Kendrickova mše - Kendrick mass - Wikipedia

The Kendrickova mše je definována nastavením hmotnosti vybraného molekulárního fragmentu, obvykle CH2, na celočíselnou hodnotu v amu (atomové hmotnostní jednotky ). Liší se od IUPAC definice, která je založena na stanovení hmotnosti 12C izotop na přesně 12 amu. Kendrickova hmota se často používá k identifikaci homologních sloučenin lišících se pouze počtem základních jednotek ve vysokém rozlišení hmotnostní spektra.[1][2] Tuto definici hmotnosti poprvé navrhl v roce 1963 chemik Edward Kendrick,[1] a bylo přijato vědci pracujícími v oblasti vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie, analýza prostředí,[3][4][5][6] proteomika, ropa,[2] metabolomika,[7] analýza polymeru,[8] atd.

Definice

Podle postupu načrtnutého Kendrickem, hmotností CH2 je definován jako přesně 14 Da, místo hmotnosti IUPAC 14,01565 Da.[9][10]

Chcete-li převést hmotu IUPAC konkrétní sloučeniny na hmotu Kendrick, rovnice

se používá.[2][11][7][12] Hmotnost v daltonské jednotky (Da) lze převést na Kendrickovu stupnici vydělením 1,0011178.[1][13]

Další skupiny atomů kromě CH2 lze použít definovat Kendrickovu hmotu, například CO2, H2, H2O a O.[12][14][15] V tomto případě je Kendrickova hmotnost pro rodinu sloučenin F dána vztahem

.

Pro analýzu uhlovodíků je F = CH2.

Jako příklad byla použita Kendrickova analýza pro vizualizaci rodin halogenovaných sloučenin s významem pro životní prostředí, které se liší pouze počtem substitucí chloru, bromu nebo fluoru.[4][5]

Nedávná publikace navrhla, aby byla Kendrickova hmotnost vyjádřena v Kendrickových jednotkách se symbolem Ke.[16]

Kendrickova hromadná vada

Kendrick hromadná vada je definován jako přesný Kendrickova hmotnost odečtená od nominální (celé číslo) Kendrickova hmotnost:[17][18]

V posledních letech se rovnice změnila kvůli chybám zaokrouhlování na:

Členové skupiny alkylace série mají stejné stupeň nenasycení a počet heteroatomů (dusík, kyslík a síra ), ale liší se počtem CH2 Jednotky. Členové alkylační řady mají stejnou Kendrickovu hromadnou vadu.

Kendrickova hromadná vada byla také definována jako

.[19]

Zkratky KM a KMD byly použity pro Kendrickovu hmotnost a Kendrickovu hromadnou vadu.[20]

Kendrickova hromadná analýza

Plot Kendrickovy vady hmoty jako funkce Kendrickovy hmoty; vodorovné čáry označují běžné jednotky opakování. Každá tečka v grafu odpovídá píku měřenému v hmotnostním spektru.

V Kendrickově hmotnostní analýze je Kendrickova hmotnostní chyba vynesena jako funkce nominální Kendrickovy hmotnosti pro ionty pozorované v hmotnostním spektru.[11] Iony stejné rodiny, například členové alkylační řady, mají stejnou Kendrickovu hmotnostní vadu, ale odlišnou nominální Kendrickovu hmotnost a jsou umístěny podél vodorovné čáry na grafu. Pokud lze určit složení jednoho iontu v rodině, lze odvodit složení ostatních iontů. Vodorovné čáry různých Kendrickových hmotnostních defektů odpovídají iontům různého složení, například stupni nasycení nebo obsahu heteroatomu.

