SPECTROMETRIE DE MASSE

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1 SPETMETIE DE MASSE SPETMETIE DE MASSE : TEIQUE D'AALYSE PUISSATE : AUTE SESIBILITE GADE SPEIFIITE APPLIATIS FAISEAUX D'IS PSITIFS ET/U EGATIFS ETUDE STUTUALE ETUDE ISTPIQUE AALYSE QUALITATIVE ET QUATITATIVE DES MELAGES PA UPLAGE AVE LA PG ET LA LP. ETUDE PAMAIETIQUE : DSAGE EEE METABLIQUE (IDETIFIATI) SEPAATI MASSE /AGE SUS L'ATI DE AMPS ELETIQUES ET/ U MAGETIQUES SPETMETIE DE MASSE SPETMETE DE MASSE EATILL A AALYSE IS AATEISTIQUES FILAMET IS LETILLES VIDE SM SUE AALYSEU DETETEU PG LP IE IP, I API-ELETSPAY API SEPAATI: MASSE/AGE

2 SUE PDUIT EPUSSI FILAMET LLETEU QUADIPÔLE LETILLE AALYSEU PIIPE MULTIPLIATEU D ELETS U 1, V 1 U 2, V 2 U n, V n m 1 /z m 2 /z

3 3 SUE Ionisation Fragmentation SPETMETIE DE MASSE AALYSEU Séparation en fonction du rapport masse/charge M TEIQUES DE LA SPETMETIE DE MASSE SPETE DE MASSE - IMPAT ELETIQUE (I.E.) EATI UIMLEULAIE Intensité elative (%) m/z - IISATI IMIQUE (I..) EATIS IS- MLEULES IISATI M e - M* e - EXITATI M 2e- IISATI SIMPLE (I MLEULAIE) M n (n1)e - IISATI MULTIPLE A B 2e - IISATI DISSIATIVE (IS FAGMETS) A B - e - PAIE D'IS M - APTUE D'ELET I MLEULAIE S ABDAE DEPED DE LA STABILITE DE LA MLEULE. STABILITE SI PESEE D ELETS π. MPSES AMATIQUES > LEFIES JUGUEES MPSES ALIYLIQUES > SULFUES > YD- ABUES AMIFIES > MEAPTAS > ETES AMIES > ESTES > AIDES ABXYLIQUES > YDABUES AMIFIES > ALLS.

4 -IS ISTPIQUES- ABDAE ATUELLE DES ISTPES M M 1 M ,9855 0,0145 % (100 ) (0,0145) 12 98,892 1,108 % (100) (1,12) 14 99,633 0,367 % (100) (0,368) 16 99,759 0,0374 0,2039 % (100) (0,0375) (0,204) 32 S 95,018 0,75 4,215 % (100) (0,79) (4,44) 35 l 75, ,2295 % (100) (32) 79 Br 50,537 49,463 % (100) (97,8) ISTPES STABLES L ABDAE ELATIVE DES ISTPES STABLES SEA ELLE ESULTAT D UE EPATITI STATISTIQUE DE EUX-I. EXEMPLE : MLEULE TEAT 2 ATMES DE Br Br 2 ISTPES DE MASSE 79 ET 81. LE bre TTAL DE MBIAISS SEA : 2 2 = 4 79 Br- 79 Br : MASSE MBIAIS M 79 Br- 81 Br ou 81 Br- 79 Br : MASSE MBIAISS M2 81 Br- 81 Br: MASSE MBIAIS M4 L ABDAE ISTPIQUE EST DETEMIEE PA LE BIME DE EWT : (a b) n a : ABDAE ATUELLE DES ISTPES LEGES (% b : LUDS ( EXEMPLE : SI 2 l : M M2 M4 a = 3 b = 1 (a b) 2 = a 2 2ab b 2 n =2 = AMAS ISTPIQUE M M2 M4 3 l - ALUL APPE : a=3; b=1 ; n=3 M M2 M4 M6 a b) 3 = a 3 3a 2 b 3ab 2 b 3 = ALUL IGUEUX (%): M=100; M2=95,93; M4=30,67; M6=3,27 a = 1 b = 1 n =2 SI 2 Br : M M2 M4 (a b) 2 = a 2 2ab b 2 M = AMAS ISTPIQUE M2 M4

