Ionisation chimique à pression atmosphérique

Ionisation chimique à pression atmosphérique

Ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI)

L'ionisation chimique à pression atmosphérique ou APCI est une technique dionisation dans la phase gazeuse, basée sur le transfert despèces chargées dun ion réactif à une molécule danalyte[1],[2]. Elle est utilisée comme méthode d'ionisation pour la spectrométrie de masse, préférentiellement couplée à une chromatographie en phase liquide.

Sommaire

Histoire

La première source APCI a été développée dans les années 1970 par Horning et al.[3] Cette source utilisait une lame de 63Ni comme source délectrons pour accomplir lionisation[4], mais une électrode à décharge couronne a été préférée par la suite.[5] L'APCI est une technique dionisation dite « douce », mais contrairement à l'électrospray, elle donne généralement lieu à un certain degré de fragmentation qui est utile pour la caractérisation structurale.

Fonctionnement

La source APCI utilise un nébuliseur pneumatique à azote pour former un aérosol à lintérieur dune chambre (le vaporiseur) chauffée à des températures élevées (entre 350 °C et 500 °C). Dans le vaporiseur, leffluent de la colonne de chromatographie (solvants+analytes) est évaporé et se mélange avec le gaz nébuliseur (ou gaz de transport) pour amener les analytes vers lélectrode à décharge couronne constituée dune aiguille et dune chambre de nébulisation qui sert de contre-électrode. Une différence de potentiel élevée (entre ±3 et ±6 kV) est appliquée sur cette électrode, provoquant une décharge couronne (décharge électrique lumineuse) de ~2-3 μA. Cette décharge est une source constante délectrons pour le processus dionisation en APCI : elle ionise lair ambiant et crée un plasma, i.e. un gaz ionisé, autour de la pointe de laiguille. Les ions radicalaires du plasma participent ensuite à des réactions chimiques qui donnent lieu à lionisation des molécules danalyte.

Formation d'ions

Les ions radicalaires présents dans le plasma en APCI+ sont principalement N2•+, O2•+, H2O•+ et NO•+ et en APCI- O2•-, O•-, NO2•-, NO3•-, O3•- et CO3•-. Ces ions primaires réagissent rapidement (~10-6 s) et transfèrent leur charge aux molécules de solvant pour produire des ions réactifs (R). Ceux-ci réagissent ensuite avec lanalyte (M) pour donner des ions selon les mécanismes de lionisation chimique. Le temps total de la réaction dans la source est de ~ 5×10-4 s.[6] Les réactions primaires qui mènent à la formation dions dans une atmosphère de N2(g) en présence deau ont été reconnues comme un mécanisme de formation de lion hydronium. À pression atmosphérique il y a suffisamment deau pour que les principaux ions présents dans le gaz de transport sans leffluent du LC ou sans lanalyte sont des ions agrégats du type (H2O)nH+. À 200 °C et avec N2(g) comme le gaz de transport et avec seulement de leau atmosphérique lagrégat le plus abondant est lion (H2O)2H+, avec (H2O)3H+, H3O+, (H2O)NO+ et (H2O2)NO+ aussi présents. À pression atmosphérique en présence des quantités trace deau et dazote, des ions moléculaires protonés sont formés par des réactions ion-molécule dans la phase gazeuse avec des ions agrégats deau.

Cependant, la présence dautres substances dans leffluent du LC ou des composés qui sont ajoutés sous forme de gaine liquide, peuvent aussi participer à des réactions dionisation chimique.[7] Les réactions en APCI sont divisées en : i) échange de charge, ii) capture délectron et iii) réactions ion-molécule.

