GC handbuch - Agilent

Analyse pharmakologischrelevanterSubstanzen mitGC/MSD – EI/PCI/NCIApplikationskompendium

Analysepharmakologisch relevanter

Substanzen mit

GC/MSD – EI/PCI/NCI

Die Kombination Gaschromato-graphie / Massenspektrometrie istin der analytischen Messtechnikseit Jahrzehnten erfolgreich imEinsatz. Die Standardmesstechnik„Elektronenstoss-Ionisation(Electron Impact/EI)“ bietet imBlick auf Messempfindlichkeitund Identifizierung der zuuntersuchenden Komponentenausserordentliche Möglichkeiten.Der Umfang der Referenzspektren-datenbanken nimmt von Jahr zu Jahr zu. Aktuell werdenSpektrenbibliotheken mit mehrals 350.000 Einträgen kommerziellangeboten. Die Messempfindlich-keit wurde soweit verbessert,dass mit der Full Scan AnalyseAnalytkonzentrationen von1pg/µL – 10pg/µL erfasst werden.Dennoch bleiben einigeAnforderungen an die Messtechnikoffen, wenn z.B. das EI-Spektrumkeine, oder nur unzureichendeInformation über die Molmassedes Analyten bietet, oder beimatrixbelasteter Probenqualitätdie Selektivität nicht ausreichtund damit der Response drastischabnimmt.

Für diese Fälle stehen mit denTechniken der „ChemischenIonisierung“ (CI) Verfahren zurVerfügung, die den Einsatz der massenspektrometrischenDetektion deutlich erweitern. ImModus der „Positiven ChemischenIonisierung“ (PCI) werden duchAuswahl geeigneter Reaktantgasedie Molionen im Massenspektrumverstärkt, signifikante Adduktebestätigen die Molmasse desAnalyten. Die „Negative ChemischeIonisierung“ (NCI) bietet fürKomponenten, die sich durch hoheElektronenaffinität auszeichnen,die Möglichkeit selektiv undextrem empfindlich zu messen.Nachweiskonzentrationen vonFemtogramm pro Mikroliter sindohne weiteres möglich.

Mit den Verfahren der CI wird dieMassenspektrometrie individuell,d. h. problemorientiert genutzt.Konstante Messparameter gewähr-leisten hohe Reproduzierbarkeit.Die CI ist eine kreative Messtechnik.Wer sich einmal mit ihren Kriterienvertraut macht und spontan positiveErgebnisse generiert, wird ihreFaszination erleben. Diese Erfahrungmöchte die Broschüre vermitteln.

H.- Jürgen SchulzMünchen, im Oktober 2001

Vorwort

1. Einführung

1.1 Differenzierung EI/CI

2. Positive Chemische Ionisierung (PCI)

2.1 Konfiguration der Ionenquelle

2.2 PCI – Reaktionen unterschiedlicher Reaktantgase

2.3 Beispiele EI/PCI

3. Negative Chemische Ionisierung (NCI)

3.1 Optimierung der NCI-Messung

4. Praktische Hinweise

4.1 Gaschromatographie

4.2 PCI/NCI Kriterien

4.3 Derivatisierung

5. Instrumentierung

6. Literatur

1. EinführungDie Technik der Chemischen Ionisierung (CI) wurde 1966 vonMunson und Field vorgetellt. Sie bietet eine Alternative zurElektronenstossionisierung (Electron Impact, Electron Ionization, EI), indem sie dieMolmasse der Analyte bestätigtund zusätzliche Informationenüber die Molekülstruktur liefert.In ausgewählten Fällen wird dieMessempfindlichkeit gegenüberder EI Messung deutlichverbessert.

1.1 Differenzierung EI/CIIm EI Modus kollidieren Elektronenmit relativ hoher Energie (70eV)mit den Analytmolekülen undbilden u.a. positive Ionen. Dieser,unter konstanten Messbedingun-gen ausgeführte Fragmentierungs-prozess, ist gut erklärbar und das Fragmentierungsmuster – dasMassenspektrum des Analyten –dient der Substanzidentifizierung.Während die EI Reaktion als eindirekter Energietransfer von denElektronen zum Analytmolekülverstanden wird, ist die CI als

chemische Reaktion – insbesondereim PCI Modus – zu verstehen. In einer Gasmischung ausReaktantgas oder Moderatorgaswird das im Überschuss vor-liegende Reaktantgas ionisiertoder das Moderatorgas dient als Medium zur Bildung vonenergieschwachen Elektronen.Der Analyt kann sowohl mit den Reaktantgasionen, als auchmit den Elektronen reagieren.Entsprechend den Resultaten der Reaktionsmöglichkeiten wirdzwischen Positiver ChemischerIonisierung (PCI) und NegativerChemischer Ionisierung (NCI)unterschieden.

2. Positive Chemische Ionisierung (PCI)

Die PCI Arbeitsweise wirdbevorzugt dann eingesetzt, wenn das EI Massenspektrumkeine, oder nur unzureichendeInformation über die Molmassedes Analyten liefert. DieseArbeitstechnik ist also imeinfachsten Fall als Methode der Molmassenbestimmung in der Massenspektroskopie zuverstehen. Das Messergebnis derPCI wird primär mit der Wahl des Reaktantgases entschieden.Die Literatur kennt neben derelementaren Bedeutung der PCIeine Vielzahl von Beispielen, indenen mit dieser TechnikStrukturaufklärung betriebenwird. Im PCI Modus ist dieMessempfindlichkeit häufigniedriger als im Vergleich zur EI Messung. Dieser Nachteil kann durch Einsatz der SIM(Selected Ion Monitoring) Messunggrösstenteils kompensiert werden.

2.1 Konfiguration der IonenquelleDie CI-Ionenquelle ist im Vergleichzur EI-Ionenquelle so modifiziert,dass eine möglichst geschlosseneReaktionskammer vorliegt. DasVolumen der Kammer beträgt ca. 1mL. Der Glühdrat (Filament)für die Elektronenerzeugung istausserhalb der Reaktionskammerpositioniert. Die in die Kammeremittierenden Elektronen werdenmit 100eV – 200eV beschleunigt,um eine optimale Durchdringungim Reaktantgas zu bewirken. Die Elektroneneintrittsöffnung ist

minimiert, das Reaktantgas wirddirekt in die Quelle geleitet. Umeine möglichst effiziente Reaktionzu erreichen ist ein Verhältnis von Reaktantgas zu Probegas von 1000 zu 1 einzustellen. DerPartialdruck in der Ionenquellebeträgt ca. 10-4torr. Das Design der Quelle ist so gewählt, dassausserhalb der Reaktionskammerein Partialdruck von ca. 10-5torrbis 10-6torr erreicht wird, um diekollisionsfreie Ionenflugbahn zum Analysator zu gewährleisten.Die Massenspektrometrie, diesich solcher Quellenkonfigurationbedient, wird auch als HighPressure Mass Spectrometry(HPMS) bezeichnet.

2.2 PCI-Reaktionen unterschiedlicher Reaktantgase

Die am häufigsten verwendetenReaktantgase sind Methan, i-Butanund Ammoniak. Einige prinzipielleReaktionen des Methans sind:

CH4 + e- �CH4+, CH3

+, CH2+.

CH4+CH4+�CH5

+ + CH3. mz 17

CH2+.+CH4�C2H4

+. + H2 mz 28

CH2+.+CH4�C2H3

++H2+H.mz 27

CH3++CH4� C2H5

+ + H2 mz 29

C2H3++CH4� C3H5

+ + H2 mz 41

Die schrittweise Darstellung derReaktionen dient der Übersicht.Tatsächlich laufen diese simultanzueinander ab. Das Reaktantgaswird durch Reaktion mit den indie Reaktionskammer eintreten-den Elektronen ionisiert. Vonbesonderer Bedeutung ist dasCH5

+ Ion, das als Protondonatorzur Verfügung steht und mit demMolekülion das protonisierteMolion liefert. Zusätzlich werdendie für die Methanreaktioncharakteristischen Moladduktegebildet:

CH5+ +M � MH+ + CH4 mz M+1

C2H5+ +M� M-C2H5

+ mz M+29

C3H5+ +M� M-C3H5

+ mz M+41

Diese Prozesse werden mit demBegriff der Protonaffinität (PA)beschrieben. Die PA ist diethermochemisch bedingte Eigenschaft der Reaktions-partner Protonen zu übertragen.Für die Bildung des protonisiertenMolions muss die PA des Analytengrösser sein, als die des Reaktant-gases. Mit zunehmender, unter-

1

schiedlicher PA von Analyt zu Reaktantgas nimmt dasFragmentierungsverhalten des Analyten zu. Die Literaturnennt die PA unterschiedlicherorganischer Verbindungen. Sie liegen im Bereich von180kcal/mol - 240kcal/mol. Häufig ist jedoch die PA deranalytisch relevanten Substanzennicht bekannt und die erfolgreichePCI Reaktion ist im Einzelfall zuerproben.

Protonaffinität der

Reaktantgase (kcal/mol):

Wasserstoff H3+ 101

Methan CH5+ 132

i-Butan C4H9+ 196

Ammoniak H+(NH3) 204

Ammoniak weist eine hohe PAauf. Diese Eigenschaft lässt sichselektiv einsetzen, weil Analyte/Matrices, die lediglich aus denElementen C, H, O bestehen,häufig nicht ionisiert werden.Eine wichtige Ausnahme dieserBeobachtung ist die Ammoniak-reaktion mit Carbonsäureester.