5 3 Br : - ALUL APPE : a=1; b=1 ; n=3 M M2 M4 M6 a b) 3 = a 3 3a 2 b 3ab 2 b 3 = ALUL IGUEUX (%): M=34,06; M2=100; M4=97; M6=31,93 MAQUAGE AUX ISTPES STABLES ISTPES STABLES UTILISES E PAMALGIE: ,,,, S. LE MAQUAGE DIT ÊTE : -SPEIFIQUE : SITES DE MAQUAGE PEIS ET EXLUSIFS. -QUATITATIF : LE PLUS ELEVE PSSIBLE ET U AVE PEISI. LE IX DU MAQUEU ET DU SITE DE MAQUAGE DIT TEI MPTE : - DES LIMITES IMPSEES PA LA SYTESE - DES PEVISIS QUI PEUVET ÊTE FAITES SU LE METABLISME. ETUDE METABLIQUE TEIQUE DES AMAS D IS U MELAGE DU MEDIAMET MAQUE ET MAQUE EST ADMIISTE. LE SPETE DE MASSE DE E MELAGE DES DUBLETS D IS AATEISTIQUES DU MEDIAMET MAQUE ET MAQUE. LES EZYMES FABIQUET A LA FIS DES METABLITES MAQUES ET MAQUES. BTIET DES SPETES DE MASSE U L EPEE U DES DUBLETS D IS SEMBLABLES A EUX DU SPETE DU MELAGE ADMIISTE. SEMA : TEIQUE DES AMAS D IS MEDIAMET MAQUE (1) MEDIAMET MAQUE 13 ET 15 (2) LE SPETE DE MASSE PESETE DES DUBLETS D'IS AATEISTIQUES DES MLEULES (1) ET (2).

6 ETUDES DE BIDISPIBILITE LA FME A TESTE MAQUEE ET LA FME DE EFEEE MAQUEE : ETUDE DE LA BIDISPIBILITE ST : -ADMIISTEES -DISTIBUEES -METABLISEES -ELIMIEES SEMA SIMULTAEMET DAS DES DITIS PYSILGIQUES STITEMET IDETIQUES. LES EATILLS BILGIQUES AALYSES ST : -UIQUES PU LES 2 FMES -TAITES -AALYSES -MESUES SIMULTAEMET PA LE MÊME PEATEU PA LES MÊMES ISTUMETS AVE LE MÊME ETAL DAS DES DITIS AALYTIQUES, STITEMET, IDETIQUES. DIMIUTI : -DE LA VAIABILITE ITA-IDIVIDUELLE -DU MBE DE PELEVEMETS AUGMETATI DE LA SIGIFIATI STATISTIQUE IS FAGMETS IS FAGMETS L I MLEULAIE A AUSE DE L EEGIE EMMAGASIEE PEUT SE MPE. UPTUES SIMPLES U MPLEXES QUI DEPEDET DE LA ATUE ET DE LA PSITI DES GUPEMETS FTIELS. LA FMATI DE ES IS DEPED : DE L EEGIE DE LA LIAIS A MPE. DE L EEGIE DE STABILISATI DE L I PSITIF FME. DE L EEGIE DE STABILISATI DU FAGMET EUTE FME (MLEULE U ADIAL. DE L AAGEMET STEIQUE DES MLEULES. MASSE IMPAIE MASSE PAIE E M EE I PAI E I IMPAI EE E ADIAL MLEULE EE EE

