एक शीत इनलेट सिस्टम और इलेक्ट्रॉन प्रभाव मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग अस्थिर और ऑक्सीकरण संवेदनशील यौगिकों का विश्लेषण
Summary
यह वीडियो इलेक्ट्रॉन प्रभाव आयनीकरण का उपयोग अस्थिर और ऑक्सीकरण संवेदनशील यौगिकों के जन spectrometrical विश्लेषण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है. प्रस्तुत तकनीक धातु organyls, silanes, या ऐसे SCHLENK तकनीक के रूप में निष्क्रिय स्थिति, का उपयोग कर नियंत्रित किया जाना है जो phosphanes के साथ काम कर रहा है, खासकर अकार्बनिक दवा की दुकानों के लिए ब्याज की है.
Abstract
यह वीडियो इलेक्ट्रॉन प्रभाव आयनीकरण का उपयोग अस्थिर और ऑक्सीकरण संवेदनशील यौगिकों के जन spectrometrical विश्लेषण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है. सभी राज्य के अत्याधुनिक बड़े पैमाने पर spectrometric तरीकों विश्लेष्य (electrospray आयनीकरण), सह के कम से कम एक नमूना तैयार कदम, जैसे, विघटन और कमजोर पड़ने की आवश्यकता के रूप में मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा अस्थिर और ऑक्सीकरण संवेदनशील यौगिकों का विश्लेषण आसानी से हासिल नहीं है मास स्पेक्ट्रोमीटर के आयनीकरण स्रोत में एक मैट्रिक्स यौगिक (मैट्रिक्स की मदद से लेजर desorption / आयनीकरण), या तैयार नमूनों के हस्तांतरण के साथ analyte की -crystallization, वायुमंडलीय परिस्थितियों में ही किया जा सकता. यहाँ एक नमूना इनलेट प्रणाली का उपयोग एक इलेक्ट्रॉन प्रभाव आयनीकरण स्रोत से लैस एक क्षेत्र क्षेत्र मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग अस्थिर धातु organyls, silanes, और phosphanes के विश्लेषण में सक्षम बनाता है जो वर्णन किया गया है. सभी नमूना तैयार कदम और आयन स्रोत में नमूना परिचयमास स्पेक्ट्रोमीटर ऑक्सीकरण के लिए अत्यधिक अतिसंवेदनशील यौगिकों के विश्लेषण को सक्षम करने, या तो हवा से मुक्त परिस्थितियों में या वैक्यूम के तहत जगह ले. प्रस्तुत तकनीक ऐसी SCHLENK तकनीक के रूप में निष्क्रिय स्थिति, का उपयोग कर नियंत्रित किया जाना है, जो धातु organyls, silanes, या phosphanes, साथ काम करना, विशेष रूप से अकार्बनिक दवा की दुकानों के लिए ब्याज की है. आपरेशन के सिद्धांत इस वीडियो में प्रस्तुत किया है.
Introduction
ऐसे मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा धातु organyls, silanes, या phosphanes रूप यौगिकों का विश्लेषण हमेशा संभव नहीं है. इन यौगिकों के कई हवा के संपर्क में जब तेजी से विघटित करने के लिए जाना जाता है. जन स्पेक्ट्रा जब मापने इसलिए सबसे महत्वपूर्ण कदमों में नमूना तैयार करने, हवा के अभाव में मास स्पेक्ट्रोमीटर और आयन पीढ़ी में analyte का स्थानांतरण कर रहे हैं. इस प्रोटोकॉल में, हम कारण परिवेश शर्तों के तहत उनके लिए मुश्किल से निपटने और तेजी से अपघटन करने के लिए पहले से मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा विश्लेषण किया जा नहीं अस्थिर यौगिकों की जन स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए यह संभव बनाता है जो एक प्रवेश प्रणाली, इन आवश्यकताओं को पूरा करने और पेश करने के लिए एक रणनीति का वर्णन. इस प्रकार, उपन्यास