Kendrickova hromadná analýza se často používá ve spojení s a Van Krevelenův diagram, dvourozměrná nebo trojrozměrná grafická analýza, ve které je vyneseno elementární složení sloučenin podle atomových poměrů H / C, O / C nebo N / C.[12][21]

Kendrickova analýza hromadných vad polymerů a alternativních základních jednotek

Protože analýzu hromadných vad Kendricku lze provést nahrazením CH za opakující se jednotku2„Analýza KMD je zvláště užitečná pro vizualizaci dat z hmotnostních spekter polymeru.[8][22] Například může být vytvořen graf Kendrickovy hromadné vady kopolymeru ethylenoxid / propylenoxid pomocí ethylenoxidu (C2H4O) jako základní jednotka a výpočet Kendrickovy hmotnosti jako:

kde 44.02621 je vypočítaná hmotnost IUPAC pro C.2H4O. Alternativně lze sestrojit KMD graf pro stejný kopolymer za použití propylenoxidu jako základní jednotky.

Hmotnostní spektra polymerů obsahující více iontů náboje vykazují izotopové štěpení.[23]

Frakční základní jednotky a odkazované grafy KMD

Kendrickovy grafy hromadných vad vytvořené pomocí frakčních základních jednotek vykazují vylepšené rozlišení.[24] Pro získání přehledu o složení kopolymeru lze použít odkazované Kendrickovy diagramy hmotnostních defektů (KMD grafy odkazující na terminální skupinu a složení aduktu) s frakčními základními jednotkami.[25]