7 YDABUES I - UPTUES SIMPLES n- DDEAE a) - LIAIS YDABUES SATUES DE DE STABILITE DU ABIUM : METYL-4-UDEAE TETIAIE > SEDAIE > PIMAIE ) - YDABUES ISATUES - MLEULE AVE UE DUBLE LIAIS ETYLEIQUE : UPTUE E β DE LA DUBLE LIAIS b) - LIAIS ABE - ETEATME 1 - ETEATME SIMPLEMET LIE α - UPTUE DE LA LIAIS - X (1) X β [ ] X (2) X - SYSTEMES JUGUES : X = ALGEE,, 2, S... LA AGE ESTE PEFEETIELLEMET SU LE ABE. M Intense l l ( ) M faible EXEMPLE : ' ' m/z : 43 m/z : 59 50% 1,7%

8 β - UPTUE DE LA LIAIS - ET FMATI D UE UVELLE LIAIS X X X UPTUE AATEISTIQUE DES ALLS, MEAPTAS, AMIES. EXEMPLE : METYL-1-PPAL m/z :45; 100% 2 m/z :73; 1,2% m/z :59; 19% SPETES DE MASSE DE 3 ISMEES DU BUTAL 2 - ETEATME DUBLEMET LIE UPTUE DE LA LIAIS - E α DE =X ET FMATI D UE UVELLE LIAIS. ' ' ' ion acylium A B UPTUE AATEISTIQUE DES ALDEYDES ETES, ESTES, AMIDES, ABATES, SULFES, PSPATES. EXEMPLE : 2 m/z :43; 21,5% 2 2 m/z :91; 21,5% 2 m/z :119; 0,1%

9 II - UPTUES MPLEXES TUS LES IS E PVIEET PAS DE UPTUES SIMPLES. DES IS PEUVET IMPSE U AAGEMET DE ETAIS ATMES DE LA MLEULE ETUDIEE. EXEMPLE : ELIMIATI D UE MLEULE DE ETEE A PATI DE L AETATE DE BEZYLE LE EAAGEMET D U ATME D YDGEE ETEE FATEUS QUI FAVISET LES EAAGEMETS : - FMATI D UE MLEULE EUTE TES STABLE. - BE STABILISATI DE L I DE EAAGEMET. - FMATI D U ETAT DE TASITI YLIQUE (ETAT DE TASITI A 6 ETES). UE MLEULE A MBE PAI D ELETS EST ELIMIEE D U I PU DE U AUTE I. EAAGEMET SU U SITE ADIALAIE - EAAGEMET DE McLAFFETY: - MIGATI D 1 YDGEE PU 1 I A MBE IMPAI D ELETS. - ITEESSE LES ALDEYDES, ETES, ETES, AIDES, AMIDES, ITILES. FMATI D U ETAT DE TASITI A 6 ETES : EAAGEMET SU U ETE ATIIQUE - PETE D 1 ADIAL EUTE PA DUBLE EAAGEMET (ETAT DE TASITI A 6 ETES). 1 I A MBE PAI D ELETS -S BSEVE EZ LES ESTES, LES AMIDES ' ' ' ' ' '

10 EXEMPLE : 5-FU,-DIPETYLE EAAGEMET AVE ETAIS TYPES DE MLEULES -PETE DE 2 A PATI DES ALLS F F 1 = -( 2) 2- = -( 2) 4- m/z : 200 F -ELIMIATI D XYDE DE ABE EXEMPLE : ATAQUIE 1 F 1 F - - m/z : 201 BEZDIAZEPIES PETE DE ET EXEMPLE VALIUM: FAGMETATIS DES AMIES AMIES PIMAIES: IS SIMILAIES A EUX BSEVES AVE LES ALLS Abundance Scan 376 ( min): BEZ7A.D (*) l l m/z :257 m/z : m/z : l m/z : 284 l m/z : m/z : l - - l m/z :256 m/z : m/z-->