या मौजूदा अस्थिर धातु organyls, ऑक्सीकरण या hydrolysis के लिए अतिसंवेदनशील silanes और phosphanes, की स्पष्ट पहचान, अब मास स्पेक्ट्रोमेट्री की सहायता से किया जा सकता है. यौगिकों का विश्लेषण करने के क्रम में मुलाकात की है, जो दो आवश्यकताओं हैं जोअक्रिय परिस्थितियों में नमूना तैयार करने और आयन पीढ़ी: ऑक्सीकरण या hydrolysis के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं. पिछले परिसर आसानी वैक्यूम के तहत काम एक आयन स्रोत के साथ एक मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया जा सकता. यह सबसे मैट्रिक्स की मदद से लेजर desorption / आयनीकरण (MALDI) मास स्पेक्ट्रोमीटर के साथ और सभी इलेक्ट्रॉन प्रभाव ionization (ईआइ) मास स्पेक्ट्रोमीटर 1,2 के साथ मामला है. आयनीकरण प्रक्रिया परिवेश की स्थिति 3 के तहत जगह लेता है के रूप में electrospray ionization (ईएसआई), ऑक्सीकरण या hydrolysis के लिए अतिसंवेदनशील यौगिकों के विश्लेषण के लिए आसानी से संगत नहीं है. हालांकि, ऑक्सीजन या पानी, सुखाने और सबसे ईएसआई सूत्रों संचालित कर रहे हैं, जिसके साथ nebulizing गैस के साथ सख्ती नहीं प्रतिक्रिया जो कुछ यौगिकों के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री 4 द्वारा विश्लेषण के लिए पर्याप्त है. यह भी ईएसआई, जैसे, कम तापमान ईएसआई, कम तापमान वायुमंडलीय दबाव आयनीकरण, और कम तापमान तरल माध्यमिक आयन मास Spectr के समान आयनीकरण रणनीतियों के लिए मामला हैometry 5-7. इसके विपरीत, अक्रिय परिस्थितियों में आयन स्रोत में नमूना तैयार करने और हस्तांतरण और अधिक चुनौतीपूर्ण है. दोनों MALDI और ईएसआई उपकरणों माहौल निष्क्रिय 4,8 में ऑक्सीकरण और / या hydrolysis के लिए अतिसंवेदनशील यौगिकों का नमूना तैयार करने को सक्षम करने के क्रम में दस्ताना बॉक्स के साथ मिलकर किया गया है. मास स्पेक्ट्रोमीटर या तो दस्ताना बॉक्स (MALDI) से जुड़ी एक हस्तांतरण केशिका (ईएसआई) या सीधे के साथ दस्ताना बॉक्स को interfaced है. तरल इंजेक्शन क्षेत्र desorption / आयनीकरण (LIFDI) – – संवेदनशील यौगिकों का विश्लेषण 9,10 सूचना मिली थी जिसके साथ एक हस्तांतरण केशिका के माध्यम से एक मास स्पेक्ट्रोमीटर के लिए एक दस्ताना बॉक्स के युग्मन भी एक और आयनीकरण रणनीति का उपयोग संभव होगा.
साथ ही, MALDI और LIFDI अत्यधिक अस्थिर यौगिकों के विश्लेषण के लिए उपयुक्त नहीं हैं. MALDI एक मैट्रिक्स के साथ analyte के सह क्रिस्टलीकरण की आवश्यकता है और LIFDI एक ईएमआई पर विश्लेष्य के बयान की आवश्यकताएक समाधान से tter. दोनों आयनीकरण रणनीतियों के साथ यह विश्लेष्य विलायक के साथ लुप्त हो जाएगा कि बहुत संभावना है. MALDI उपकरणों के विपरीत, ईआइ मास स्पेक्ट्रोमीटर आमतौर पर आयन स्रोत में नमूना प्रस्तुत करने के लिए कई तरीके प्रदान करते हैं: प्रत्यक्ष इनलेट जांच (ठोस, तेल, या मोम की थोड़ी मात्रा एक धक्का रॉड का उपयोग शुरू की है जो एक एल्यूमीनियम क्रूसिबल में जमा कर रहे हैं) , एक गैस chromatograph साथ एक पट (तरल पदार्थ के लिए) प्रवेश, या युग्मन. फिर, नमूना हस्तांतरण के कम से कम हिस्सा परिवेश परिस्थितियों में जगह लेता है और एक आभ्यांतरिक वातावरण के तहत प्रदर्शन करने के लिए मुश्किल है.