Reaktantgasionenbildung desAmmoniaks:

NH3 + e- �NH3+, NH2

+

NH3++NH3�NH4

+ + NH2+ mz 18

NH2++NH3�NH3

+, NH mz 17

�(NH4NH3)+ mz 35

�(NH4(NH3)2)+mz 52

M + NH4+ �(M+NH4)

+ M + 18

M + NH4+ �(M+H)++NH3 M + 1

Geeignete Analyte bilden mitAmmoniak das charakteristischeM+NH4 Moladduktion. Es kannausschließlich oder zusätzlich dasprotonisierte Molion M+H gebildetwerden. Generell gilt, dass mit der Wahl des Reaktantgases dasFragmentierungsverhalten derAnalyten beeinflusst wird. Auchdie Analytkonzentration kann aufdas FragmentierungsverhaltenEinfluss nehmen. Die für die PCI Arbeitsweise übliche geringeFragmentierung wird als „weiche“Ionisierung und die dafür gewähltenGase, werden als „weicheReaktantgase“ bezeichnet. Von Interesse ist die, als Hydridabstraktion bezeichneteReaktion der Analyten, wie sie bei langkettigen Alkanen oder bei

Analyten mit langkettigenAlkylresten auftritt:

CH5+ + M � (M-H)+, H2 + CH4

Die PA des Reaktantgases ist indiesem Fall grösser als die desAnalyten.

2.3 Beispiele EI/PCIAm Beispiel des Methylpalmitats,wird der unterschiedlicheResponse des Analyten inRelation zur Messtechnik und zurWahl der Reaktantgase Methanund Ammoniak deutlich. Im FullScan Modus nimmt der Responsevon EI � PCI/CH4� PCI/NH3 ab.Die Spektrenqualität zeigt diecharakteristischen EI / PCI/CH4 /PCI/NH3 Spektren.

3. Negative Chemische Ionisierung(NCI)

Die Bedeutung der NCI liegt inder Möglichkeit, die für dieseReaktion geeigneten organischenVerbindungen im Ultraspuren-bereich (ppt Konzentration) selektivnachzuweisen. Die Probenmatrixreagiert für gewöhnlich nicht undwird in diesem Fall messtechnischausgeblendet. Die für NCIgeeigneten Analyte weisen einehohe Elektronenbindungskapazitätbzw. Elektronenaffinität (EA) auf.Die Bezeichnung „ChemischeIonisierung“ ist wenig zutreffend,denn anstelle einer Ionenmolekül-reaktion wird der wesentlicheReaktionspart durch Anlagerungenergieschwacher – thermischer –

2

Methylpalmitat, je 600pg, oben/Mitte/unten: EI/PCI-CH4/PCI-NH3, links TIC, rechts Full Scan Spektren

Elektronen an das Molion desAnalyten erreicht. Der Energie-verlust der Elektronen geschiehtdurch Kollision mit den in derKammer in hoher Konzentrationvorliegenden Molekülen desModeratorgases (häufig Methan):

e- (hoher Energie) �CH4

(Moderatorgas) � e- (thermische

Elektronen (0eV – 2eV) + MX

�MX-

Analyte mit hoher Elektronen-affinität (EA) bilden im NCIModus stabile, negative Molionen(siehe Beispiel THC). DieseReaktion wird als Resonanz-elektroneneinfangreaktion oderals ECNI (Electron CaptureNegative Ionization) bezeichnet.In der Umgangssprache wird der Begriff NCI gebraucht.Elektronen mit höheremEnergiegehalt (� 15eV) bedingeneine dissoziative Reaktion:

e- + MX �M + X-

Die aus dieser Reaktionresultierenden Massenspektrenzeigen eine mehr oder minderintensive Fragmentierung desMolions. Welcher Analyt für dieNCI Messung geignet ist, kann nur schwer prognostiziertwerden. Gute Erfolge werden mit Substanzen erzielt, die bereits im GC/ECD Verfahreneinen hohen Response auf-weisen. Geeignet sind mehrfachhalogenierte Verbindungen,solche die Nitrogruppen,Doppelbindung und allgemeinHeteroatome in der Molekülstruk-tur aufweisen. Bietet die Substanzdie Möglichkeit der Derivatisie-rung, ist diese durch geeignete –perfluorierte – Reagenzienvorzunehmen, um die EA in dasMolekül zu implementieren.

3.1 Optimierung der NCI MessungIm NCI Modus können einigeParameter der Ionenquellen-funktion zur Optimierung derMessempfindlichkeit modifiziertwerden. Der Fluss des Moderator-gases (Parameter „Flow“) wirdverdoppelt. Diese Arbeitsweise ist mit dem Begriff „High Pressure Electron Capture Mass Spectrometry“ (HPECMS)verbunden. Art und Reinheit

der Gase sind von Bedeutung.Neben dem üblich verwendetenMethan, wird auch Ammoniakund Kohlendioxid eingesetzt. Die erforderliche Gasreinheit liegtim Bereich von 99.95% – 99.995%.Sauerstoff- und Wasserverunreini-gung sind Ursache von Störreak-tionen. Die Elektronenanlagerungs-reaktion ist temperaturabhängig.Dies bedeutet, dass dieIonenquellentemperatur denReaktionsablauf wesentlichbeeinflusst und letztlich dasFragmentierungsverhalten desAnalyten und die Messempfind-lichkeit bedingt. Eine niedrigeIonenquellentemperaturbegünstigt die Reaktion.Messtechnisch gesehen kanndieser Parameter nicht beliebigreduziert werden. Sowohl dieTemperatur des Glühdrahts – obwohl ausserhalb der Quellepositioniert – als auch dieTemperatur des Trägergases,lassen als niedrigsten, praktikablenWert für die Ionenquellentempera-tur ca. 150°C zu. Damit kann einTemperaturprofil während der GCAnalyse auftreten, das die Tailing –Eigenschaft der Analyten verstärkt.Zudem sind Matrixeffekte in derQuelle nicht auszuschliessen.

Über das „Tuning“ des MS werdendie Parameter „Electron Energy“(EE/eV) und „Emission Current“(EC/µA) eingestellt. EE beeinflusstdie Mobilität der Elektronen,insbesondere wie weit sie in dieReaktionskammer der Quelleeindringen. Mit EC wird die Anzahl,der für die Reaktion vom Glühdrahtemittierender Elektronen reguliert.Eine Erhöhung des EC führthäufig zur Steigerung der Mess-empfindlichkeit. Es ist zu beachten,dass mit steigendem Wert für ECder Glühdrat stärker beheizt wird.Damit können seine Materialformund Position verändert werden.Zudem tritt langfristig Material-verschleiss auf.

4. Praktische HinweiseDie nachfolgend genanntenArbeitsverfahren resultieren ausden Erfahrungen des Autors. Sie geben jeweils nur eine,individuelle Möglichkeit an, die Messtechnik umzusetzen. Jede Applikation ist mitdetaillierten Messparameternaufgeführt. Für keines derVerfahren wird eine Gewähr-leistung übernommen.

4.1 GaschromatographieFür die Chemische Ionisierunggelten die gleichen GC Kriterien,wie sie für die EI Messungen zubeachten sind. Eine für dasgesamte GC Experiment optimierteMethode, die weder im Einlass-sytem, noch in der Trennsäule dieAnalyten diskriminiert, ist zuvorim EI Modus zu erproben. Fürkritische, thermolabile Substanzeneignet sich die On-Column- oderdie PTV- Injektionstechnik, die zudem im Kryoverfahren eineProbenanreicherung im Injektorermöglicht. Die Splitless-Injektionwurde jeweils im Pulsed PressureMode ausgeführt. Der Vorteil liegtin dem fast quantitativen Proben-transfer vom Injektor zur Säuleund der extrem kurzen Verweil-zeit der Probe im Einlasssystem.Der Glaseinsatz des Injektors istder Injektionstechnik anzupassen.Für die Splitless Injektion wurdeder desaktivierte Einsatz „doppel-seitig zulaufend“ (Agilent Nr.5181-3315) verwendet. DieAuswahl der Kapillartrennsäule

3

Tetrahydrocannabinol (THC)TFA-Derivat, Molmasse: 410amuoben/unten: EI- / NCI-CH4 Spektrum

richtet sich nach der Aufgaben-stellung. Für die Mehrzahl derhier untersuchten Analyten ist dieSäule der Phase 5% Phenylmethyl-silikon, HP-5MS, 30m x 0,25mm x0,25µm (Agilent Nr. 19091S-433)geeignet.

4.2 PCI/NCI KriterienFür beide Messtechniken stehenTune Programme zur Verfügung.Das Tune Programm unterstütztdie Einstellung der Gase und gibteinen ersten Ansatz für die Werteder Messparameter. Der TuneReport dient zur Prüfung aufWasser und Luft im Messsystem,die für den CI Betrieb deutlicheStörfaktoren darstellen. DieElectron Multiplier Spannung(EMVolts) wird im Tune deutlichniedriger eingestellt, als es für die Messungen erforderlich ist.Deshalb kann in der Methodeetwa + 400eV zum Tune Wertaddiert werden. Im PCI Moduswird das Ergebnis primär von derWahl des Reaktantgases bestimmt;eine weitere Optimierung durchÄnderung der Tune Werte ist eherunwahrscheinlich. Im NCI Moduskönnen, wie oben erklärt, dieÄnderungen einiger Parameter zurOptimierung der Messungbeitragen. Auf jeden Fall ist dashäufige Tunen – insbesondere imNCI Modus – zu vermeiden, umeine ständige Untergrundbelastungder Messungen durch die TuneSubstanz auszuschliessen. Zur Methodenentwicklung sindfür die PCI Messungen etwa 10ngpro Komponente erforderlich; dieNCI Messung wird mit maximal1ng pro Komponente begonnen.