11 EXEMPLE : ETAL-AMIE IISATI IMIQUE (I..) m/z : 31; 3,1% m/z : 30; 57% EATIS IS-MLEULES : la AGE PSITIVE EST MIEUX STABILISEE DAS LE FAGMET TEAT L AZTE. L DE DE STABILISATI DE LA AGE EST : > S > > l PU LES IS : 2 = 2 > 2 = S > 2 = > 2 = F PSSIBLES SI JUE SU : -LE TEMPS DE SEJU DES IS DAS LA SUE (DE L DE DE LA MILLISEDE) ESAE IIQUE YLTIQUE. -LA PESSI : SUE A AUTE PESSI. -METAE PIIPE AALYSE DE ATIS ET D AIS SUITE A DES EATIS ETE UE MLEULE M ET DES ESPEES IIQUES U - D U GAZ EATIF (EATAT). IE e IL FAUT : 1-EALISE L IISATI PIMAIE DU GAZ EATIF PA IE. 2-QUE LES IS U - DU GAZ EATAT SIET EATIFS VIAS A VIS DE LA MLEULE M : M U - [M] U [M-] -

12 -AMMIA : - ISBUTAE : IE e m/z : IE e e - 3 m/z : m/z : 35 ( 4. 3 ) 3 m/z : 52 [ 4.( 3 ) 2 ] Ion cluster 3 m/z : 69 [ 4.( 3 ) 3 ] -METAE: - ISBUTAE : IISATI IMIQUE PSITIVE (I..P.) PTATI PA U AIDE DE BSTED SEMA GEEAL : M M M L I DU GAZ EATIF SE MPTE MME U DEU DE PTS (AIDE DE BSTED). - AMMIA: (3 ) 2 52 LA FMATI DE M A LIEU SI L AFFIITE PTIQUE (AP) DE M EST SUPEIEUE A ELLE DE. DEFIITI DE L A.P. : L AP D UE BASE DE BSTED ESPD A L ETALPIE STADAD DE LA EATI DE DISSIATI DE S AIDE JUGUE : X X = AP(X)= f(x) f( ) f(x )

13 EXEMPLES : M AVE SI : AP (M) < AP (4) PAS DE EATI M M 4 PIIPAUX GAZ YDGEES UTILISES E IP AP (M) > AP (4) EATI EXTEMIQUE EXTEMIITE = AP (M) AP (4) = AVE L ISBUTAE M 2 M 2 M IL FAUT TUJUS QUE : AP (M) > AP (ISBUTAE) MME : AP (ISBUTAE) > AP ( 4) EATI MIS EXTEMIQUE D PLUS FAVABLE A LA FMATI DE M GAS FMULE I EATIF AP (KL/MLE) YDGEE METAE ETYLEE EAU PPAE 3 8 ( ) METAL AETE ISBUTAE AMMIA METYLAMIE ITEET DE L IP EXEMPLE 1 : 5FU 2 ABDAE DE L I MLEULAIE ABDAE SUVET IMPTATE DES IS M D U ITEET PU LES APPLIATS E AALYSE QUATITATIVE U PU LA DETEMIATI DE LA MASSE MLEULAIE D U MPSE. FAGMETATIS, TAIEMET A L I.E. SUVET LIMITEES : - A LES IS FMES AVE ETAIS GAZ PEU EEGETIQUES MME L ISBUTAE, L AMMIA PEUVET DUIE A DES IS M PEU EATIFS. ( 2 ) 4 F - A IL PEUT Y AVI DESATIVATI DES IS PA LLISI AVE DES MLEULES DE GAZ. ( 2 ) 4 - A LA LALISATI DE LA FIXATI DE PEUT DEPEDE DU GUPEMET FTIEL.

