Infrarød multifoton dissosiasjon

Infrarød multifoton dissosiasjon
Informasjon
AkronymIRMPD
Andre teknikker
RelatertBlackbody infrarød strålingsdissosiasjon
Elektronfangst dissosiasjon
Kollisjonsindusert dissosiasjon

Infrarød multifoton dissosiasjon (ofte forkortet IRMPD fra engelsk Infrared multiple photon dissociation) er en teknikk som brukes i massespektrometri for å fragmentere molekyler i gassfasen, vanligvis for strukturell analyse av det opprinnelige (foreldre) molekylet.[1]

Hvordan den virker

[rediger | rediger kilde]

En infrarød laser ledes gjennom et vindu inn i vakuumet til massespektrometeret hvor ionene er. Fragmenteringsmekanismen innebærer absorpsjon av et gitt ion av flere infrarøde fotoner. Forelderionet blir begeistret i mer energiske vibrasjonstilstander til en binding(er) brytes, noe som resulterer i gassfasefragmenter av foreldreionet. Når det gjelder kraftige laserpulser, fortsetter dissosiasjonen via ionisering av indre valenser av elektroner.[2][3]

IRMPD brukes oftest i Fourier-transform ion syklotron resonans massespektrometri.[4]

Infrarød fotodissosiasjon spektroskopi

[rediger | rediger kilde]

Ved å bruke intense avstemmelige IR-lasere, som IR-OPOer eller IR-frie elektronlasere, kan bølgelengdeavhengigheten til IRMPD-utbyttet studeres.[5] Denne infrarøde fotodissosiasjonsspektroskopien muliggjør måling av vibrasjonsspektre av (ustabile) specier som bare kan fremstilles i gassfasen. Slike specier inkluderer molekylære ioner, men også nøytrale specier som metallklynger som kan ioniseres forsiktig etter interaksjon med IR-lys for deres massespektrometriske deteksjon.[6]

Analytiske applikasjoner av IRMPD

[rediger | rediger kilde]

Kombinasjonen av massespektrometri og IRMPD med avstemmbare lasere (IR-ionspektroskopi) blir stadig mer anerkjent som et kraftig verktøy for identifikasjon av små molekyler.[7] Eksempler er metabomics, der biomarkører identifiseres i kroppsvæsker (urin, blod, cerebrospinal)[8] og rettsmedisinske vitenskaper, hvor isomere designmedisiner ble identifisert i beslaglagte prøver.[9]

Isotop seperasjon

[rediger | rediger kilde]

På grunn av de relativt store forskjellene i IR-absorpsjonsfrekvenser som skyldes forskjellige resonansfrekvenser for molekyler som inneholder forskjellige isotoper, har denne teknikken blitt foreslått som en måte å utføre isotopseparasjon med isotoper som er vanskelige å separere, i ett enkelt pass. For eksempel kan molekyler av UF6 som inneholder U-235 bli ionisert fullstendig som et resultat av en slik laserresonans, og etterlate UF6 som inneholder den tyngre U-238 intakt.

Referanser

[rediger | rediger kilde]
  1. ^ Little, Daniel P.; Speir, J. Paul.; Senko, Michael W.; O'Connor, Peter B.; McLafferty, Fred W. (15. september 1994). «Infrared Multiphoton Dissociation of Large Multiply Charged Ions for Biomolecule Sequencing». Analytical Chemistry. 18 (på engelsk). 66: 2809–2815. ISSN 0003-2700. doi:10.1021/ac00090a004. Besøkt 17. april 2021. 
  2. ^ Talebpour, A; Bandrauk, A.D; Yang, J; Chin, S.L (November 1999). «Multiphoton ionization of inner-valence electrons and fragmentation of ethylene in an intense Ti:sapphire laser pulse». Chemical Physics Letters. 5-6 (på engelsk). 313: 789–794. doi:10.1016/S0009-2614(99)01075-1. Besøkt 17. april 2021. 
  3. ^ Talebpour, A; Bandrauk, A D; Vijayalakshmi, K; Chin, S L (14. november 2000). «Dissociative ionization of benzene in intense ultra-fast laser pulses». Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 21. 33: 4615–4626. ISSN 0953-4075. doi:10.1088/0953-4075/33/21/307. Besøkt 17. april 2021. 
  4. ^ Laskin, Julia; Futrell, Jean H. (Mars 2005). «Activation of large lons in FT-ICR mass spectrometry». Mass Spectrometry Reviews. 2 (på engelsk). 24: 135–167. ISSN 0277-7037. doi:10.1002/mas.20012. Besøkt 17. april 2021. 
  5. ^ Polfer, Nick C.; Oomens, Jos (2007). «Reaction products in mass spectrometry elucidated with infrared spectroscopy». Physical Chemistry Chemical Physics. 29 (på engelsk). 9: 3804. ISSN 1463-9076. doi:10.1039/b702993b. Besøkt 17. april 2021. 
  6. ^ Gruene, P.; Rayner, D. M.; Redlich, B.; van der Meer, A. F. G.; Lyon, J. T.; Meijer, G.; Fielicke, A. (1. august 2008). «Structures of Neutral Au7, Au19, and Au20 Clusters in the Gas Phase». Science. 5889 (på engelsk). 321: 674–676. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1161166. Besøkt 17. april 2021. 
  7. ^ Martens, Jonathan; van Outersterp, Rianne E.; Vreeken, Rob J.; Cuyckens, Filip; Coene, Karlien L.M.; Engelke, Udo F.; Kluijtmans, Leo A.J.; Wevers, Ron A.; Buydens, Lutgarde M.C. (Januar 2020). «Infrared ion spectroscopy: New opportunities for small-molecule identification in mass spectrometry - A tutorial perspective». Analytica Chimica Acta (på engelsk). 1093: 1–15. doi:10.1016/j.aca.2019.10.043. Besøkt 17. april 2021. 
  8. ^ Martens, Jonathan; Berden, Giel; van Outersterp, Rianne E.; Kluijtmans, Leo A. J.; Engelke, Udo F.; van Karnebeek, Clara D. M.; Wevers, Ron A.; Oomens, Jos (Desember 2017). «Molecular identification in metabolomics using infrared ion spectroscopy». Scientific Reports. 1 (på engelsk). 7: 3363. ISSN 2045-2322. PMC 5469762 Åpent tilgjengelig. PMID 28611404. doi:10.1038/s41598-017-03387-4. Besøkt 17. april 2021. 
  9. ^ van Geenen, Fred A. M. G.; Kranenburg, Ruben F.; van Asten, Arian C.; Martens, Jonathan; Oomens, Jos; Berden, Giel (02.02.2021). «Isomer-Specific Two-Color Double-Resonance IR 2 MS 3 Ion Spectroscopy Using a Single Laser: Application in the Identification of Novel Psychoactive Substances». Analytical Chemistry. 4 (på engelsk). 93: 2687–2693. ISSN 0003-2700. doi:10.1021/acs.analchem.0c05042. Besøkt 17. april 2021.