4.3 DerivatisierungPolare, chromatographischkritische Substanzen werden vorder Messung derivatisiert. Häufigwird die Derivatisierung im NCIModus zur Steigerung derMessempfindlichkeit eingesetzt.Die Ausführung orientiert sich ander u.g. Literatur und an deneigenen Laborerfahrungen.Derivatisierungsreagenzien undInkubationskriterien lassen sichvariieren und die Messergebnisseweiter optimieren. Als Reaktionsgefäss bietet sichdas „High Recovery Vial“, mit

1,5ml Volumen und konischemBoden (Agilent Nr. 5182-3454) an.Es ist darauf zu achten, dass fürdie Herstellung der Lösungenwasserfreie Lösemittel verwendetwerden. Die zu derivatisierendeLösung wird bei Raumtemperaturmit Stickstoff abgeblasen, derüber eine Stahlkapillare in dasVial eingeführt wird. Die Kapillaremündet wenige Millimeter oberhalbdes Flüssigkeitsspiegels. Der schwache Gasfluss (zuvorprüfen!) ist so einzustellen, dasser in der Flüssigkeit eine kleineVertiefung bildet. Zu demRückstand wird das Derivatisie-rungsreagenz gegeben, das Vialverschlossen und die Reaktion(Inkubation) bei definierterTemperatur und Zeitdauerdurchgeführt. Je nach Wahl desReagenz’ kann danach die Lösungdirekt für die Messung verwendetwerden, oder das flüchtigeReagenz wird erneut – wie zuvor beschrieben – abgeblasen.Der Rückstand wird in einemgeeigneten Lösemittel aufgenommenund – soweit erforderlich – einealiquote Verdünnung hergestellt.Erfahrungsgemäss sind Derivatenicht für längere Zeit – auch nichtgekühlt – lagerfähig. Bei einerMehrkomponentenprobe, die ggf. auch Matrix enthält, ist zubeachten, dass u.U. nicht nur die relevanten Analyte, sondernauch weitere Probenbestandteilederivatisieren und das Chromato-gramm und die Massenspektrenkomplizieren. Agressive Reagenzienkönnen die stationäre Phase derTrennsäule schädigen, insbesonderebei der Splitless- und On-ColumnInjektion. Bei der Split Injektionist zu beachten, dass auch dieGasleitungen korrodieren undletztlich das Gasregelmodullädieren können.

5. InstrumentierungDie hier aufgeführten Messungenwurden mit einem GC/MS Systemvon Agilent Technologiesdurchgeführt:• Gaschromatograph

Agilent 6890Plus, split/splitlessund On-Column Injektor,Autosampler Agilent 7673

• Massenspektrometer MSDAgilent 5973N, CI Option

• ChemStation HP Kayak XA,Software Vers. G1701CA

Als Reaktant- bzw. Moderatorgaswurden Methan (4.5) undAmmoniak (3.5 oder 4.0), LindeGas AG, verwendet. Die Gas-zuleitungen sind aus Edelstahl.Für Methan wird eine Vor-reinigung (Gas Purifier, AgilentNr. 1999-80410) zwischenGasversorgung und GC installiert.Für Ammoniak ist eine geeigneteGasreduzierstation zu verwenden.Die Ammoniakgaszuleitung istmehrfach zu wendeln, um eineAerosolbildung des Gases zuvermeiden. Der Vordruck wird auf ca. 0,5bar eingestellt.

6. Literatur„Chemical Ionization MassSpectrometry“, 2nd Edition, Alex G. Harrison, CRC Press, ISBN 08493-4254-6

„Introduction to MassSpectrometry“, Chapter Six, 2, J. Throck Watson, Raven Press,New York

„High Pressure Electron CaptureMass Spectrometry“, W. B. Knighton, L. J. Sears and E. P. Grimsrud, Mass Spectrometry Reviews,1996, 14, 327-343

„Handbook of AnalyticalDerivatization Reactions“, D. R. Knapp, John Wiley & Sons,ISBN 0-471-03469-X

„Handbook of Derivatives forChromatography“, 2nd Edition, K. Blau and J. Halket, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-92699-X

„Silylating Agents“, Fluka, ISBN 3-905617-08-0

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Inhaltsverzeichnis

Komponente Zusammenfassung Acepromazin Barbiturate

Alprazolam AmobarbitalAmobarbital BarbitalBarbital ButethalBenzoylecgonin PentobarbitalBromazepam SecobarbitalButethalChloramphenicol Benzodiazepine

Chlorphenoxamin AlprazolamChlorprothixen BromazepamCholesterol DiazepamCimaterol FlunitrazepamClenbuterol TriazolamCocainCodein Nitroimidazole

Diazepam DimetridazolDimethinden MetronidazolDimetridazol RonidazolDiphenhydraminEstradiol Steroide

Estron CholesterolFlunitrazepam EstadiolLidocain EstronMabuterol TestosteronMDA (Methylendioxyamphetamin)MepivacainMethadonMetronidazolMorphinNalorphinOrphenadrinPentobarbitalPhenylbutazon PromethazinPropionylpromazin (Combelen)RactopaminRonidazolSecobarbitalTestosteronTetrahydrocannabinol (THC)Tetrahydrocannabinolcarbonsäure (THCCOOH)TriazolamZearalenon

5

6

AcepromazinCAS-Nr. 61-00-7

GC-ParameterSäule: 30m x 0,25mm x 0,25µm,5% Phenylmethylsilikon(HP 19091S-433)Trägergas: He, Fluss: 0,7mL/Min, 30cm/secConst. Flow Mode Injektion: split, 250°C Ofentemp. Programm:

120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)

MS-ParameterMode: EI – SCAN

Tune: Atune Temp. Source/Quad: 250°C/150°C

Mode: PCI/CH4 – SCAN

Reaktantgas: MethanFlow: 20 (1mL/Min)Tune: PCI-Methan AutotuneTemp. Source/Quad: 250°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV

Mode: PCI/NH3 – SCAN

Reaktantgas: AmmoniakFlow: 20 (1mL/Min)Tune: PCI-Ammoniak Tune FileTemp. Source/Quad: 250°C/150°CEM-Volt: Tune + 400eV

Ergebnis

Retentionszeit des Analyten:11.60Min Konzentration des Analyten:4ng/µLRelation Signal/Rauschen PCI/CH4 Scan: 18/1PCI/NH3 Scan: 25/1

7

EI-Spektrum, Acepromazin, M+: 326amu

PCI/CH4-Spektrum, Acepromazin, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 327/355/367amu

PCI/NH3-Spektrum, Acepromazin, M + H: 327amu

8

9

BarbiturateAmobarbitalCAS-Nr. 57-43-2BarbitalCAS-Nr. 57-44-3ButethalCAS-Nr. 77-28-1PentobarbitalCAS-Nr. 76-74-4SecobarbitalCAS-Nr. 76-73-3

GC-ParameterSäule: 30m x 0,25mm x 0,25µm,5% Phenylmethylsilikon(HP 19091S-433)Trägergas: He, Fluss: 0,7mL/Min,30cm/sec, Const. Flow ModeInjektion: Pulsed splitless, 250°COfentemp. Programm:

60°C (1Min) – 20°C/Min � 180°C10°C/Min � 300°C





Mode: NCI/CH4 – SCAN/SIM

Moderatorgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min) Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV

Hinweise Derivatisierung mit

Pentafluorbenzylbromid (PFBB)

Zu 100µL des in Ethylacetatgelösten Standards der fünfAnalyten, (SIGMA D-3155) Konz.

je 20ng/µL, werden 10µL Reagenz(SIGMA P-3534) und 10µLTriethylamin gegeben und dieMischung 60Min bei 60°C inkubiert.Es werden die Monoderivate reagiert.Die aliquot verdünnte Ethyl-acetatlösung ist für die GC-MSMessung bereit. Nur verdünnteLösung injizieren, um die Schädigungder stationären Phase der Säuleweitgehend zu vermeiden.

Ergebnis

Die Barbiturate können auch underi-vatisiert gemessen werden. Diegewählte Derivatisierung bietet eineVerbesserung der Messempfindlich-keit im SIM Mode aufgrund derZunahme der Molmasse um 181amuund eine Steigerung der Messempfind-lichkeit im NCI Mode. Die RelationSignal/Rauschen wird für dieAnalytkonzentration 1pg/µL mit > 240/1 berechnet. Die PCI/NH3

Reaktion ist messtechnischunempfindlich.

EI-Spektrum, Amobarbital, PFBB-Derivat, M+: 406amu

EI-Spektrum, Amobarbital, nicht derivatisiert, M+: 226amu

10

PCI/CH4-Spektrum, Amobarbital, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 227 / 255 / 267amu

PCI/CH4-Spektrum, Amobarbital, PFBB-Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 407 / 435 / 447amu

NCI/CH4-Spektrum, Amobarbital, PFBB-Derivat, M- - H: 405amu

11

EI-Spektrum, Barbital, nicht derivatisiert, M+: 184amu

EI-Spektrum, Barbital, PFBB-Derivat, M+: 364amu

PCI/CH4-Spektrum, Barbital, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 185 / 213 / 225amu

12

PCI/CH4-Spektrum, Barbital, PFBB-Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 365 / 393 / 405amu

NCI/CH4-Spektrum, Barbital, PFBB-Derivat, M- - H: 363amu

EI-Spektrum, Butethal, nicht derivatisiert, M+: 212amu

13

EI-Spektrum, Butethal, PFBB-Derivat, M+: 392amu

PCI/CH4-Spektrum, Butethal, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 213 / 241 / 253amu

PCI/CH4-Spektrum, Butethal, PFBB-Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 393 / 421 / 433amu

14

NCI/CH4-Spektrum, Butethal, PFBB-Derivat, M- - H: 391amu

EI-Spektrum, Pentobarbital, nicht derivatisiert, M+: 226amu

EI-Spektrum, Pentobarbital, PFBB-Derivat, M+: 406amu

15

PCI/CH4-Spektrum, Pentobarbital, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 227 / 255 / 267amu

PCI/CH4-Spektrum, Pentobarbital, PFBB-Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 407 / 435 / 447amu

NCI/CH4-Spektrum, Pentobarbital, PFBB-Derivat, M- - H: 405amu

16

EI-Spektrum, Secobarbital, nicht derivatisiert, M+: 238amu

EI-Spektrum, Secobarbital, PFBB-Derivat, M+: 418amu

PCI/CH4-Spektrum, Secobarbital, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 239 / 267 / 279amu

17

PCI/CH4-Spektrum, Secobarbital, PFBB-Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 419 / 447 / 459amu

