Úvod do hmotnostní spektrometrie - MC270P71

• Anglický název: Introduction to mass spectrometry
• Český název: Úvod do hmotnostní spektrometrie
• Zajišťuje: Katedra organické chemie (31-270)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2024
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:písemná
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: 3
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Vysvětlení: Pro distanční výuku bude používána platforma MS Teams a Moodle.
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. Martin Štícha, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Martin Štícha, Ph.D.

Anotace

čeština

Přednáška určená pro posluchače magisterského a postgraduální studia. V úvodní části jsou studenti seznámeni se základními konstrukčními prvky hmotnostního spektrometru a přehledem v současnosi používané instrumentace. V části věnované interpretacím hmotnostních spekter organických látek je diskutována problematika identifikace látek ze spekter po ionizaci nárazem elektronů. Jsou probrány základní fragmentační mechanismy rozpadu iontů. Výklad je doplněn ukázkami reálných spekter s výkladem konkrétních fragmentačních cest.

V souladu s opatřením krizového štábu Přírodovědecké fakulty UK ze dne 21.9.2020 bude tento předmět přednášen distanční formou v době určené rozvrhem.  Pro distanční výuku bude používána platforma MS Teams a Moodle. Studijní materiály jsou dostupné na stránkách kurzu https://dl2.cuni.cz/course/ nebo na webových stránkách https://ms-servis9.cms.webnode.cz/vyuka/

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (29.09.2020)

angličtina

Special course for pre-graduate and graduate students. In an introductory part the students are familiarized with fundamental construction schemes of mass-spectrometer. The survey of mass spectrometric instrumentation used at present is given. The following part is aimed at the interpretation of electron impact mass-spectra of organic compounds. The fundamentals of ion fragmentation are discussed. Theoretical considerations are accompanied with the examples of real mass-spectra and the explanation of important fragmentation pathways.

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (27.05.2024)

Literatura

čeština

Spektrometrické analytické metody II., I. Němcová, P. Engst, I. Jelínek, J. Sejbal, P. Rychlovský, Karolinum, Praha 1998 (Skriptum).
Interpretation of Mass Spectra, F. W. McLafferty, University Science Books, Mill Valley, CA %94941, 1980.

Mass spectrometry for chemists and biochemists, Johnstone Robert A.

Mass spectrometry, Gross J. H.

Fyzikálně-chemické metody ; Ubik Karel  2. Hmotnostní spektrometrie.. UOCHB , 2000.

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (27.10.2019)

angličtina

Interpretation of Mass Spectra, F. W. McLafferty, University Science Books, Mill Valley, CA %94941, 1980.

Mass spectrometry for chemists and biochemists, Johnstone Robert A.

Mass spectrometry, Gross J. H.

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (27.10.2019)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Studium je zakončeno zkouškou, která má formu písemného testu v délce 60 min. Test se skládá ze 4 otázek. Každá otázka je hodnocena 5 ti body. Minimální požadované množství bodů pro splnění zkoušky je 12 (60%).

pokud bude studium probíhat distanční formou, bude písemný test realizován pomocí Moodle na adrese https://dl2.cuni.cz/course/ , kde jsou také k dispozici studijní materiály.

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (29.09.2020)

angličtina

The study is completed with an exam in the form of a written test of 60 minutes. The test consists of 4 questions. Each question is rated 5 points. The minimum number of points required to pass the exam is 12 (60%).

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (27.10.2019)

Sylabus

čeština

Úvod. Experimentální uspořádání hmotnostního spektrometru. Přehled ionizačních technik. Ionizace nárazem elektronu. Chemická ionizace. Další ionizační techniky. Hmotnostní analyzátory. Magnetický hmotnostní analyzátor. Elektrický analyzátor. Kvadrupolový analyzátor. Iontová past. Průletový analyzátor. Detektory. Násobičové detektory. Scintilační fotonásobičové detektory.

Hmotnostní spektrum. Molekulární ion. Analýza izotopického složení. Stabilní izotopy. Určení počtu cyklů a dvojných vazeb ze sumárního vzorce.

Teorie fragmentace. Lokalizace náboje a nepárového elektronu v molekulárním iontu. Rozpad molekulárního iontu, fragmentační cesty. Faktory ovlivňující intenzitu iontů. Mechanismy fragmentace organických molekul. Štěpení sigma vazby. Alfa štěpení iniciované radikálovým centrem. Štěpení iniciované nábojovým centrem. Štěpení cyklických struktur. Přesmykové reakce. Přesmyky iniciované radikálovým centrem. Přesmyky iniciované nábojovým centrem.

Poslední úprava: KROUTIL (19.04.2006)

angličtina

Introduction. Experimental design of mass spectrometer. Survey of ionization techniques. Electron impact ionization. Chemical ionization. Other ionization techniques. Mass analyzers. Magnetic mass analyzer. Electric analyzer. Quadrupole analyzer. Ion trap. Time of flight analyzer. Detectors. Multipliers. Scintilation photomultipliers.

Mass spectrum. Molecular ion. Analysis of isotopic composition. Stable izotopes. Determination of number of rings plus double bonds from elemetal formula.

Theory of fragmentation. Charge and unpaired electron localization in molecular ion. Molecular ion fragmentation, fragmentation paths. Mechanisms of fragmetation of organic molecules. Sigma bond dissociation. Alfa cleavage initiated by radical-site. Cleavage initiated by charge-site. Decompositions of cyclic structures. Rearrangements. Radical-site rearrangements. Charge-site rearrangements.

Poslední úprava: KROUTIL (19.04.2006)

Výsledky učení

Po absolvování předmětu student:
Popíše vlastnosti a možnosti využití metody pro charakterizaci základních typů přírodních látek (aminokyseliny a peptidy, proteiny, enzymy, sacharidy, lipidy, nukleové kyseliny, vitamíny, hormony, ...).
Vysvětlí principy fungování jednotlivých ionizačních zdrojů a posoudí možnost jejich použití pro  analýzu různých chemických látek. 
Objasní funkci a význam separátorů iontů a zhodnotí jejich vlastnosti z hlediska použitelnosti pro konkrétní typ analýzy.
Popíše spektrální výstupy jednotlivých metod a objasní základní mechanizmy vzniku fragmentačních iontů.

Vysvětlí základní interpretační postupy spekter elektronové ionizace.

Poslední úprava: Štícha Martin, RNDr., Ph.D. (12.08.2024)