15.13 : مطيافية الكتلة باستخدام التأين الكيميائي (CI)

توفر القمة الأيونية الجزيئية لجزيء في طيف الكتلة معلومات مهمة للتعرف على الجزئ. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي تأين التأثير الإلكتروني التقليدي إلى تفكك سريع لبعض الأيونات الجزيئية قبل وصولها إلى الكاشف. هناك حاجة إلى طريقة تأين أكثر اعتدالاً لزيادة عمر جزيئات العينة عند تأينها. التأين الكيميائي (CI) هو تفاعل بروتوني يحدث في الحالة الغازية وهو مفيد لتحليل جزيئات العينة التي يمكن تأيينها بروتونيا بسهولة لإنتاج الحمض المقترن . في هذه العملية، يتم خلط العينة مع وفرة من غاز كاشف، مما يضمن حدوث تأين التأثير للإلكترون في المقام الأول على الغاز الكاشف. تقوم الجسيمات المشحونة المتكونة من الكاشف بالتأيين البروتوني لجزئ العينة، مما ينتج عنه عينة متأينة بروتونياً مستقرة نسبيًا (الحمض مقترن) مقارنة بالمتأينة جزيئيا. يؤدي هذا إلى قمة M + 1 في طيف الكتلة. قد يخضع الحمض المقترن بعد ذلك للانقسام الذي يعطي إشارات إضافية.

على سبيل المثال، يوضح التأين الكيميائي لثنائي سيك بيوتيل إيثر في غاز الميثان هذه العملية. عندما يتم خلط الأثير مع وفرة من غاز الميثان ككاشف، يحدث تأين التأثير للإلكترون على الميثان بدلاً من الأثير. يمكن أن يتفاعل الشق الكاتيوني الحر للميثان الناتج مع جزيء ميثان آخر لتوليد شق حرللميثان وأيون ميثانيوم. أيون الميثانيوم هو مصدر لبروتونات الحالة الغازي، والتي يمكن أن يؤين الأيثر بروتونياً مما يكون الحمض المرافق. تم تصوير التفاعلات المتسلسلة أثناء التأين الكيميائي لثنائي بيوتيل إيثر في الشكل 1.

الشكل 1: التأين الكيميائي لمزيج الميثان مع ثنائي سيك بيوتيل إيثر.

هذا الحمض المقترن للأثير (له نسبة كتلة الى شحنة = 131) أكثر استقرارًا نسبيًا من الأيون الجزيئي (له نسبة كتلة الى شحنة= 130) للأثير المتكون عبر تأين التأثير الإلكتروني التقليدي. في المسار التقليدي، يتعرض الأيون الجزيئي للانقسام عبرالتحلل من النوع ألفا، مما يعطي إشارة عند نسبة له نسبة كتلة الى شحنة = 101. يوضح الشكل 2 التفاعلات التي تحدث أثناء تأين التأثير الإلكتروني مباشرة على ثنائي سيك بيوتيل إيثر.

الشكل 2: تأين ثنائي سيك بيوتيل إيثر بتأثير الإلكترون وتفتت الأيون الجزيئي.

لذا، تتميز أطياف الكتلة لثنائي سيك بيوتيل إيثر المؤيَن بواسطة التأين الكيميائي بقمة M+1 عند نسبة كتلة الى شحنة = 131. من ناحية أخرى، لا تظهر أطياف الكتلة لثنائي سيك بوتيل إيثر المؤين عبر تأين التأثير الإلكتروني أي ذروة عند قيمة نسبة كتلة الى شحنة لوزنه الجزيئي. الشكلان 3أ و3ب يوضحان أطياف الكتلة لثنائي سيك بوتيل إيثر المتأين عن طريق تأثير الإلكترون والتأين الكيميائي على التوالي.

الشكل 3: أ) لا توجد قمة عند نسبة كتلة الى شحنة = 130 مرئية في طيف الكتلة الناتج عن تأين ثنائي سيك بوتيل إيثر عن طريق تأثير الإلكترون. ب) القمة عند نسبة كتلة الى شحنة = 131 مرئية بوضوح في طيف الكتلة الناتج عن التأين الكيميائي لثنائي سيك بوتيل إيثر.