Léchange de charge

Il se produit lorsqu'une réaction ion-neutre a lieu et que la charge est transférée au neutre. Ces réactions ont lieu lors de la collision dun ion réactif ayant une énergie dionisation élevé et une molécule déchantillon ayant une énergie dionisation plus basse. Lénergétique de léchange de charge est déterminée par lénergie dionisation de lanalyte neutre IE(M) et lénergie de recombinaison de lion réactif, RE(R•+). Lionisation dun analyte par des réactions déchange de charge seffectue si RE(X+•) > IE(M) . Alors le chaleur de la réaction et par conséquent lénergie interne minimale de lion moléculaire danalyte est :

Eint(M+•) RE(R+•) - IE(M)

Le symbole indique la contribution additionnelle de lénergie thermique. Pour résumer, aucun échange de charge est attendu si RE(X+•) < IE(M) ; principalement des ions M+• sont attendues si RER+• est légèrement au-dessus IEM et une fragmentation considérable aura lieu si RE(R+•) est notamment plus grand que IE(M). Heureusement, les différences entre RE et IE sont petites et les données de IE des ions réactifs peuvent être utilisés pour estimer leur effet [21]. Le transfert de charge peut être utilisé comme une méthode sélective dionisation. Lion moléculaire du benzène a été utilisé comme ion réactif en APCI+ et lion O2•- est utilisé pour le transfert de charge dans le mode négatif. [8]

La capture délectron

Cette réaction a lieu si des électrons thermiques sont présents dans la source dionisation. C'est un processus de résonance un électron (e-) externe est incorporé dans lorbitale dun atome ou dune molécule. Les e- ne sont pas fournis par les ions réactifs, ils bougent librement dans le gaz à une énergie thermique. Lorsquune molécule neutre interagit avec un e- ayant une énergie cinétique élevée, un ion radical positif est généré (par impact électronique). Si les e- ont moins dénergie que la IE de la molécule neutre, la capture délectron peut avoir lieu. Les ions résultants ont des énergies cinétiques entre 0 et 2 eV.[9] Lénergétique de la capture délectron est déterminée par laffinité électronique de la molécule neutre. Comme l'IE dune molécule est régie par latome avec la plus basse IE dans un neutre, l'EA dune molécule est fondamentalement déterminée par latome avec la plus haute électronégativité. Des molécules ayant des groupements fonctionnels électronégatifs, comme des groupements carbonyles conjugués avec des liaisons doubles, groupements nitro ou des atomes halogènes alors sont ionisées par capture délectron résonante, produisant des anions moléculaires, ou par capture délectron dissociative produisant des ions fragments négatifs.

Réactions ion/molécule

En APCI, la plupart des réactions ion-molécule sont basées sur la chimie acide-base dans la phase gazeuse. Dans le mode positif, le porteur dominant de la charge est le solvant protoné [S+H]+. À cause de labondance élevée du solvant et les fortes énergies de liaison ion-molécule (typiquement 1 eV pour les molécules liées par des ponts H), lion S2H+ est aussi considéré comme important (les complexes plus larges sont considérés comme moins abondants). [10] Alors en APCI+ les ions réactifs sont des acides. Le réactif commun le plus fort est CH5+ qui nest pas sélectif envers les molécules de léchantillon. H3O+, CH3OH2+ et CH3CNH+ sont des acides intermédiaires. NH4+ est un acide faible sélectif. Pour lopération dans le mode négatif, les ions réactifs sont des bases, OH- est une base forte, CH3O- et CH2CN- sont des bases intermédiaires et CH3COO- et Cl- sont des bases faibles.

