Kombinácia použitia stolného NMR spektrometra s GC-MS pre forenzné aplikácie
Výpovedná hodnota a význam analytických techník poskytujúcich informáciu o štruktúre látok rastie v rade od UV/VIS cez FTIR, Ramanove či hmotnostné spektrometre (MS) až po kľúčové spektrometre nukleárnej magnetickej rezonancie (NMR). Rovnakým radom rastie tak technická náročnosť systému, ako aj dostupnosť – predovšetkým high-end NMR spektrometrov. Posledné uvedené môžeme dnes aspoň čiastočne „nahradiť“ stolnými NMR spektrometrami picoSpin 45 a 80 MHz v oblastiach akými sú:
- študentské laboratóriá stredných a vysokých škôl
- screening a on-line monitoring chemických reakcií vo výskume a vývoji
- laboratóriá vstupnej/výstupnej kontroly priemyselných podnikov
- forenzné a colné laboratóriá.
Poďme sa bližšie pozrieť na jeden forenzný príklad uplatnenia stolného NMR spektrometra v kombinácii s MS. V nelegálnom laboratóriu bola zabavená vzorka čírej a prchavej kvapaliny s charakteristickým zápachom organického pôvodu. Táto vzorka bola analyzovaná pomocou GC-MS techniky na Thermo Scientific ISQ QD systéme s jednoduchým kvadrupólom. EI spektrum hlavnej zložky vykazovalo významné fragmenty m/z 159, 129, 103, 73, a 57 s prítomným minoritným molekulovým iónom m/z 202. Vyhodnotením za pomoci knižnice spektier NIST boli navrhnuté dve možné izomérne štruktúry, viď obr. 1.
Obr. 1: EI spektrum hlavnej zložky neznámej látky, ktorá bola identifikovaná ako jedna z možných izomérnych štruktúr A (1,1-dibutoxybután) alebo B (1,1-diizobutoxy-2-metylpropán).
Vzorka bola následne podrobená analýze pomocou stolného NMR spektrometra Thermo Scientific picoSpin 80 MHz , pričom s ohľadom na skupenstvo, okrem prídavku TMS, nebola potrebná iná predúprava. 1 H-NMR spektrum (viď obr. 2) ukázalo prítomnosť multipletu charakteristického pre izopropylovú funkčnú skupinu (dva silne prekrývajúce sa pásy dubletov v oblasti okolo 0,95 ppm), ktoré je sprevádzané komplexnou sériou slabých multipletov okolo 1-2 ppm. Dublety v oblasti 3,34 ppm a 4,49 ppm indikujú prítomnosť CH skupiny a heteroatómu (či inej funkčnej skupiny odoberajúcej elektróny).
Obr. 2: 1 H-NMR spektrum neznámej látky s označením TMS a nečistôt (označené šedou).
Cez nižšiu pravdepodobnosť „hitu“ štruktúry B (1,1-diizobutoxy-2-metylpropán) s využitím MS knižnice NIST bolo na základe NMR výsledkov táto identifikácia silne preferovaná. Pre overenie tohto predpokladu bolo NMR spektrum porovnané s nasimulovanými spektrami pomocou SW Mnova s úplne jasným záverom, že štruktúra neznámej látky zodpovedá navrhnutej štruktúre B.
Obr. 3: Porovnanie simulovaného 1 H-NMR spektra uvedenej štruktúry (1,1-dibutoxybután) so spektrom neznámej látky.
Obr. 4: Porovnanie simulovaného 1 H-NMR spektra uvedenej štruktúry (1,1-diizobutoxy-2-methylpropán) so spektrom neznámej látky.
Obr. 5: Stolný NMR spektrometer picoSpin 80 MHz (vľavo) s GC-MS systémom ISQ QD (vpravo).
Kombinácia oboch techník (GC-MS a NMR, viď obr. 5) umožňuje ľahko identifikovať neznámu látku s vysokou pravdepodobnosťou. Kompletný aplikačný list môžete stiahnuť tu , pre viac informácií nás neváhajte kontaktovať (Mariana Danková, dankova@pragolab.sk ).
Nenechajte si ujsť ďalšie zaujímavosti
- Thermo Scientific SMART chromatografické striekačky
- LC-MS/MS kvantifikácia voľných metanefrínov v ľudskej plazme pre klinický výskum
- Kvantifikácia ôsmich antimykotík v ľudskej plazme pomocou kvapalinovej chromatografie - tandemovej hmotnostnej spektrometrie pre klinický výskum
- Biopsia dychu pomocou technológie GC-Orbitrap – neinvazívny prístup k odhaleniu choroby?
- Ultrazvuková pasterizácia omáčok, džúsov a nápojov