E0220 Hmotnostní spektrometrie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc. (přednášející)
Mgr. Jan Kuta, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jiří Kohoutek, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Petr Kukučka, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc.
RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 17. 2. až So 24. 5. Út 11:00–12:50 D29/252-RCX1
Předpoklady
Předpokládá se znalost analytické chemie na úrovni základní přednášky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cíle předmětu: - definovat podstatu hmotnostní spektrometrie a charakterizovat ji v kontextu s ostatními spektrálními analytickými metodami; - pochopit a objasnit principy instrumentace a technické řešení používaných ionizačních technik, hmotnostních analyzátorů a detekčních prvků; - vysvětlit mechanismy fragmentace a disociace iontů používanými ionizačními technikami a fragmentačními postupy; - vyhodnotit a interpretovat hmotnostní spektra běžných organických a anorganických látek získaná nejčastěji používanými ionizačními technikami; - posoudit význam spojení hmotnostní spektrometrie s jinými analytickými technikami především s technikami separačními GC/MS, HPLC/MS, CE/MS, ICP/MS; - využítí výhod hmotnostní spektrometrie v kvalitativní a kvantitativní analýze různých typů vzorků;
Výstupy z učení
Na konci tohoto kurzu bude student schopen: - vybrat vhodnou techniku hmotnostní spektrometrie pro kvalitativní a kvantitativní hodnocení různých analytů v daném vzorku; - nastavit experimentální podmínky iontového zdroje a hmotnostního analyzátoru k dosažení optimální citlivosti, selektivního záznamu požadovaných typů iontu, robustní a reprodukovatelné analýzy; - se orientovat v současných trendech vývoje hmotnostní spektrometrie a případně zvolit vhodný směr k dalšímu rozšíření znalostí v oblasti hmotnostní spektrometrie
Osnova
  • 1. Zařazení hmotnostní spektrometrie v souboru spektrálních metod. Informační zdroje. Historie vývoje MS, Význam MS. Využití MS; 2. Principy hmotnostní spektrometrie, základní pojmy. Schéma hmotnostního spektrometru Hmotnostní spektrum, rozlišení, přesnost hmotnosti, rozlišovací schopnost hmotnostních spektrometrů; 3. Instrumentace. Vakuový system – stupně dosažení vakua. Vakuové pumpy; 4. Zavedení vzorku, přímý vstup, spojení se separačními technikami; 5. Ionizace vzorku, iontové zdroje, metody ionizace těkavých a netěkavých látek,přehled měkkých a tvrdých ionizačních technik. Porovnání ionizačních technik; 6. Elektronová ionizace, chemická ionizace, fotoionizace, ionizace elektrickým polem, desorpce polem. Desorpční chemická ionizace. Desorpce plazmou. Ionizace laserem Ionizace rychlými atomy. Ionizace rychlými ionty. Ionizace termosprejem. Ionizace elektrosprejem. Ionizace za atmosferického tlaku.Volba způsobu ionizace; 7. Analýza iontů, rozlišení, magnetický sektor, elektrostatický analyzátor, HRMS. Průletový analyzátor a přístroje MALDI-TOF. Iontová cyklotronová rezonance. Lineární kvadrupólový analyzátor, iontová past. Orbitrap; 8. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Kolizní aktivace; 9. Detekce iontů. Ladění spektrometru; 10. Hmotnostní spektra a jejich využití. Vyhodnocení hmotnostních specter, pravidla interpretace. Fragmentace. Metastabilní ionty. Nuklidové ionty. Základní mechanismy fragmentace. Kvantitativní hmotnostní analýza. Necílená analýza; 11. Kombinované techniky. Spojení se separačními technikami GC/MS, HPLC/MS, CE/MS. Zpracování dat; 12. Praktické aspekty a aplikace GC/MS; 13. Praktické aspekty a aplikace ICP/MS
Literatura
    doporučená literatura
  • Mass spectrometry : instrumentation, interpretation, and applications. Edited by Rolf Ekman. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, 2009, xvi, 371. ISBN 9780471713951. info
  • Gross, J. H. Mass spectrometry : A Textbook; Springer, 2006 2nd, 518. ISBN 978-3-540-40739-3.
  • BARKER, J. Mass Spectrometry. 2nd Ed. Cichester: J. Wiley, 1999. Analytical Chemistry by Open Learning. ISBN 0 471 96762 9. info
  • MCLAFFERTY, F.W. a F. TUREČEK. Interpretation of Mass Spectra. 4th ed. Sausalito , CA: University Science Book, 1993. ISBN 0-935702-25-3. info
  • WONG, P. S. H. a R. G. COOKS. Ion Trap Mass Spectrometry. Current Separations. West Lafayette, USA: Bioanalytical Systems, Inc., 1997, roč. 16, s. 85. info
  • KITSON, F. G., B. S. LARSEN a C. N. MCEWEN. Gas Chromatography and Mass Spectrometry, A Practical Guide. San Diego: Academic Press, 1996. ISBN 0-12-483385-3. info
Výukové metody
Výuka je vedena formou přednášky s presentací v Powerpointu. Studenti obdrží před každou přednáškou vytištěné materiály pro vpisování vlastních poznámek a dotazů. Srozumitelnost obtížných partií je ověřována interaktivně.
Metody hodnocení
Přítomnost na přednášce není povinná ale doporučená pro snadné plynulé zvládnutí a pochopení látky. Během výuky je kladen důraz na interakci se studenty a podporována diskuze na téma již probraného učiva. Nabyté vědomosti jsou ověřeny ústní zkouškou.
Navazující předměty
Informace učitele
https://is.muni.cz/auth/predmet/sci/akreditace2018jaro/E0220?lang=cs;setlang=cs
Doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc. Masaryko Universita Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí Kamenice 753/5, pavilion D29/417 625 00 Brno Czech Republic zdenek.simek@recetox.muni.cz office: (+420) 549 49 4964
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2025/E0220