Viz také

Poznámky

  1. ^ A b C Kendrick, Edward (1963), „Masová stupnice založená na CH2 = 14,00 000 pro hmotnostní spektrometrii organických sloučenin s vysokým rozlišením ", Anální. Chem., 35 (13): 2146–2154, doi:10.1021 / ac60206a048.
  2. ^ A b C Marshall AG, Rodgers RP (leden 2004), „Petroleomika: další velká výzva pro chemickou analýzu“, Př. Chem. Res., 37 (1): 53–9, doi:10.1021 / ar020177t, PMID  14730994.
  3. ^ Ortiz, Xavier; Jobst, Karl J .; Reiner, Eric J .; Backus, Sean M .; Peru, Kerry M .; McMartin, Dena W .; O'Sullivan, Gwen; Taguchi, Vince Y .; Headley, John V. (08.08.2014). "Charakterizace naftenových kyselin plynovou chromatografií - Fourierova transformace iontová cyklotronová rezonanční hmotnostní spektrometrie". Analytická chemie. 86 (15): 7666–7673. doi:10.1021 / ac501549p. ISSN  0003-2700. PMID  25001115.
  4. ^ A b Ubukata, Masaaki; Jobst, Karl J .; Reiner, Eric J .; Reichenbach, Stephen E .; Tao, Qingping; Hang, Jiliang; Wu, Zhanpin; Dane, A. John; Cody, Robert B. (2015). „Necílená analýza elektronického odpadu pomocí komplexní dvourozměrné plynové chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektrometrií s vysokým rozlišením: Využití přesné informace o hmotnosti a analýzy hromadných vad k prozkoumání dat.“ Journal of Chromatography A. 1395: 152–159. doi:10.1016 / j.chroma.2015.03.050. PMID  25869800.
  5. ^ A b Myers, Anne L .; Jobst, Karl J .; Mabury, Scott A .; Reiner, Eric J. (2014-04-01). "Použití grafů hromadných vad jako vyhledávacího nástroje k identifikaci nových produktů tepelného rozkladu fluoropolymeru". Journal of Mass Spectrometry. 49 (4): 291–296. Bibcode:2014JMSp ... 49..291M. doi:10,1002 / jms. 3340. ISSN  1096-9888. PMID  24719344.
  6. ^ Jobst, Karl J .; Shen, Li; Reiner, Eric J .; Taguchi, Vince Y .; Helm, Paul A .; McCrindle, Robert; Backus, Sean (01.04.2013). "Použití grafů hromadných vad pro identifikaci (nových) halogenovaných kontaminantů v životním prostředí". Analytická a bioanalytická chemie. 405 (10): 3289–3297. doi:10.1007 / s00216-013-6735-2. ISSN  1618-2642. PMID  23354579.
  7. ^ A b Ohta, Daisaku; Kanaya, Shigehiko; Suzuki, Hideyuki (2010), „Aplikace hmotnostní spektrometrie iontové cyklotronové iontové cyklotronové rezonance na metabolické profilování a identifikaci metabolitů“, Aktuální názor na biotechnologie, 21 (1): 35–44, doi:10.1016 / j.copbio.2010.01.012, PMID  20171870
  8. ^ A b Sato, Hiroaki; Nakamura, Sayaka; Teramoto, Kanae; Sato, Takafumi (01.08.2014). „Strukturální charakterizace polymerů pomocí MALDI spirála-TOF hmotnostní spektrometrie v kombinaci s Kendrickovou hmotnostní defektní analýzou“. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 25 (8): 1346–1355. Bibcode:2014JASMS..25.1346S. doi:10.1007 / s13361-014-0915-r. ISSN  1044-0305. PMC  4105590. PMID  24845357.
  9. ^ Mopper, Kenneth; Stubbins, Aron; Ritchie, Jason D .; Bialk, Heidi M .; Hatcher, Patrick G. (2007), „Advanced Instrumental Approaches for Characterisation of Marine Dissolved Organic Matter: Extraction Techniques, Mass Spectrometry, and Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy“, Chemické recenze, 107 (2): 419–42, doi:10.1021 / cr050359b, PMID  17300139
  10. ^ Meija, Juris (2006), „Matematické nástroje v analytické hmotnostní spektrometrii“, Analytická a bioanalytická chemie, 385 (3): 486–99, doi:10.1007 / s00216-006-0298-4, PMID  16514517
  11. ^ A b Headley, John V .; Peru, Kerry M .; Barrow, Mark P. (2009), „Hmotnostní spektrometrická charakterizace naftenových kyselin ve vzorcích prostředí: přehled“, Recenze hmotnostní spektrometrie, 28 (1): 121–34, Bibcode:2009MSRv ... 28..121H, doi:10.1002 / mas.20185, PMID  18677766
  12. ^ A b C Reemtsma, Thorsten (2009), „Stanovení molekulárních vzorců molekul přírodních organických látek pomocí (ultravysoká) hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišenímStatus a potřeby“, Journal of Chromatography A, 1216 (18): 3687–701, doi:10.1016 / j.chroma.2009.02.033, PMID  19264312