14 ABDAE DE L I MLEULAIE EXEMPLE 2 : ULESIDE SITE DE PTATI LE SITE DE PTATI EST IMPTAT A IL ESEIGE DIETEMET SU LA DEMPSITI ULTEIEUE DE L I PSEUD-MLEULAIE M. LE IMPTAT DES GUPEMETS FTIELS. DAS LE AS DE MLEULES PLYFTIELLES TUS LES GUPEMETS E SE DEMPSET PAS AVE LA MEME FAILITE APES PTATI : M M % 46 % 50 % 16 % DEMPSITI UIMLEULAIE DES IS M -ULESIDES : APES DEIVATISATI (PEMETYLATI) BSEVE LES IS SUIVATS: DES IS ADIALAIES (M, M -, M, M - ) A MBE PAI D ELETS. F EATIVITE TES DIFFEETE DE ELLE DES IS M ETUDIES E I.E. UPTUES PA MUVEMET DE PAIES D ELETS, ES FAGMETATIS PEUVET IMPLIQUE DES EAAGEMETS D YDGEES U DE GUPEMETS. LE PLUS SUVET UPTUE ETELYTIQUE DE LA LIAIS E α AVE PETE D U GUPEMET FTIEL : -X -X X F SUE BASE 2

15 ULESIDES APES PEMETYLATI 5 -DEXY-5-FLUUIDIE ETYL-5 -DEXY-5-FLUUIDIE II- L-SM PBLEME : - ELIMIE LA PASE MBILE TUT E GADAT LA PLUS GADE QUATITE PSSIBLE D EATILL. PAS DE SYSTEME VAIMET GEEAL. TEIQUE SUVET APPLIQUEE AUX PDUITS DIFFIILES A AALYSE FAGILES, VLATILES, TEMSESIBLES. QUALITES D U UPLAGE L/MS - LE B FTIEMET DE L ITEFAE E DIT PAS DEPEDE DES DITIS MATGAPIQUES. - LES QUALITES MATGAPIQUES DIVET ETE SEVEES. - LIMITE DE TASMISSI DE L DE DU ng - EDEMET (APPT ETE LA QUATITE ETAT DAS L ITEFAE ET ELLE TASMISE AU SM DIT-ETE AU MIS DE 30-50% ET E PAS DEPEDE DE LA ATUE DES SLUTES ET DE LA PASE MBILE. - L ITEFAE E DIT PAS ETAIE DE DEGADATIS DES SLUTES.

16 UPLAGES DIETS ITEFAES UTILISEES - LA PASE MBILE EST QUE PATIELLEMET ELIMIEE ET PEETE DAS LE SM. - DEBIT DE 5 A 50 µl/min. - EESSITE DE TAVAILLE AVE DES LES DE FAIBLE DI. 1-ELETSPAY A PESSI ATMSPEIQUE (API-ELETSPAY) 2-IISATI IMIQUE A PESSI ATMSPEIQUE (API) - LES DEBITS ELEVES IMPSET DE ITDUIE QU U TES FAIBLE PUETAGE DE LA PASE MBILE ET DU SLUTE. - LES DIFFEETS SYSTEMES EQUIEET TUS UE EBULISATI DE LA PASE MBILE AVAT S AIVEE DAS LA SUE. ELETSPAY A PESSI ATMSPEIQUE (API-ELETSPAY) ELETSPAY : PIIPE :