NCI/CH4-Spektrum, Secobarbital, PFBB-Derivat, M- - H: 417amu

NCI SIM, 5 Barbiturate, je 1pg/µL, siehe Tabelle 1Tabelle 1

NCI SIM

AnalytElutionsfolge

RT (Min) Ionen(amu)

RelationSignal/Rauschen

Barbital 14,52 363 330/1Butethal 15,37 391 340/1Amobarbital 15,63 405 330/1Pentobarbital 15,93 405 380/1Secobarbital 16.13 417 240/1

NCI SIM

18

BenzodiazepineAlprazolamCAS-Nr. 28981-97-7BromazepamCAS-Nr. 1812-30-2DiazepamCAS-Nr. 439-14-5FlunitrazepamCAS-Nr. 1622-62-4TriazolamCAS-Nr. 28911-01-5

GC-ParameterSäule: 30m x 0,25mm x 0,25µm,5% Phenylmethylsilikon(HP 19091S-433)Trägergas: He, Fluss: 0,7mL/Min,30cm/sec, Const. Flow ModeInjektion: On Column, 100°C/40°COfentemp. Programm:

Scan: 100°C (0,3Min) SIM: 40°C (0,3Min)25°C/Min � 300°C (6Min)

FlunitrazepamScan/SIM: 100°C (0,3Min)


Tune: Atune Temp. Source/Quad: 230°C/150°CEM-Volt: Tune + 400eV



HinweiseInjektion

Die Analyten reagieren anchemisch aktiven Oberflächen des Einlasssystems. Die manuelleOn-Column Injektion mit einerFused Silica Nadel bietet guteMessempfindlichkeit.

NCI Parameter

Die üblicherweise genutzen Optimierungsparameter (EmissionCurrent, Flow, NH3-Moderatorgas)bringen keine Verbesserung derMessempfindlichkeit.

Ergebnis

Im NCI Scan Mode werdenKonzentrationen von 0,3ng/µL –1ng/µL gemessen. Im NCI SIMMode liegt die Messempfindlichkeitbei 3pg/µl – 10pg/µL. DasFlunitrazepam wird mit 150fg/µL gemessen.

Literatur

„Application of Electron CaptureNegative Chemical Ionization forthe detection of a Date Rape Drug“A. Negrusz, Ch. Moore, H. Prest Agilent Pub. Nr. 5968-4364E

19

EI-Spektrum, Alprazolam, M+: 308amu

NCI-Spektrum, Alprazolam, M-: 308amu

20

NCI-Spektrum, Bromazepam, M-: 315amu

EI-Spektrum, Diazepam, M+: 284amu

EI-Spektrum, Bromazepam, M+: 315amu

21

EI-Spektrum, Flunitrazepam, M+: 313amu

NCI-Spektrum, Flunitrazepam, M-: 313amu

NCI-Spektrum, Diazepam, M-: 284amu

22

NCI-Spektrum, Triazolam, M-: 342amu

EI-Spektrum, Triazolam, M+: 342amu

23

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NCI SIM, Alprazolam

Bromazepam Diazepam

Flunitrazepam Triazolam

Tabelle: Messempfindlichkeit Benzodiazepine

NCI SIM

NCI SIM

24

BenzoylecgoninCAS-Nr. 519-09-5


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)



Mode: PCI/CH4 - SCAN

Reaktantgas: MethanFlow: 20 (1mL/Min)

Tune: PCI-Methan AutotuneTemp. Source/Quad: 250°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV


Reaktantgas: AmmoniakFlow: 20 (1mL/Min)Tune: PCI-Ammoniak Tune FileEM-Volt: Tune + 400eV

Hinweise Derivatisierung

a)Trimethylsilylreaktion –TMS– mitMSTFA (Reagenz: Fluka 69479)b) Reaktion mit Pentafluor-propionsäureanhydrid –PFPA–(Reagenz: Fluka 77292)

a)100µL des in Ethylacetat gelöstenStandards, Konz. 100ng/µL, (SIGMAB-8900), werden mit Stickstoff zurTrockne eingeengt, 50µL Reagenzhinzugefügt und 30Min. bei 60°C

inkubiert. Die Lösung wird erneutmit Stickstoff zur Trockne abgebla-sen und der Rückstand mit Ethyl-acetat aufgenommen. Die Lösungist für die GC-MS Messung bereit.b) Verfahren wie oben. Nach demAbblasen mit Stickstoff wird derRückstand mit 80µL Reagenz undmit 20µL Hexafluorisopropanol(Fluka 52517) versetzt und 30 Min.bei 70°C inkubiert.

Ergebnis

Der Analyt wird bevorzugt alsDerivat gemessen. Die Mess-empfindlichkeit ist sowohl von derArt des Derivats, als auch von derWahl des Reaktantgases abhängig,siehe Tabelle. Im SIM Modus wirdBenzoylecgonin, 1pg/µL, mitSignal/Rauschen = 11/1 berechnet.Der Analyt zeigt im NCI Moduskeine relevanten Spektren.

25

EI-Spektrum, Benzoylecgonin, nicht derivatisiert, M+: 289amu

EI-Spektrum, Benzoylecgonin, TMS Derivat, M+: 361amu

26

PCI/CH4-Spektrum, Benzoylecgonin, 50ng/µL, TMS Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 362 / 390 / 402amu

PCI/CH4-Spektrum, Benzoylecgonin, 10ng/µL, PFPA Derivat, -O-CH-(CF3)2, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 440 / 468 / 480amu

EI-Spektrum, Benzoylecgonin, PFPA Derivat, -O-CH-(CF3)2, M+: 439amu

27

PCI/NH3-Spektrum, Benzoylecgonin, 50ng/µL, TMS Derivat, M + H: 362amu, konzentrationsabhängige Ionenintensität, Vergleich siehe oben

PCI/NH3-Spektrum, Benzoylecgonin, 10ng/µL, PFPA Derivat, -O-CH-(CF3)2, M + H: 440amu

PCI/NH3-Spektrum, Benzoylecgonin, 10ng/µL, TMS Derivat, M + H: 362amu

28

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PCI/NH3 – SIM Mode

Benzoylecgonin, PFPA Derivat, Retentionszeit: 8,84Min.1pg/µL, Ionen: 318/440amu, S/N: 11/1

Tabelle : Benzoylecgonin, Messempfindlichkeit(S/N), Scan Akquisition, je 10ng/µL

ChloramphenicolCAS-Nr. 56-75-7

CAS-Nr. O,O-TMS Derivat: 21196-84-9

GC-ParameterSäule: 30m x 0,25mm x 0,25µm,5% Phenylmethylsilikon(HP 19091S-433)Trägergas: He, Fluss: 0,7mL/Min,30cm/sec, Const. Flow ModeInjektion: Pulsed splitlessOfentemp. Programm:

70°C (1Min) – 30°C/Min � 150°C15°C/Min � 300°C





Tune: PCI-Methan AutotuneEM-Volt: Tune + 400eV


Reaktantgas: AmmoniakFlow: 35 (1,75mL/Min)Tune: PCI-Ammoniak Tune FileEM-Volt: Tune + 400eV


Moderatorgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min) Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV, SIM + 600


Trimethylsilylreaktion mitHMDS/TMCS/2/1 in Pyridin(Reagenz: Fluka 85431)Der in Ethylacetat gelösteStandard, (SIGMA C-0378) Konz.20ng/µL, wird mit Stickstoff zurTrockne eingeengt, 50µL Reagenz

zum Rückstand hinzugefügt und 2Min. bei 50°C inkubiert. Die Lösung wird erneut mitStickstoff zur Trockne abgeblasenund der Rückstand mit Hexanaufgenommen. Die Lösung ist für die GC-MS Messung bereit.

Ergebnis

Die Substanz wird bevorzugt alsO,O-TMS Derivat gemessen. DerResponse ist im Scan PCI Moderelativ gering. Für die Konzen-tration von 20ng/µL werden S/NRelationen für PCI/CH4 undPCI/NH3 mit 20/1 und 110/1berechnet. Im NCI/CH4 Modekann im SIM Betrieb eine Konz.von 0,1pg/µL nachgewiesenwerden.

Die Kalibrierfunktion zeigtLinearität über den Konzen-trationsbereich von 0,1pg/µL –100pg/µL.

29

EI-Spektrum, Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, M+: 466amu

PCI/CH4-Spektrum, Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 467 / 495 / 507amu

30

NCI/CH4-Spektrum, Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, M-: 466amu

PCI/NH3-Spektrum, Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, M + H / M + NH4: 467 / 484amu

SIM Mode (Ion: 465.9/467.9/469.9amu)

NCI/CH4 Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, 0,1pg/µL NCI/CH4 Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, 1pg/µL

31

Kalibrierfunktionen NCI/CH4 Chloramphenicol, O,O-TMS Derivat, links: 0,1pg/µL - 100pg/µL, rechts: 0,1pg/µL – 1pg/µL

32

ChlorphenoxaminCAS-Nr. 77-38-3

GC-ParameterSäule: 30m x 0,25mm x 0,25µm,5% Phenylmethylsilikon(HP 19091S-433)Trägergas: He, Fluss: 0,7mL/Min,30cm/sec, Const. Flow Mode Injektion: split, 250°COfentemp. Programm:

120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


33

EI-Spektrum, Chlorphenoxamin, M+: 303amu

PCI/CH4-Spektrum, Chlorphenoxamin, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 304 / 332 / 344amu

PCI/NH3-Spektrum, Chlorphenoxamin, M + H: 304amu

34

35

ChlorprothixenCAS-Nr. 113-59-7


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


EI-Spektrum, Chlorprothixen, M+: 315amu

PCI/CH4-Spektrum, Chlorprothixen, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 316 / 344 / 356amu

PCI/NH3-Spektrum, Chlorprothixen, M + H: 316amu

36

CimaterolCAS-Nr. 54239-37-1


70°C (1Min) – 25°C/Min �280°C (5Min)






Reaktantgas: Ammoniak Flow: 20 (1mL/Min)Tune: PCI-Ammoniak Tune FileEM-Volt: Tune + 400eV


Moderatorgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min)Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV

Hinweise Derivatisierunga) Trimethylsilylreaktion –TMS –mit BSTFA/TMCS (Reagenz: Fluka 15238)b) Reaktion mit Pentafluor-propionsäureanhydrid –PFPA –(Reagenz: Fluka 77292)

a) 100µL des in Methanol gelöstenStandards, Konz. 1mg/mL,(Boehringer Ingelheim), werdenmit Stickstoff zur Trockneeingeengt, 50µL Reagenz + 125µLPyridin hinzugefügt und 30Min.bei 60°C inkubiert. Die Lösungwird erneut mit Stickstoff zurTrockne abgeblasen und derRückstand mit Chloroformaufgenommen. Die Lösung ist für die GC-MS Messung bereit.

b) Verfahren wie oben. Nach demAbblasen mit Stickstoff wird derRückstand mit 80µL Reagenz undmit 20µL Hexafluorisopropanol(Fluka 52517) versetzt und 30Min.bei 70°C inkubiert.