  13. ^ Panda, Saroj K .; Andersson, Jan T .; Schrader, Wolfgang (2007), „Hmotnostní spektrometrická analýza komplexních těkavých a netěkavých složek ropy: výzva“, Analytická a bioanalytická chemie, 389 (5): 1329–39, doi:10.1007 / s00216-007-1583-6, PMID  17885749
  14. ^ Kim, Sunghwan; Kramer, Robert W .; Hatcher, Patrick G. (2003), „Grafická metoda pro analýzu širokopásmového hmotnostního spektra přírodních organických látek s vysokým rozlišením, Van Krevelenův diagram“, Analytická chemie, 75 (20): 5336–44, doi:10.1021 / ac034415p, PMID  14710810
  15. ^ Nizkorodov, Sergey A .; Laskin, Julia; Laskin, Alexander (2011), „Molekulární chemie organických aerosolů pomocí hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením“, Fyzikální chemie Chemická fyzika, 13 (9): 3612–29, Bibcode:2011PCCP ... 13.3612N, doi:10.1039 / C0CP02032J, PMID  21206953
  16. ^ Junninen, H .; Ehn, M .; Petäjä, T .; Luosujärvi, L .; Kotiaho, T .; Kostiainen, R .; Rohner, U .; Gonin, M .; Fuhrer, K .; Kulmala, M .; Worsnop, D. R. (2010), „Hmotnostní spektrometr s vysokým rozlišením pro měření složení atmosférických iontů“, Techniky měření atmosféry, 3 (4): 1039, doi:10.5194 / amt-3-1039-2010
  17. ^ Hughey CA, Hendrickson CL, Rodgers RP, Marshall AG, Qian K (říjen 2001), „Kendrickovo spektrum hmotnostních vad: kompaktní vizuální analýza pro širokopásmová hmotnostní spektra s vysokým rozlišením“, Anální. Chem., 73 (19): 4676–81, doi:10.1021 / ac010560w, PMID  11605846.
  18. ^ Marshall, A. G .; Rodgers, R. P. (2008), „Speciální vlastnost hmotnostní spektrometrie: Petroleomika: Chemie podsvětí“, Sborník Národní akademie věd, 105 (47): 18090–5, Bibcode:2008PNAS..10518090M, doi:10.1073 / pnas.0805069105, PMC  2587575, PMID  18836082.
  19. ^ Panda, Saroj K .; Andersson, Jan T .; Schrader, Wolfgang (2007), „Hmotnostní spektrometrická analýza komplexních těkavých a netěkavých složek ropy: výzva“, Analytická a bioanalytická chemie, 389 (5): 1329, doi:10.1007 / s00216-007-1583-6, PMID  17885749
  20. ^ Reemtsma, Thorsten (2009), „Stanovení molekulárních vzorců molekul přírodních organických látek hmotnostní spektrometrií (ultra) s vysokým rozlišením Stav a potřeby“, Journal of Chromatography A, 1216 (18): 3687–3701, doi:10.1016 / j.chroma.2009.02.033, PMID  19264312
  21. ^ Wu, Zhigang; Rodgers, Ryan P .; Marshall, Alan G. (2004), „Dvou- a trojrozměrné van Krevelenovy diagramy: Grafická analýza doplňující Kendrickův hromadný graf pro třídění elementárních složení komplexních organických směsí na základě širokopásmové Fourierovy transformace iontové cyklotronové rezonance s měřením hmotnosti s vysokým rozlišením. ", Analytická chemie, 76 (9): 2511–6, doi:10.1021 / ac0355449, PMID  15117191
  22. ^ Fouquet, Thierry; Nakamura, Sayaka; Sato, Hiroaki (2016-04-15). „Hmotová spektrometrie s vysokým rozlišením MALDI SpiralTOF a analýza hmotových vad podle Kendricka použitá pro charakterizaci poly (ethylen-co-vinylacetátových) kopolymerů“. Rychlá komunikace v hmotnostní spektrometrii. 30 (7): 973–981. Bibcode:2016RCMS ... 30..973F. doi:10,1002 / rcm.7525. ISSN  1097-0231. PMC  4787217. PMID  26969940.
  23. ^ Cody, Robert B .; Fouquet, Thierry (2017). "Rozprašování papíru a analýza Kendrickovy vady bloků a náhodných kopolymerů ethylenoxidu / propylenoxidu". Analytica Chimica Acta. 989: 38–44. doi:10.1016 / j.aca.2017.08.005. PMID  28915941.
  24. ^ Fouquet, Thierry; Sato, Hiroaki (03.03.2017). „Rozšíření Kendrickovy hmotnostní defektní analýzy homopolymerů na hmotové spektrum s nízkým rozlišením a vysokým hmotnostním rozsahem pomocí frakčních základních jednotek“. Analytická chemie. 89 (5): 2682–2686. doi:10.1021 / acs.analchem.6b05136. ISSN  0003-2700. PMID  28194938.
  25. ^ Fouquet, T .; Cody, R. B .; Sato, H. (01.09.2017). "Schopnosti zbytků nominálních hmot Kendricku a odkazované poruchy Kendrickovy hmotnosti pro kopolymerní ionty". Journal of Mass Spectrometry. 52 (9): 618–624. Bibcode:2017JMSp ... 52..618F. doi:10,1002 / jms.3963. ISSN  1096-9888. PMID  28670698.