17 I SPAY SI DEBIT > A 500 ml/min. L ELETSPAY PDUIT U FLUX DE GSSES GUTTELETTES E PLUS DU SPAY SUAITE, E QUI LE ED ISTABLE. AMELIATI :EBULISEU PEUMATIQUE D.D.P. L I SPAY U SPETE DE MASSE ELETSPAY GEEALEMET U ESEMBLE DE PIS SEUTIFS ESULTAT D IS MLEULAIES MULTIPLEMET AGES PA PTATI: (M n) n LA AGE DES IS PEUT-ETE ASSEZ FAILEMET DETEMIEE E SE BASAT SU ES IS MULTIPLEMET AGES. EXEMPLE: SIT U I DE AGE z 1 ET DE APPT MASSE/AGE= m 1 QUI PVIET D U I MLEULAIE M QUI A FIXE z 1 PTS : ( 1) z1 m1 = M z1 mp mp = massedel' hydrogéne ( ) M = z1 m1 mp SI PED U I SEPAE DU PEEDET PA UE AGE j DAS LE SES DES MASSES ISSATES AVE UE MASSE m ET 2 UE AGE (z -j) BTIET : 1 ( 2) m 2( z1 j) = M ( z1 j) mp E MDE IS EGATIFS BTIET U ESEMBLE DE PIS SEUTIFS ESULTAT D IS MLEULAIES MULTIPLEMET AGES PA DEPTATI: (M - n) n- m 2 1 z1 m2 j mp z mp j = M A PATI DE (1) ET (2) PEUT EIE : m 2 z1 m2 j mp z1 mp j = z1 m1 z1 m2 z1 z1 m1 = m2 j mp j z 1 = j( m2 mp) ( m2 m1) m p E UTILISAT LE MÊME AISEMET QUE PEEDEMET BTIET : z 1 = j( m2 mp) ( m2 m1)

18 EXEMPLE : SM E API-ELETSPAY ELETSPAY AVE DES MLEULES DE FAIBLE P.M. DAS LE PLASMA D IS LES MLEULES PLAIES PEUVET FME DES ADDUITS. UTE LA PESEE D U I PSEUD MLEULAIE [M] U [M-] - PEUT BSEVE SEL LES STITUATS DE LA PASE MBILE LES IS MK, Ma, M 4. E PEAT LES PIS m/z: 991,5 (m 1 ) ET m/z: 1486,6 (m 2 ) -(DIFFEEE DE AGE j=6) BTIET PA EXEMPLE : ( 1,0073) ( 1486,6 991,5 ) ,6 z = D z 1 = 18. AVE m 1 =991,5 : 8913,5562 = 495,1 1 = 18,0035 L AJUT, DAS LA PASE MBILE, D AIDE AETIQUE U DE SELS D AMMIUM FAVISE, E GEEAL, LA FMATI DES IS [M] ET [M4]. L ADDITI E FAIBLE ETATI D IS METALLIQUES EST UTILISEE PU AUGMETE LA ATIISATI. L AJUT DE ES IS PEMET D APPLIQUE LA TEIQUE D ELETSPAY A DES MLEULES PEU IISABLES. ( ) M= , 10073, = , Da IS PSITIFS ELETSPAY AVE DES MLEULES DE FAIBLE P.M. EXEMPLES: IS EGATIFS ELETSPAY AVE DES MLEULES DE FAIBLE P.M. [M], [M 4 ], [MK], [Ma], [2M] 165 (M-) - P.M = IS EGATIFS [M-] -, [M] -, [(M-)a] -, [(2M-2)a] (2M-2a) 331 (2M-) -

19 IS PSITIFS ELETSPAY AVE DES MLEULES DE FAIBLE P.M. EXEMPLE : mode positif IJETI DIETE : 1ul/min. ; SLVAT : / 2 (50v/50v) [2Ma] [2Ma] 538 P.M. = (M) l 2 3 P.M. = [M] [2M] [6Ma] [3Ma] [5Ma] 2 EX : ETYL BUTAATE ESTE EX: ESTE

20 ALDEYDE ETE EX : BUTAAL EX : PAITE E MASSE Intensité elative (%) E GEEAL LES MLEULES GAIQUES ST STITUEES DE,,,, S, P ET D ALGEES. PATIULAITE : EGLE DE L AZTE LA MASSE MLEULAIE SEA TUJUS PAIE SI LE MBE DE EST PAI U UL : A A UE PAITE DIFFEETE DE MASSE ATMIQUE ET D ELETS DE VALEE. EXEMPLE : ATME MASSE ATMIQUE ELETS PEIFEIQUES l P