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Theorie der chemischen Ionisation
Chemische Ionisation - Überblick
Die chemische Ionisation (CI) ist eine Technik für das Erzeugen von Ionen, die
in massenspektrometrischen Analysen eingesetzt wird. Es gibt wichtige
Unterschiede zwischen der CI und der Elektronenionisation (EI) zu beachten.
Dieser Abschnitt erläutert die gängigsten Mechanismen der chemischen
Ionisation.
In der EI kollidieren Elektronen mit relativ hoher Energie (70 eV) mit
Molekülen der zu analysierenden Probe. Diese Kollisionen erzeugen
(hauptsächlich) positive Ionen. Bei der Ionisation werden die Moleküle einer
bestimmten Substanz in relativ vorhersehbare Muster zerlegt. Die EI ist ein
direkter Prozess; Energie wird durch die Kollision von Elektronen auf die
Moleküle der Probe übertragen.
Bei der CI werden, zusätzlich zur Probe und zum Trägergas, große Mengen an
Reagensgas in die Ionisationskammer eingeführt. Da erheblich mehr
Reagensgas als Probenmenge vorhanden ist, kollidiert der Großteil der
emittierten Elektronen mit den Molekülen des Reagensgases und bilden so
Reagens- Ionen. Diese Reagensgas- Ionen reagieren miteinander in primären
und sekundären Reaktionsprozessen, die ein Gleichgewicht herstellen. Sie
reagieren auch auf verschiedene Weise mit Molekülen der Probe, um
Proben- Ionen zu bilden. Bei der Bildung von Ionen mit der CI wird wesentlich
weniger Energie aufgewendet, und dies erfolgt wesentlich "sanfter" als bei der
Elektronenionisation. Da die CI zu einer viel geringeren Fragmentierung führt,
zeigen die CI- Spektren normalerweise eine hohe Intensität des
Molekular- Ions. Aus diesem Grund wird die CI häufig verwendet, um das
molekulare Gewicht von Probenverbindungen zu bestimmen.
Methan ist das gängigste CI- Reagensgas. Es führt zu bestimmten,
charakteristischen Ionisationsmustern. Andere Reagensgase erzeugen andere
Muster und können bei einigen Proben zu einer besseren Empfindlichkeit
führen. Gängige alternative Reagensgase sind Isobutan und Ammoniak.
Kohlendioxid wird häufig bei der negativen CI verwendet. Weniger gängige
Reagensgase sind Kohlendioxid, Wasserstoff, Freon, Trimethylsilan,
Stickstoffmonoxid und Methylamin. Bei jedem Reagensgas treten andere
Ionisationsreaktionen auf.
Ammoniak ist giftig und korrosiv. Der Einsatz von Ammoniak erfordert spezielle
WARNUNG
Wartungsarbeiten und Sicherheitsmaßnahmen.
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