Wie kann man mit Hilfe eines Massenspektrometers die Struktur einer Verbindung herausfinden?
29. Februar 2008
Wie kann man mit Hilfe eines Massenspektrometers die Struktur einer Verbindung herausfinden?
Die Massenspektroskopie ist ein modernes Analysenverfahren insbesondere in der organischen Chemie, bei dem die unterschiedliche Beweglichkeit von Teilchen in einem elektrischen und magnetischen Feld benutzt wird, um sie nach ihren Masse-Ladungsverhältnissen zu sortieren.
In der Ionisationskammer wird die Probe in charakteristische Ionenmassenfragmente zerschlagen. Im sich anschließenden Analysator wird der Teilchenstrom entsprechend den Masse-Ladungsverhältnissen getrennt und danach im Detektor gesammelt.
Das Ergebnis liegt in Form von Massenspektren vor, die die Häufigkeitsverteilung der einzelnen Massenwerte von Molekülfragmenten oder Molekülionen darstellen. Diese sind für jede Substanz charakteristisch. Jedoch werden die Unterschiede immer kleiner, je ähnlicher die Substanzen sind. Wegen der Vielfalt und Kompliziertheit dieser Spektren erfolgt die Auswertung heute überwiegend durch Computersysteme, die die gemessenen Spektren mit den gespeicherten Karteidaten bekannter Substanzen vergleichen.
Klassischerweise wird zunächst nach der Molmasse gefahndet, anschließend wird über das Isotopenmuster die Kohlenstoffanzahl der Substanz ermittelt. Funktionelle Gruppen einer Verbindung liefern charakteristische Fragmentierungsmuster anhand derer das Molekül indentifiziert werden kann.
Eine große Zahl verschiedenster Untersuchungen basiert auf der Massenspektrometrie als Grundlage. Diese schließen die Identifizierung von Isotopen chemischer Elemente, die genaue Bestimmung von Atommassen, die Aufklärung von Strukturformeln, die Analyse unbekannter Verbindungen, z. B. bei Umweltproben, ein.
Die Frage wurde beantwortet von Dr. Jörg Häseler, Lebensmittelchemiker und Autor für Wissenschaftsthemen, Berlin.