Ergebnis

Die EI Spektren des nichtderivatisierten und des derivati-sierten Analyten zeigen kein, bzw. nur ein Molion schwacherIntensität. Beide Derivatisierungs-reaktionen – TMS und PFPA –bilden das Diderivat. Das TMSDerivat wird im Vergleich zu demPFPA Derivat empfindlichergemessen; gleiches gilt für diePCI/NH3 im Vergleich zur PCI/CH4

Messung. Der Response wird umden Faktor 2,6 gesteigert. Im PCIModus bilden die Derivate dieMolionen und die charakteristi-schen Adduktionen. Die NCI/CH4

Reaktion des PFPA Derivats istrelativ unempfindlich. Selektivitätund Messempfindlichkeit bietetdie PCI/NH3 SIM Messung desTMS Derivats. Die RelationSignal/Rauschen für 50pg desAnalyten wird mit 26/1 bestimmt.

37

EI-Spektrum, Cimaterol, nicht derivatisiert, M+: 219amu

38

EI-Spektrum, Cimaterol, PFPA Derivat, M+ : 511amu

PCI/CH4-Spektrum, Cimaterol, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 220 / 248 / 260amuM –18 + H / M –18 + C2H5 / M – 18 + C3H5: 202 / 230 / 242amu

EI-Spektrum, Cimaterol, TMS Derivat, M+: 363amu

39

PCI/NH3-Spektrum, Cimaterol, TMS Derivat, M + H: 364amu

PCI/CH4-Spektrum, Cimaterol, PFPA Derivat, M –18 + H / M – 18 + C2H5 / M-18 + C3H5: 494 / 522 / 534amu

PCI/CH4-Spektrum, Cimaterol, TMS Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 364 / 392 / 404amu

40

PCI/NH3-Spektrum, Cimaterol, PFPA Derivat, M + NH4+: 529amu

NCI/CH4-Spektrum, Cimaterol, PFPA Derivat, M- HF- : 491amu

Cimaterol, TMS Derivat, 50pg, Retentionszeit: 8,98Min.Ionen: 274/364amu, Signal/Rauschen: 26/1

PCI/NH3 – SIM Mode

Die Standard MeOH-Lösung,1mg/mL (Sigma-Standard C5423),wird mit Stickstoff zur Trockneeingeengt, mit Pyridin/Reagenz(2,5/1) versetzt und 30Min inkubiert.Der Überschuss des Reagenz’wird mit Stickstoff abgeblasenund der Rückstand in Chloroformaufgenommen. Die Lösung ist fürdie GC-MS Messung bereit.

Ergebnis

Das Fragmentierungsverhalten istim CI-Modus konzentrationsab-hängig. Der Response PCI/NH3 istim Vergleich zum PCI/CH4 Modusstärker. Schwacher Response imNCI/CH4 Modus. Es wird zu 90%das Diderivat reagiert.

Literatur

„Analysis of Clenbuterol by GC-MS…“, F. David, RIC, Agilent Pub. Nr. 5962-9427E„Clenbuterol and Norandrosterone…“, B. Wüst,Agilent Pub. Nr. 5980-0908E

Tune: PCI-Methan Autotune EM-Volt: Tune + 400eV

Mode: PCI/NH3 – SCAN/SIM





Trimethylsilylreaktion mit BSTFA/TMCS (Reagenz: Fluka 15238)Die Derivatisierungsbedingungen (Inkubationszeit und –temperatur)beeinflussen die Bildung derReaktionsprodukte. Bei 60°C/30Minwird das Verhältnis von Mono-/Diderivat 1:0,75 gebildet.

ClenbuterolCAS-Nr. 37148-27-9

GC-ParameterSäule: 30m x 0,25mm x 0,25µm,5% Phenylmethylsilikon(HP 19091S-433)Trägergas: He, Fluss: 1,2mL/Min,40cm/sec, Const. Flow ModeInjektion: split/pulsed splitless,250°COfentemp. Programm:

Split: 100°C (0,3Min) – 25°C/Min � 280°CPulsed splitless: 80°C (1Min) –25°C/Min � 265°C (1Min)



Mode: PCI/CH4 – SCAN/SIM


41

EI-Spektrum, Clenbuterol, nicht derivatisiert, M+: 276amu

EI-Spektrum, Clenbuterol, BSTFA-Monoderivat, M+: 348amu

42

PCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 277 / 305 / 317amu

PCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, BSTFA-Monoderivat, ca. 30ng, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 349 / 377 / 389amu

EI-Spektrum, Clenbuterol, BSTFA-Diderivat, M+: 420amu

43

PCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, BSTFA-Diderivat, ca. 40ng, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 421 / 449 / 461amu

PCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, BSTFA-Diderivat, ca. 1ng, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 421 / 449 / 461amu

PCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, BSTFA-Monoderivat, ca. 1ng, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 349 / 377 / 389amu

44

PCI/NH3-Spektrum, Clenbuterol, Monoderivat, ca. 30ng, M + H: 349amu

PCI/NH3-Spektrum, Clenbuterol, Monoderivat, ca. 1ng, M + H: 349amu

PCI/NH3-Spektrum, Clenbuterol, nicht derivatisiert, M + H: 277amu

45

PCI/NH3-Spektrum, Clenbuterol, Diderivat, ca. 1ng, M + H: 421

NCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, ca. 1ng, nicht derivatisiert, M-: 276amu

PCI/NH3-Spektrum, Clenbuterol, ca. 40ng, Diderivat, M + H: 421amu

46

PCI/CH4, Clenbuterol, je 15pg, Mono/Diderivat, S/N: 70/1 – 5/1 PCI/NH3, Clenbuterol, je 1,5pg, Mono/Diderivat, S/N: 55/1 – 8/1

NCI/CH4, Clenbuterol, 15 pg, Diderivat, S/N: 30/1

NCI/CH4-Spektrum, Clenbuterol, ca. 1ng, Diderivat, M- : 420amu

SIM Mode

47

Hinweise Ergebnis

Im PCI-Scan Modus wird mitAmmoniak als Reaktantgas, imVergleich zu Methan, empfind-licher gemessen. Relation Signal/Rauschen PCI/CH4 = 62/1, PCI/NH3 = 146/1,Analytkonzentration je 5ng. ImSIM Modus sind keine markantenUnterschiede der Messempfind-lichkeit in Relation zur Wahl desReaktantgases zu beobachten.Der Analyt zeigt im NCI Moduskein relevantes Spektrum.

CocainCAS-Nr. 50-36-2


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)







PCI/CH4-Spektrum, Cocain, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 304 / 332 / 344amu

EI-Spektrum, Cocain, M+: 303amu

48

Cocain, Retentionszeit: 9,50Min., 10pg/µL, Ionen: 182/304amu, S/N: 27/1

PCI/NH3-Spektrum, Cocain, M + H: 304amu

PCI/CH4 – SIM Mode

49

CodeinCAS-Nr. 76-57-3


70°C(1Min) – 25°C/Min �300°C(5Min)




Reaktantgas: MethanFlow: 20 (1mL/Min)Tune: PCI-Methan Autotune

80µL Reagenz und 20µLHexafluorisopropanol (Fluka52517) hinzugefügt und 30Min. bei70°C inkubiert. Die Lösung wirderneut mit Stickstoff zur Trockneabgeblasen und der Rückstandmit Ethylacetat aufgenommen.Die Lösung ist für die GC-MSMessung bereit.

Ergebnis

Der Analyt wird auch derivatisiertnicht diskriminierungsfrei (Konz.10ng/µL) gemessen. Im PCI Modus ist die Messung mit Ammoniak im Vergleich zuMethan deutlich empfindlicher(Faktor 2). Die NCI/CH4

Messungen sind für die SIMAkquisition interessant; für dieKonzentration von 5pg/µL wirddie Relation Signal/Rauschen mit153/1 berechnet. Der acetylierteAnalyt zeigt kein relevantes NCISpektrum.