Notes et références

  1. Thermo Electron. (2003) Finnigan Ion Max APPI Source, Operator's Manual, Revision A 97055-97021. Thermo Electron Publications, San Jose, CA.
  2. Raffaelli A. (1997) Selected Topics and Mass Spectrometry in the Biomolecular Sciences. Kluwer Academic, The Netherlands.
  3. Byrdwell WC. (2005) Modern Methods for Lipid Analysis by Liquid Chromatography / Mass Spectrometry and Related Techniques. AOCS Press, Champaign, IL.
  4. Horning, E. C., Horning, M. G., Carroll, D. I., Dzidic, I., and Stillwell, R. N. (1973) Anal. Chem. 46:936-943
  5. Carroll, D. I., Dzidic, I., Stillwell, R. N., Haegele, K. D., and Horning, E. C. (1975) Anal. Chem. 47:2369-2374.
  6. Raffaelli A. (1997) Selected Topics and Mass Spectrometry in the Biomolecular Sciences. Kluwer Academic, The Netherlands.
  7. Bruins, A. P. (1991) Mass Spectrometry Reviews 10:53-77.
  8. Bruins, A. P. (1991) Mass Spectrometry Reviews 10:53-77.
  9. Gross, J. H. (2004) Mass Spectrometry: A Textbook. Springer, Berlin, Germany.
  10. Syage, J. A., Hanold, K. A., Lynn, T. C., Horner, J. A., and Thakur, R. A. (2004) J. Chromatogr. A 1050:137-149.

Liens externes

  • Portail de la chimie Portail de la chimie
Ce document provient de « Ionisation chimique %C3%A0 pression atmosph%C3%A9rique (APCI) ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Ionisation chimique à pression atmosphérique de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Ionisation chimique a pression atmospherique (APCI) — Ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI) L ionisation chimique à pression atmosphérique ou APCI est une technique d’ionisation dans la phase gazeuse, basée sur le transfert d’espèces chargées d’un ion réactif à une molécule… …   Wikipédia en Français

  • Ionisation chimique à pression atmosphérique (apci) — L ionisation chimique à pression atmosphérique ou APCI est une technique d’ionisation dans la phase gazeuse, basée sur le transfert d’espèces chargées d’un ion réactif à une molécule d’analyte[1],[2]. Elle est utilisée comme méthode d ionisation… …   Wikipédia en Français

  • Ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI) — L ionisation chimique à pression atmosphérique ou APCI est une technique d’ionisation dans la phase gazeuse, basée sur le transfert d’espèces chargées d’un ion réactif à une molécule d’analyte[1],[2]. Elle est utilisée comme méthode d ionisation… …   Wikipédia en Français

  • Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma — Equipement de PECVD. Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (ou PECVD, pour Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition en anglais) est un procédé utilisé pour déposer des couches minces sur un substrat à partir d un état gazeux… …   Wikipédia en Français

  • Spectrométrie de masse — Pour les articles homonymes, voir MS. La spectrométrie de masse (mass spectrometry ou MS) est une technique physique d analyse permettant de détecter et d identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse, et de caractériser leur… …   Wikipédia en Français

  • Spectre de masse — Spectrométrie de masse Pour les articles homonymes, voir MS. La spectrométrie de masse (mass spectrometry ou MS) est une technique physique d analyse permettant de détecter et d identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse, et de… …   Wikipédia en Français

  • Spectrometrie de masse — Spectrométrie de masse Pour les articles homonymes, voir MS. La spectrométrie de masse (mass spectrometry ou MS) est une technique physique d analyse permettant de détecter et d identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse, et de… …   Wikipédia en Français

  • Spectromètre de masse — Spectrométrie de masse Pour les articles homonymes, voir MS. La spectrométrie de masse (mass spectrometry ou MS) est une technique physique d analyse permettant de détecter et d identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse, et de… …   Wikipédia en Français

  • Cyanotoxine — Les cyanotoxines sont des métabolites synthétisés par les cyanobactéries. Elles peuvent être regroupées en fonction de leur structure chimique en trois classes, soit les peptides cycliques, les alcaloïdes et les lipopolysaccharides. Il est aussi… …   Wikipédia en Français

  • Éthinylestradiol — Ethinylestradiol Général Nom IUPAC 17 ethynyl 13 methyl 7,8,9,11,12,13,14,15,16,17 decahydro 6H cyclo …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
https://fr-academic.com/dic.nsf/frwiki/829368 Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”