพบภายใต้สภาวะก๊าซพาหะทั้งสอง ไม่พบความแตกต่างที่โดดเด่นในรูปแบบไอโซโทปของโมเลกุลไอออนระหว่างก๊าซพาหะทั้งสอง เวลาในการตรวจวัดโดยใช้แก๊สตัวพาแต่ละตัวน้อยกว่า 1 นาที ตารางที่ 2 แสดงข้อผิดพลาดมวลระหว่างที่วัดได้ ม./ซ และคำนวณ ม./ซ. ไม่พบความแตกต่างของความแม่นยำของมวลที่เกิดจากแก๊สพาหะ

รูปที่ 1 สเปกตรัมมวล TICCs และ FI ของ 1,1ʹ-bis(ไดไซโคลเฮกซิลฟอสฟีโน)เฟอร์โรซีนภายใต้สภาวะก๊าซฮีเลียมและไนโตรเจน

รูปที่ 2 Mass Spectra ของ TICCs และ FI ของน้ำมันเครื่องที่ใช้สภาวะก๊าซฮีเลียมและไนโตรเจน

รูปที่ 3 แมสสเปกตรัม FI ที่ขยายใหญ่ขึ้นแสดงในรูปที่ 2
(รอบๆ ม./ซ 335~342)

ผลลัพธ์สำหรับตัวอย่างน้ำมันเครื่องแสดงในรูปที่ 2 ไอออนโมเลกุล [M]_- ถูกตรวจพบภายใต้สภาวะก๊าซพาหะทั้งสอง แมสสเปกตรัมของน้ำมันเครื่องประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน ซึ่งแสดงการกระจายตัวของโมเลกุลรอบๆ ม./ซ 188~540 และสังกะสีไดอัลคิลไดไทโอ-ฟอสเฟต ซึ่งสังเกตได้ที่ ม./ซ 546~616. ข้อผิดพลาดมวลที่ ม./ซ 188, 294 และ 540 (ซึ่งสอดคล้องกับด้านน้ำหนักโมเลกุลต่ำ, เบสพีค และด้านน้ำหนักโมเลกุลสูงของการกระจายมวลตามลำดับ) แสดงไว้ในตารางที่ 2 ไม่พบความแตกต่างที่น่าสังเกตในความแม่นยำของมวลที่เกิดจากก๊าซพาหะ และผลลัพธ์ที่เปรียบเทียบกันได้จากก๊าซพาหะทั้งสอง
รูปที่ 3 แสดงมุมมองแบบขยายของแมสสเปกตรัม FI ที่แสดงในรูปที่ 2 รอบๆ ม./ซ 335-342 และบริเวณใกล้เคียง ม./ซ 338.
สาม ม./ซ สัญญาณได้รับการยืนยันภายใน 0.5 u รอบ ม./ซ 338 สัญญาณทั้งสามนี้ไม่เพียงแต่แยกมวลออกจากกันโดยสมบูรณ์เท่านั้น แต่ยังสามารถประมาณองค์ประกอบทางเคมีของพวกมันได้ด้วย

ตารางที่ 2. การเปรียบเทียบความคลาดเคลื่อนของมวลโมเลกุลไอออนระหว่าง He และ N₂ สภาวะก๊าซพาหะ

สรุป

ในเอกสารการใช้งานนี้ เราเปรียบเทียบผลการวัดก๊าซพาหะสองรายการโดยใช้ GC-HRTOFMS และเทคนิคท่อเปล่าเข้า/FI ผลลัพธ์แสดงความแม่นยำของมวลที่เทียบเคียงได้ การกระจายน้ำหนักโมเลกุล และความละเอียดของมวลโดยก๊าซพาหะทั้งสอง ดังนั้น N₂ ก๊าซมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุน
GC-HRTOFMS ที่มีท่อเปล่า/ เทคนิค FI สามารถใช้เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการระบุองค์ประกอบทางเคมีและน้ำหนักโมเลกุลโดยไม่คำนึงว่า He หรือ N₂ ใช้เป็นแก๊สพาหะ

อ้างอิง

1) มาซาอากิ อุบุกาตะ, อากิฮิโกะ คูไซ, จูนิจิ โอซูกะ, คาซูโอะ ทานากะ, ทาเคโอะ คาเนโกะ, เคนเซ โคบายาชิ, เจ.แมสสเปกตรัม สังคม ญป., 56(1), 13-19(2008).

การแก้ปัญหาตามสาขา

เคมี

รายการสินค้า ที่เกี่ยวข้อง

JMS-T2000GC AccuTOF™ GC-Alpha แก๊สโครมาโตกราฟีประสิทธิภาพสูง - แมสสเปกโตรมิเตอร์ไทม์ออฟไฟลท์