EI-Spektrum, Codein, nicht derivatisiert, M+: 299amu

EI-Spektrum, Codein, PFPA Derivat, M+: 445amu

Temp. Source/Quad: 250°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV






Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA– (Reagenz:Fluka 77292)100µL des in Ethylacetat gelöstenStandards, Konz. 100ng/µL,(SIGMA C-1653), werden mitStickstoff zur Trockne eingeengt,

50

PCI/NH3-Spektrum, Codein, PFPA Derivat, M + H / M + NH4: 446 / 463amu

NCI/CH4-Spektrum, Codein, PFPA Derivat, M-HF -: 425amu

PCI/CH4-Spektrum, Codein, PFPA Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 446 / 474 / 486amu

51

Codein, PFPA Derivat, 5pg, Retentionszeit: 10,08Min.Ion: 425amu, Signal/Rauschen: 153/1

NCI/CH4 SIM

52

53

CombelenPropionylpromazinCAS-Nr. 3568-24-9


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


EI-Spektrum, Combelen, M+: 340amu

PCI/CH4-Spektrum, Combelen, M–CH2 +H / M–CH2 +C2H5 / M–CH2 +C3H5: 327 / 355 / 367amu

PCI/NH3-Spektrum, Combelen, M + H: 341amu

54

DimethindenCAS-Nr. 5636-83-9


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


55

EI-Spektrum, Dimethinden, M+: 292amu

PCI/CH4-Spektrum, Dimethinden, M +H / M + C2H5 / M + C3H5: 293 / 321 / 333amu

PCI/NH3-Spektrum, Dimethinden, M + H: 293amu

56

57

DiphenhydraminCAS-Nr. 58-73-1


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


EI-Spektrum, Diphenhydramin, M+: 255amu

PCI/CH4-Spektrum, Diphenhydramin, M +H / M +C2H5 / M +C3H5: 256 / 284 / 296amu

PCI/NH3-Spektrum, Diphenhydramin, M + H: 256amu

58

59

LidocainCAS-Nr. 137-58-6


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis

Retentionszeit des Analyten:12,95Min Konzentration des Analyten:4ng/µLRelation Signal/Rauschen PCI/CH4 Scan: 396/1PCI/NH3 Scan: 90/1

EI-Spektrum, Lidocain, M+: 234amu

PCI/CH4-Spektrum, Lidocain, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 235 / 263 / 275amu

PCI/NH3-Spektrum, Lidocain, M + H: 235amu

60

MabuterolCAS-Nr. 56341-08-3


70°C (1Min) – 25°C/Min �280°C (5Min)










a) Trimethylsilylreaktion –TMS –mit BSTFA/TMCS (Reagenz: Fluka 15238)b) Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA –(Reagenz: Fluka 77292)

a) 100µL des in Methanol gelöstenHydrochlorid Standards, Konz.1,6mg/mL, (Boehringer Ingelheim),werden mit Stickstoff zur Trockneeingeengt, 50µL Reagenz + 125µLPyridin hinzugefügt und 30Min.bei 60°C inkubiert. Die Lösungwird erneut mit Stickstoff zurTrockne abgeblasen und derRückstand mit Chloroformaufgenommen. Die Lösung ist für die GC-MS Messung bereit.


Ergebnis

Die EI Spektren – des nichtderivatisierten und des derivati-sierten Analyten – zeigen dasMolion mit geringer Intensität.Die TMS Derivatisierung reagiertdas Monoderivat; die PFPAReaktion bildet das Diderivat. DiePFPA Spektren zeigen eine M-18Fragmentierung. Im PCI Modusbilden die Derivate die Molionenund die charakteristischenAdduktionen für PCI/CH4. Die PCI/NH3 SCAN Messung desTMS Derivats ist um Faktor 6empfindlicher im Vergleich zu der PCI/CH4 Messung. Das PFPADerivat wird im PCI Mode imVergleich zum TMS Derivatweniger empfindlich gemessen.Die PFPA Reaktion eignet sich fürdie NCI Messung. Im SIM Moduswird die Relation Signal/Rauschenfür 200fg des Analyten mit 40/1bestimmt.

61

EI-Spektrum, Mabuterol, nicht derivatisiert, M+: 310amu

62

EI-Spektrum, Mabuterol, PFPA Diderivat, M+ : 602amu

PCI/CH4-Spektrum, Mabuterol, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 311 / 339 / 351amu

EI-Spektrum, Mabuterol, TMS Monoderivat, M+: 382amu

63

PCI/NH3-Spektrum, Mabuterol, TMS Monoderivat, M + H: 383amu

PCI/CH4-Spektrum, Mabuterol, PFPA Diderivat, M –18 + H / M – 18 + C2H5 / M-18 + C3H5: 585 / 613 / 625amu

PCI/CH4-Spektrum, Mabuterol, TMS Monoderivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 383 / 411 / 423amu

64

NCI/CH4-Spektrum, Mabuterol, PFPA Diderivat, M- : 602amu

Mabuterol, PFPA Derivat, 200fg, Retentionszeit: 8,24Min.Ionen: 507/509amu, Signal/Rauschen: 40/1

PCI/NH3-Spektrum, Mabuterol, PFPA Diderivat, M+: 602amu

NCI/CH4 – SIM Mode

MDA3,4 Methylendioxyamphetamin CAS-Nr. 4764-17-4


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)







Mode: NCI/CH4 /NH3 –

SCAN/SIM

Moderatorgase: Methan/Ammoniak Flow: 40 (2mL/Min) / 20 (1mL/Min)Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV


a) Trifluoracetylierung mitMBTFA (Reagenz: Fluka 65943)b) Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA –(Reagenz: Fluka 77292)

a) 100µL des in Ethylacetatgelösten Standards, Konz.100ng/µL, (SIGMA M-3272),werden mit Stickstoff zur

Trockne eingeengt, 50µL Reagenzhinzugefügt und 30Min. bei 80°C inkubiert. Die Lösung wird erneutmit Stickstoff zur Trockne abgebla-sen und der Rückstand mit Ethyl-acetat aufgenommen. Die Lösungist für die GC-MS Messung bereit.b) Verfahren wie oben. Nach demAbblasen mit Stickstoff wird derRückstand mit 80µL Reagenz undmit 20µL Hexafluorisopropanol(Fluka 52517) versetzt und 30Min.bei 70°C inkubiert.

Ergebnis

Der Analyt wird bevorzugt deriva-tisiert gemessen. Das acetylierteMDA bildet im PCI/NH3 Modus alsBase Peak das NH4 Addukt zumMolion. Die Messung ist imVergleich zum Reaktantgas Methanum Faktor 1,5 empfindlicher. DieNCI Reaktion des TFA Derivats istrelativ unempfindlich und unüber-sichlich. Das PFPA Derivat liefertim PCI und im NCI Modus guteErgebnisse. Die Messempfindlich-keit und das Fragmentierungsver-halten ist von der Wahl desReaktant/Moderatorgases abhän-gig. Im NCI/NH3-SIM Mode wirddie Relation von Signal/ Rauschenfür 5pg MDA mit 65/1 bestimmt.

65

EI-Spektrum, MDA, TFA derivatisiert, M+: 275amu

66

PCI/NH3-Spektrum, MDA, Trifluoracetylderivat, M + NH4: 293amu

EI-Spektrum, MDA, PFPA Derivat, M+ : 325amu

PCI/CH4-Spektrum, MDA, Trifluoracetylderivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 276 / 304 / 316amu

67

PCI/NH3-Spektrum, MDA, PFPA Derivat, M + NH4: 343amu

NCI/CH4-Spektrum, MDA, PFPA Derivat, M-HF- / M-H-: 305 / 324amu

PCI/CH4-Spektrum, MDA, PFPA Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 326 / 354 / 366amu

68

MDA, PFPA Derivat, 5pg, Retentionszeit: 7,12Min.Ionen: 305/324amu, Signal/Rauschen: 65/1

NCI/NH3-Spektrum, MDA, PFPA Derivat, M-HF- / M-H-: 305 / 324amu

NCI/NH3 – SIM Mode

MepivacainCAS-Nr. 96-88-8


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


69

EI-Spektrum, Mepivacain, M+: 246amu

PCI/CH4-Spektrum, Mepivacain, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 247 / 275 / 287amu

PCI/NH3-Spektrum, Mepivacain, M + H: 247amu

70

MethadonCAS-Nr. 76-99-3


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


71

EI-Spektrum, Methadon, M+: 309amu

PCI/CH4-Spektrum, Methadon, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 310 / 338 / 350amu

PCI/NH3-Spektrum, Methadon, M + H: 310amu

72

MorphinCAS-Nr. 57-27-2


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)










Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA – (Reagenz: Fluka 77292)100µL des in Ethylacetat gelöstenStandards, Konz. 100ng/µL,(SIGMA M-9524), werden mitStickstoff zur Trockne eingeengt,80µL Reagenz und 20µLHexafluorisopropanol (Fluka52517) hinzugefügt und 30Min. bei

70°C inkubiert. Die Lösung wirderneut mit Stickstoff zur Trockneabgeblasen und der Rückstandmit Ethylacetat aufgenommen.Die Lösung ist für die GC-MSMessung bereit.

Ergebnis

Der Analyt wird bevorzugt alsDerivat gemessen. Das EI-Spektrum der Trifluoracetylierungbietet für die EI-SIM Messung das Molion in ausreichenderIntensität. PCI Messungen sinddeshalb nicht erforderlich. DieNCI Messung ist aufgrund derunzureichenden Signifikanz desSpektrums zu vernachlässigen.Die PFPA-Derivatisierung istsowohl für die PCI/NH3 als auchfür die NCI/CH4 Messungeninteressant. Im NCI/CH4-SIMModus wird die RelationSignal/Rauschen für 1pgAnalytmenge mit 31/1 bestimmt.

73

EI-Spektrum, Morphin, nicht derivatisiert, M+: 285amu

EI-Spektrum, Morphin, Trifluoracetylderivat, M+: 477amu

74

PCI/CH4-Spektrum, Morphin, PFPA Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 578 / 606 / 618amu

PCI/NH3-Spektrum, Morphin, PFPA Derivat, M + H: 578amu

EI-Spektrum, Morphin, PFPA Derivat, M+: 577amu

75

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Morphin, PFPA Derivat, Retentionszeit: 9,89Min.1pg/µL, Ionen: 537/557amu, S/N: 31/1

Tabelle: Morphin, PFPA Derivat, Messempfindlichkeit (S/N), EI/PCI/NCI, Scan/SIM

NCI/CH4 – SIM Modus

NCI/CH4-Spektrum, Morphin, PFPA Derivat, M – 2(HF)- / M-HF- / M-: 537 / 557 / 577amu

76

NalorphinCAS-Nr. 62-67-9


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)










Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA –(Reagenz: Fluka 77292)100µL des in Ethylacetat gelöstenStandards, Konz. 100ng/µL,(SIGMA N-0762), werden mitStickstoff zur Trockne eingeengt,80µL Reagenz und 20µL Hexa-fluorisopropanol (Fluka 52517)hinzugefügt und 30Min. bei 70°C

inkubiert. Die Lösung wird erneutmit Stickstoff zur Trockneabgeblasen und der Rückstandmit Ethylacetat aufgenommen.Die Lösung ist für die GC-MSMessung bereit.