अखिल गिलास गरम इनलेट प्रणाली (AGHIS) 11,12 – 1960 में, एक नमूना इनलेट प्रणाली एक ईआइ साधन के आयन स्रोत में वैक्यूम के तहत नमूने की शुरूआत में सक्षम बनाता है जो पेश किया गया. यहाँ, नमूना AGHIS में डाला गया था जो गिलास केशिका, के एक मोहरबंद टुकड़ा अंदर स्थित था. बाद में, AGHIS खाली थाऔर नमूने के साथ ग्लास कंटेनर टूटा था. AGHIS तो एक दरार के माध्यम से एक ईआइ जन स्पेक्ट्रोमीटर के आयन स्रोत पर पहुंच गया जो नमूना लुप्त हो जाना गर्म था. नमूने के साथ गिलास केशिका एक दस्ताना बॉक्स के अंदर तैयार किया गया था, नमूना हवा तक किसी भी संपर्क के बिना मास स्पेक्ट्रोमीटर में पेश किया जा सकता है. हालांकि, AGHIS व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है और यहां तक कि एक कुशल glassblower कार्यशाला के लिए इकट्ठा करने के लिए मुश्किल नहीं है जो एक तंत्र है. कारण बड़े आयाम एक धक्का रॉड का उपयोग प्रत्यक्ष इनलेट के बीच स्विच और AGHIS सीधे आगे नहीं है.
हमारे मास स्पेक्ट्रोमेट्री प्रयोगशाला में, हम AGHIS की शैली में एक समान प्रवेश प्रणाली विकसित की है. यह प्रवेश प्रणाली के लिए गर्मी के लिए संभव नहीं है लेकिन, जैसा कि विश्लेष्य मास स्पेक्ट्रोमीटर के आयन स्रोत में प्रवेश करने के क्रम में एक निश्चित अस्थिरता का प्रदर्शन करने के लिए है. analyte की अस्थिरता तरल नाइट्रोजन ते में वैक्यूम के तहत परिसर के हस्तांतरण के लिए अनुमति देने के लिए पर्याप्त हो गया हैmperature – या तो उबलते या बनाने की क्रिया द्वारा. कस्टम बनाया इनलेट प्रणाली नमूना युक्त एक Lockable टेस्ट ट्यूब संलग्न किया जा सकता है, जो करने के लिए सीधे प्रवेश प्रणाली, एक सुई वाल्व के साथ एक स्टेनलेस स्टील ट्यूब, और एक निकला हुआ किनारा पर तैनात है, जो एक स्टेनलेस स्टील प्लेट, के होते हैं. सेकंड के भीतर आसानी से किया जा सकता है एक धक्का रॉड का उपयोग ठंड प्रवेश प्रणाली और प्रत्यक्ष इनलेट के बीच स्विच – ठंड प्रवेश प्रणाली की स्थापना (Autospec एक्स, अब वैक्यूम जनरेटर, जल कार्पोरेशन, मैनचेस्टर, ब्रिटेन) मास स्पेक्ट्रोमीटर के लिए कोई संशोधन की आवश्यकता है.
ऑक्सीकरण या hydrolysis के लिए अतिसंवेदनशील धातु organyls, silanes, या phosphanes, विश्लेषण किया जाना है जब प्रस्तुत इनलेट प्रणाली विशेष रूप से उपयोग की है. इन यौगिकों आमतौर पर परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी या अवरक्त (आईआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग विश्लेषण कर रहे हैं. वे incomplet उपज क्योंकि दुर्भाग्य से, इन तरीकों में एक परिसर का एक स्पष्ट पहचान के लिए हमेशा नहीं की अनुमतिई जानकारी, जैसे, इस तरह क्लोरीन या ब्रोमीन जैसे तत्वों अणु का हिस्सा रहे हैं. दूसरी ओर गैस इलेक्ट्रॉन विवर्तन विश्लेष्य के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करने में सक्षम है, हालांकि, विधि बहुत समय लगता है, नमूना तैयार करने के लिए मुश्किल है, और केवल कुछ समूहों इन विश्लेषण 13,14 का संचालन करने में सक्षम हैं. इधर, ईआइ मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा ऑक्सीकरण या hydrolysis के लिए अतिसंवेदनशील धातु organyls, silanes, या phosphanes, के विश्लेषण के लिए ठंड प्रवेश प्रणाली के बारे में जानकारी के साथ उन्हें आपूर्ति से महान उपयोग के लिए (में) उपन्यास यौगिकों की स्पष्ट पहचान को सक्षम करने के लिए जैविक दवा की दुकानों का है एक अणु की और विशेषता टुकड़ा आयनों की बड़े पैमाने पर. एक पदार्थ के लिए जन स्पेक्ट्रा के मापन के लिए ही शर्त कम दबाव पर एक निश्चित अस्थिरता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
मानक नमूना तैयार करने की प्रक्रियाओं के तहत विघटित जो यौगिकों से जन स्पेक्ट्रा के अधिग्रहण इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत किया है. प्रस्तुत तकनीक विशेष रूप से अकार्बनिक दवा की दुकानों के लिए यह दिलचस्प बन…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
