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Atmospheric Pressure Chemical Ionization



Atmospheric pressure chemical ionization (APCI) ist ein Ionisierungsverfahren das in Massenspektrometern verwendet wird. Es ist eine Form der chemischen Ionisierung bei atmosphärischen Druck. Eine Lösung des Analyten wird durch eine Kapillare in einem Stickstoffstrom zerstäubt, wobei ein Spray entsteht. Das Spray wird durch eine beheizte Keramik (300-400 °C) geführt, wo das Lösungsmittel vollständig verdampft wird.

Der austretende Dampf wird durch Anlegen einer Hochspannung (ca. 5 kV) über eine nadelartige Elektrode (sog. Coronanadel bzw. Corona Discharge Needle) in ein Plasma überführt. In dem Plasma werden zunächst aus dem Lösungsmittel und zugesetztem Puffer (häufig Ammoniumacetat) Ionen gebildet. Die ionisierten Lösungsmittelmoleküle wiederum ionisieren die Analytmoleküle, die dann ins Vakuum überführt werden.

In Abhängigkeit von Lösungsmittel und Analyt sind folgende Reaktionen möglich:

  • Protonierung (wie bei CI, z. B. bei Aminen)
  • Ladungsaustausch
  • Deprotonierung (z. B. bei Carbonsäuren, Phenolen)
  • Elektroneneinfang (z. B. bei Halogenverbindungen und Aromaten)

Mehrfach geladene Moleküle [M+nH]n+, wie bei der ESI (Elektrospray Ionisation), werden nicht beobachtet.


Oft kann APCI in einer modifizierten ESI-Ionenquelle durchgefuehrt werden. Die Methode ist weniger schonend als ESI (d.h. es treten vermehrt Fragmentionen auf). APCI erlaubt es die hohen Flussraten einer Standard-HPLC direkt zu verwenden ohne dass der größte Teil des Volumens verworfen werden muss. Der Einsatz von APCI ist unter den folgenden Voraussetzungen sinnvoll:

  • Der Analyt ist mit ESI schlecht ionisierbar (z. B. wenig funktionelle Gruppen, kein Stickstoff)
  • Der Analyt enthält nur "nicht-saure" oder "nicht-basische" funktionelle Gruppen (z. B. Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Ester)
  • Die Probe ist thermisch stabil und verdampfbar
 
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