Ergebnis

Der Analyt wird bevorzugt alsDerivat gemessen. Das EI-Spektrum der Trifluoracetylierungbietet für die EI-SIM Messung das Molion in ausreichenderIntensität. PCI Messungen sinddeshalb nicht erforderlich. Die NCI Messung ist aufgrund derunzureichenden Signifikanz desSpektrums zu vernachlässigen.Die PFPA-Derivatisierung istsowohl für die PCI/NH3 als auchfür die NCI/CH4 Messungeninteressant. Im NCI/CH4-SIMModus wird die RelationSignal/Rauschen für 1pgAnalytmenge mit 16/1 bestimmt.

77

EI-Spektrum, Nalorphin, nicht derivatisiert, M+: 311amu

EI-Spektrum, Nalorphin, Trifluoracetylderivat, M+: 503amu

78

PCI/CH4-Spektrum, Nalorphin, PFPA Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 604 / 632 / 644amu

PCI/NH3-Spektrum, Nalorphin, PFPA Derivat, M + H: 604amu

EI-Spektrum, Nalorphin, PFPA Derivat, M+: 603amu

79

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Nalorphin, PFPA Derivat, Retentionszeit: 10,30Min.1pg/µL, Ionen: 563/583amu, S/N: 16/1

Tabelle: Nalorphin, PFPA Derivat, Messempfindlichkeit (S/N), EI/PCI/NCI, Scan/SIM

NCI/CH4 – SIM Modus

NCI/CH4-Spektrum, Nalorphin, PFPA Derivat, M – 2(HF)- / M-HF- / M-: 563 / 583 / 603amu

80

NitroimidazoleDimetridazol CAS-Nr: 551-92-8Ronidazol CAS-Nr: 7681-76-7Metronidazol CAS-Nr: 443-48-1


60°C (1Min) – 25°C/Min � 270°C



Mode: NCI – SCAN/SIM

Moderatorgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min) Moderatorgas: AmmoniakFlow: 20 (1mL/Min)Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt Scan: Tune + 300eVEM-Volt SIM: Tune + 400eV


Ronidazol (SIGMA Standard R-7635) und Metronidazol (SIGMA Standard M-1547) werden mit MSTFA (Reagenz:Fluka 69479) silyliert. Die in Ethylacetat gelösten Standards, Konz. 1ng/µL, werdenmit Stickstoff zur Trockne einge-engt, 50µL Reagenz zum Rück-stand hinzugefügt und 15Min. bei60°C inkubiert. Das Derivat wirdmit Ethylacetat aufgenommenund steht für die GC-MS Messungbereit.

Ergebnis

Die Spektren des Ronidazol zeigenweder im EI- noch im NCI-Modedas Molion. Die Base Peaks derSpektren weisen auf die Fragmen-tierung an der Strukturpositiondes Carbamidesters hin. Das Fragmentierungsverhaltenwird im NCI Mode auch von der Art des Moderatorgasesbeeinflusst. Beide Gase, Methanund Ammoniak, zeigen für denAnalyten unterschiedlichenResponse. Wird nur die Signal-intensität betrachtet, ist Ammoniakvon Vorteil. Wird die RelationSignal/Rauschen bestimmt, sind die Resultate für beide Gase vergleichbar. Die relativeMessempfindlichkeit im SIMMode der Analyten Dimetridazol/Metronidazol/Ronidazol wirdüber S/N mit 100/10/1 berechnet.

81

Dimetridazol Ronidazol Metronidazol

EI-Spektrum, Dimetridazol, M+: 141amu

82

EI-Spektrum, Ronidazol, TMS Derivat, M+: 272amu

NCI/CH4- Spektrum, Ronidazol, TMS Derivat, M-: 272amu

NCI/CH4-Spektrum, Dimetridazol, M-: 141amu

83

EI-Spektrum, Metronidazol, TMS Derivat, M+: 243amu

NCI/CH4-Spektrum, Metronidazol , TMS Derivat, M-: 243amu

NCI/NH3-Spektrum, Ronidazol, TMS Derivat, M-: 272amu

84

Ronidazol, S/N = 6/1Ionen: 139/229amu

Metronidazol, S/N = 68/1Ion: 243amu

Dimetridazol, S/N = 606/1Ion: 141amu

SIM Mode, NCI/CH4, je 1 pg

Scan Mode, NCI, je 1 ng

TIC Dimetridazol(1), Ronidazol(2), Metronidazol(3)Moderatorgas: Methan, unten; Ammoniak, oben

1

2

3

OrphenadrinCAS-Nr. 83-98-7


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


85

EI-Spektrum, Orphenadrin, M+: 269amu

PCI/CH4-Spektrum, Orphenadrin, M + H / M +C2H5 / M + C3H5: 270 / 298/ 310amu

PCI/NH3-Spektrum, Orphenadrin, M + H: 270amu

86

87

PhenylbutazonCAS-Nr. 000050-33-9


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (2Min)




Reaktantgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min)Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV

Hinweise Ergebnis

Der Analyt zeigt im EI Spektrumdas Molion mit hoher Intensität,so dass PCI Messungen entfallen.Im NCI Modus wird M- gebildet;für die SIM Messungen wird dieMessempfindlichkeit für 1pgRelation Signal/Rauschen mit 7/1berechnet.

EI-Spektrum, Phenylbutazon, M+: 308amu

NCI/CH4-Spektrum, Phenylbutazon, M-: 308amu

Phenylbutazon, 1pg, Retentionszeit: 10,32Min.Ion: 308amu, Signal/Rauschen: 7/1


88

89

PromethazinCAS-Nr. 60-87-7


120°C (0,3Min) – 20°C/Min �300°C (4Min)







Ergebnis


EI-Spektrum, Promethazin, M+: 284amu

PCI/CH4-Spektrum, Promethazin, M +H / M + C2H5 / M + C3H5: 285 / 313 / 325amu

PCI/NH3-Spektrum, Promethazin, M + H: 285amu

90

RactopaminCAS-Nr. 99095-19-9 (HCl)


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)






Mode: PCI/NH3 – SCAN/SIM

Reaktantgas: Ammoniak Flow: 20 (1mL/Min)Tune: PCI-Ammoniak Tune FileEM-Volt: Tune + 400eV (SCAN)EM-Volt: Tune + 500eV (SIM)


Trimethylsilylreaktion –TMS– mitBSTFA/TMCS (Reagenz: Fluka 15238)100µL des in Methanol gelöstenHydrochlorid Standards, Konz.1,6mg/mL, (Lilly Research Labora-tories, Indianapolis, USA), werdenmit Stickstoff zur Trockne eingeengt,50µL Reagenz+125µL Pyridin hinzugefügt und 30Min bei 60°Cinkubiert. Die Lösung wird erneut

91

EI-Spektrum, Ractopamin, nicht derivatisiert, M+: 301amu

PCI/CH4-Spektrum, Ractopamin, nicht derivatisiert, M + H: 302amu

mit Stickstoff zur Trockne abgebla-sen und der Rückstand mit Chloro-form aufgenommen. Die Lösung istfür die GC-MS Messung bereit.

Ergebnis

Der Analyt wird bevorzugt deriva-tisiert gemessen. Die TMS Reaktionbildet das Triderivat. Der nicht deri-vatisierte Analyt zeigt im PCI/CH4

Modus keine Anlagerungsreaktion.Die PCI/NH3 Messung bildet dasM+H Molion als Base Peak. DieseReaktion dient auch zur Ermittlungder Messempfindlichkeit. Im SIM Modus wird die RelationSignal/Rauschen für 100pg desAnalyten mit 29/1 bestimmt.

Zusätzliche Versuche zurDerivatisierung mit PFPA verliefennegativ. Damit entfielen auch dieNCI Messungen.

92

PCI/CH4-Spektrum, Ractopamin, TMS Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 518 / 546 / 558amu

PCI/NH3-Spektrum, Ractopamin, TMS Derivat, M + H / M + NH4: 518 / 535amu

EI-Spektrum, Ractopamin, TMS Derivat, M+: 517amu

93

Ractopamin, TMS Derivat, 100pg, Retentionszeit: 11,58Min.Ionen: 428/518amu, Signal/Rauschen: 29/1

PCI/NH3 – SIM Modus

94

SteroideCholesterol CAS-Nr: 57-88-5Estradiol CAS-Nr: 57-91-0Estron CAS-Nr: 53-16-7Testosteron CAS-Nr: 58-22-0


60°C (1Min) – 30°C/Min �300°C (5,5Min)



Mode: NCI – SCAN/SIM

Moderatorgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min)Tune: NCI-Methan Tune File

Temp. Source/Quad: 150°C/106°CScan: EM-Volt Tune + 400eVSIM: EM-Volt Tune + 800eVEmission Current: +150µAFlow: 60 (3mL/Min)


Die Analyten werden mit BSTFAund mit PFPh/DMCS derivatisiert.

TMS-Reaktion

Zu 200µL der in Chloroform gelösten Standards, Konz. je1ng/µL, wird 100µL Reagenz(BSTFA, Fluka: 15238) gegebenund die Mischung 30Min. bei 60°Cinkubiert, dann mit Stickstoff zurTrockne abgeblasen und derRückstand in Ehtylacetataufgenommen. Die Lösung stehtfür die GC-MS Messung bereit.

PFPh-Reaktion

Die Analyten werden in 100µLAcetonitril gelöst, Konz. je

1-2mg/mL, und 100µL Pyridinzugesetzt. Die Mischung wird2Min geschüttelt (Vortex-Minishake) und zu der rückstands-freien Lösung 50µL Reagenz(Pentafluorphenyl/DMCS, Fluka:76750) gegeben. Die Ausfällungbleibt vorerst unberücksichtigt.Die Umsetzung erfolgt beiRaumtemp. für 20Min. NachZugabe von 800µL Chloroformlöst sich der Niederschlag und die alequote Verdünnung wird fürdie GC-MS Messung verwendet.Die PFPh-Derivate sind auch beiKühlschranktemperatur nurkurzzeitig lagerfähig.

