Chemická ionizace

Chemická ionizace (CI, CI - Chemical Ionization) je alternativní metoda pro ionizaci plynných sloučenin.

Technicky je chemická ionizace velmi podobná elektronové ionizaci . Rozdíl je v tom, že chemická ionizace neprobíhá ve vakuu , ale ve zředěném plynu , typicky metanu , isobutanu nebo čpavku . Protože podíl molekul plynu výrazně převyšuje podíl molekul analytu, dochází k převládající ionizaci plynu. Reakční plyn je ionizován elektronovým paprskem při tlaku přibližně 1 mbar:

CH4 + e- = CH4 . ++ 2e- _

Ionty se rozpadají nebo z větší části reagují s neionizovanými molekulami plynu (průměrná volná dráha je přibližně 0,004 cm, takže jsou nejpravděpodobnější mezimolekulární reakce):

CH4 + CH4 + = CH3 . _ + CH5 +

V případě metanu je iont CH 5 + silná kyselina , která daruje proton analyzovaným molekulám M, čímž je ionizuje:

CH5 + + M = CH4 + MH +

Protože při chemické ionizaci vzniká mnoho vedlejších produktů plynové ionizace, je možná tvorba aduktů, např.:

CH3 + + M = (M+ CH3 ) +

Dochází tak k mírné ionizaci analyzovaných molekul, která na rozdíl od elektronové ionizace nezpůsobuje výraznou fragmentaci .

Volba plynu pro chemickou ionizaci je určena jeho afinitou k protonu v plynné fázi. Zvyšuje se v následujícím pořadí:

CH4 < C4H10 < NH3 _ _ _

Pokud je tedy možné pomocí metanu ionizovat téměř jakoukoli těkavou látku, pak pomocí amoniaku pouze silné zásady, například aminy . Tímto způsobem je dosaženo selektivity.

Chemická ionizace umožňuje získat spektrum molekulárního iontu analytu, avšak ztěžuje studium jeho struktury kvůli chybějící fragmentaci.

Výhody oproti dopadu elektronů: - nízká fragmentace, intenzivní pík kvazimolekulárního iontu M+, který při dopadu elektronů obvykle chybí. - Reakční plyn lze použít jako nosný plyn v GC/MS - Různé reakce plynů poskytují dostatek příležitostí k využití intuice ve strukturální analýze.

Nevýhody ve srovnání s dopadem elektronů: — Obvykle pouze kvazimolekulární ion ve formě [M-1]+, [M+1]+ — častá nedostatečná fragmentace ztěžuje strukturální analýzu — nízký poměr m/z — často na úrovni šumu .