JS is indebted to Prof. B. Hoge of the Inorganic Chemistry department, Bielefeld University, for the idea of establishing the presented inlet system. The analyzed phosphane was a generous gift from Prof. B. Hoge. Sample preparation of the analyzed compound was performed by M. Wiesemann. Photographs of the phospane were taken by Dr. J. Bader. The mechanical workshop of the faculty of chemistry is acknowledged for the manufacturing of the interface and the glass workshop of the faculty of chemistry for the manufacturing of the lockable test tubes with flanges. Prof. B. Hoge and Prof. H. Gröger are acknowledged for funding of this publication.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| VG Autospec X | Micromass Co. UK Ltd (now Waters) | other EI mass spectrometers with direct inlet using a push rod should also be compatible with this technique | |
| Lockable test tubes with flange | – | – | costum made, teflon tap should be used for locking the test tube |
| Interface for lockable test tubes | – | – | costum made , interface is prepared from stainless steel. Needle valve has to be included into the interface-design! |
| Schlenk line | – | – | costum made, has to include vacuum pump for evacuation of thest tubes and cold trap with liquid nitrogen for trapping of the sample |
Referências
- Field, F. H., Franklin, J. L. . Electron Impact phenomena and the Properties of Gaseous Ions Revised Edition. , (1957).
- Schaeffer, O. A. An Improved Mass Spectrometer Ion Source. Rev. Sci. Instrum. 25, 660-662 (1954).
- Yamashita, M., Fenn, J. B. Electrospray Ion Source – Another Variation of the Free-Jet Theme. J. Phys. Chem. 88, 4451-4459 (1984).
- Lubben, A. T., McIndoe, J. S., Weller, A. S. Coupling an electrospray ionization mass spectrometer with a glovebox: A straightforward, powerful, and convenient combination for analysis of air-sensitive organometallics. Organometallics. 27, 3303-3306 (2008).
- Cooper, G. J. T., et al. Structural and Compositional Control in {M12} Cobalt and Nickel Coordination Clusters Detected Magnetochemically and with Cryospray Mass Spectrometry. Angewandte Chemie International Edition. 46, 1340-1344 (2007).
- Wang, W. S., Tseng, P. W., Chou, C. H., Shiea, J. Detection of reactive 1,2,3-hexatriene-5-one monomer by low-temperature atmospheric pressure ionization mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 12, 931-934 (1998).
- Wang, C. H., et al. Detection of a thermally unstable intermediate in the Wittig reaction using low-temperature liquid secondary ion and atmospheric pressure ionization mass spectrometry. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 9, 1168-1174 (1998).
- Eelman, M. D., Blacquiere, J. M., Moriarty, M. M., Fogg, D. E. Shining new light on an old problem: Retooling MALDI mass spectrometry for organotransition-metal catalysis. Angewandte Chemie-International Edition. 47, 303-306 (2008).
- Linden, H. B. Liquid injection field desorption ionization: a new tool for soft ionization of samples including air-sensitive catalysts and non-polar hydrocarbons. Eur. J. Mass Spectrom. 10, 459-468 (2004).
- Gross, J. H., et al. Liquid injection field desorption/ionization of reactive transition metal complexes. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 386, 52-58 (2006).
- Peterson, L. Mass Spectrometer All-Glass Heated Inlet. Analytical Chemistry. 34, 1850-1851 (1962).
- Stafford, C., Morgan, T. D., Brunfeldt, R. J. A mass spectrometer all-glass heated inlet. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics. 1, 87-92 (1968).
- Hayes, S. A., Berger, R. J. F., Mitzel, N. W., Bader, J., Hoge, B. Chlorobis(pentafluoroethyl)phosphane: Improved Synthesis and Molecular Structure in the Gas Phase. Chemistry-a European Journal. 17, 3968-3976 (2011).
- Zakharov, A. V., et al. Functionalized Bis(pentafluoroethyl)phosphanes: Improved Syntheses and Molecular Structures in the Gas Phase. European Journal of Inorganic Chemistry. , 3392-3404 (2013).
