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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 Unter-
schiede 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 Molekü-
len der zu analysierenden Probe. Diese Kollisionen erzeugen (hauptsächlich)
positive Ionen. Bei der Ionisation werden die Moleküle einer bestimmten Sub-
stanz 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 Reagens-
gas 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 aufgewen-
det, 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 Probenverbin-
dungen zu bestimmen.
Methan ist das gängigste CI-Reagensgas. Es führt zu bestimmten, charakteristi-
schen 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 Koh-
lendioxid, Wasserstoff, Freon, Trimethylsilan, Stickstoffmonoxid und Methyla-
min. 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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Benutzerhandbuch MSD der Serie 5975
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