Ergebnis

Schwacher Response der TMS-Derivate im NCI/Scan Mode(Cholesterol, Konz.: 18ng/µL, S/N= 10/1). Im NCI/SIM Mode werdendie PFPh-Derivate von Estron undEstradiol im Konzentrations-bereich von 0,2pg/µL gemessen.

95

EI-Spektrum, Cholesterol TMS-Derivat, M+: 458amu

EI-Spektrum, Cholesterol PFPh-Derivat, M+: 610amu

96

NCI/CH4-Spektrum, Cholesterol, PFPh-Derivat, M-: 610amu

EI-Spektrum, Estradiol TMS-Derivat, M+: 416amu

NCI/CH4-Spektrum, Cholesterol TMS-Derivat, M-: 458amu

97

NCI/CH4-Spektrum, Estradiol TMS-Derivat, M-: 416amu

NCI/CH4-Spektrum, Estradiol PFPh-Derivat, M-: 720amu

EI-Spektrum, Estradiol PFPh-Derivat, M+: 720amu

98

EI-Spektrum, Estron PFPh-Derivat, M+: 494amu

NCI/CH4-Spektrum, Estron TMS-Derivat, M-: 342amu

EI-Spektrum, Estron TMS-Derivat, M+: 342amu

99

EI-Spektrum, Testosteron, TMS-Derivat, M+: 360amu

EI-Spektrum, Testosteron, PFPh-Derivat, M+: 512amu

NCI/CH4-Spektrum, Estron PFPh-Derivat, M-: 494amu

100

Estron (links), Estradiol (rechts), je 0,2pg/µL SIM Ionen: 494amu / 720amu

NCI/CH4-Spektrum, Testosteron, TMS-Derivat, M-: 360amu

NCI/CH4-Spektrum, Testosteron, PFPh-Derivat, M-: 512amu

NCI/CH4 – SIM

Tetrahydrocannabinol(d9-THC) - CAS-Nr. 1972-08-3


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (5Min)







Mode: NCI/CH4 – SCAN

Moderatorgas: Methan Flow: 40 (2mL/Min) Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV Emission Current: 150µA


a) Trifluoracetylierung mitMBTFA (Reagenz: Fluka 65943)b) Reaktion mit Pentafluor-propionsäureanhydrid –PFPA–(Reagenz: Fluka 77292)

a) 100µL des in Ethylacetatgelösten Standards, Konz.100ng/µL, (SIGMA T-4764),werden mit Stickstoff zur Trockneeingeengt, 50µL Reagenz hinzu-gefügt und 30Min. bei 80°Cinkubiert. Die Lösung wird erneutmit Stickstoff zur Trockneabgeblasen und der Rückstandmit Ethylacetat aufgenommen.Die Lösung ist für die GC-MSMessung bereit.

b) Verfahren wie oben. Nach demAbblasen mit Stickstoff wird derRückstand mit 80µL Reagenz und

mit 20µL Hexafluorisopropanol(Fluka 52517) versetzt und 30Min.bei 70°C inkubiert.

Ergebnis

Der Analyt wird auch nichtderivatisiert diskriminierungsfrei(Konz. 10ng/µL) gemessen. Diegenannten Derivatisierungsreak-tionen führen zu Nebenproduktendes THC, die hier nicht berück-sichtigt werden. Im NCI Moduswird das acetylierte THCgemessen, das PFPA Derivatbietet kein relevantes NCISpektrum. Die u.g. Applikations-schriften weisen auf weitere THCBestimmungen im PCI und imNCI Modus hin.

Literatur

„Cannabinoids in Blood:Advantage of Positive ChemicalIonization in Mass Spectroscopy“Harry Prest, Agilent Pub. Nr. 5967-6103

„Determining Cannabinoids inBlood Using Electron CaptureNegative Chemical Ionization …“Harry Prest, Agilent Pub. Nr. 5967-6331

101

EI-Spektrum, Tetrahydrocannabinol, nicht derivatisiert, M+: 314amu

102

EI-Spektrum, Tetrahydrocannabinol, PFPA Derivat, M+: 460amu

PCI/CH4-Spektrum, Tetrahydrocannabinol, PFPA Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 461 / 489 / 501amu

EI-Spektrum, Tetrahydrocannabinol, Trifluoracetylderivat, M+: 410amu

103

NCI/CH4-Spektrum, Tetrahydrocannabinol, Trifluoracetylderivat, M-: 410amu

PCI/NH3-Spektrum, Tetrahydrocannabinol, PFPA Derivat, M + H / M + NH4: 461 / 478amu

104

THCCOOH11-nor-d9-Tetrahydrocannabinol-9-carbonsäureCAS-Nr. 56354-06-4

Molmasse : 344amu


80°C (1Min) – 30°C/Min �300°C (3Min)








Mode: NCI/CH4/NH3 – SCAN/SIM

Moderatorgase: Methan /Ammoniak Flow: 40 (2mL/Min) / 20 (1mL) Tune: NCI-Methan Tune FileTemp. Source/Quad: 150°C/106°CEM-Volt: Tune + 400eV, SIM: Emission Current 150µA


a) Trimethylsilylreaktion –TMS–mit BSTFA/TMCS (Reagenz: Fluka 15238)b) Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA– (Reagenz: Fluka 77292)

a) 100µL des in Ethylacetat gelöstenStandards, Konz. 100ng/µL,(SIGMA N-3142), werden mitStickstoff zur Trockne eingeengt,50µL Reagenz hinzugefügt und30Min. bei 80°C inkubiert. DieLösung wird erneut mit Stickstoffzur Trockne abgeblasen und der

Rückstand mit Ethylacetataufgenommen. Die Lösung,10ng/µL, ist für die GC-MSMessung bereit.b) Verfahren wie oben. Nach demAbblasen mit Stickstoff wird derRückstand mit 80µL Reagenz undmit 20µL Hexafluorisopropanol(Fluka 52517) versetzt und 30Min.bei 70°C inkubiert.

Ergebnis

Der Analyt wird bevorzugt deriva-tisiert gemessen. Die ReaktantgaseMethan und Ammoniak zeigenunterschiedlichen Response. Das PFPA-Derivat eignet sichbesonders für die NCI Messsung.Im Scan Mode werden 10pg/µL(S/N: 16/1), im SIM Mode 0,5pg/µL(S/N: 60/1) gemessen, sieheTabelle.

Literatur

„Zum Nachweis von 11-nor-d9-Tetrahydrocannabinolcarbonsäurein menschlichen Haaren mittelsGC/MS“U. Dressler, Dissertation 2000,Med. Fakultät der UniversitätMünchen

„Determining Cannabinoids inBlood Using ECNCI with HP 5973CI MSD“ Harry Prest, Agilent Publikation Nr. 5967-6331

105

EI-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, TMS Derivat, M+: 488amu

106

PCI/CH4-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, TMS Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 489 / 517 / 529amu

PCI/NH3-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, TMS Derivat, M + H : 489amu

EI-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, PFPA Derivat, M+: 640amu

107

PCI/CH4-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, PFPA Derivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 641 / 669 / 681amu

PCI/NH3 -Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, PFPA Derivat, M + H / M + NH4: 641 / 658amu

NCI/CH4-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, TMS Derivat, M- + H: 489amu

108

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NCI/CH4, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure

Tabelle: Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, Response

NCI/NH3, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure

NCI/CH4-Spektrum, Tetrahydrocannabinolcarbonsäure, PFPA Derivat, M- - HF / M-: 620 / 640amu

SIM Mode, PFPA Derivat, je 0,5pg/µL, Ionen: 620/640amu

trans ZearalenonCAS-Nr. 17924-92-4


70°C (1Min) – 25°C/Min �300°C (4Min)










a) Trimethylsilylreaktion –TMS–mit BSTFA/TMCS (Reagenz: Fluka 15238)b) Reaktion mit Pentafluorpropion-säureanhydrid –PFPA–(Reagenz: Fluka 77292)

a) 50µL des in Methanol gelöstenStandards, Konz. 10mg/mL,(Sigma Z-2125), werden mitStickstoff zur Trockne eingeengt,50µL Reagenz hinzugefügt und30Min. bei 60°C inkubiert. DieLösung wird erneut mit Stickstoffzur Trockne abgeblasen und derRückstand mit Ethylacetat aufge-nommen und verdünnt. Die Lösungist für die GC-MS Messung bereit.


Ergebnis

Nicht derivatisierter Analyt: ScanMessungen im Konzentrations-bereich von 1ng – 10ng möglich;im PCI Modus wird bevorzugtAmmoniak als Reaktantgasverwendet.TMS Derivat: Reaktion zu Mono-und Diderivat im Verhältnis von4:10; der Response der NH3

Messung ist im Vergleich zur CH4

Messung um ca. Faktor 3 stärker. PFPA Derivat: Zu über 90% wirddas Diderivat gebildet, das vordem Monoderivat eluiert. Die PCI/NH3 Messung zeigt ein Verhältnisvon 1:1 für beide Derivate, sie istim Vergleich zur CH4 Messungdeutlich unempfindlicher.Interessant ist das NCI Verhaltendes Analyten. Die Relation von Di-zu Monodrivat liegt bei 8:100. DasMonoderivat wird im SIM Modussehr empfindlich gemessen; fürdie Konzentration von 0,5pg/µLwird die Relation Signal/Rauschenmit 33/1 bestimmt.Die Derivatisierung mitPentafluorphenyldimethylchlorsilanzeigt im Vergleich zum PFPADerivat im NCI Modus einenschwächeren Response; für 5pgwird Signal/Rauschen mit 10/1bestimmt. (Keine Dokumentation)

109

EI-Spektrum, Zearalenon, nicht derivatisiert, M+: 318amu

110

PCI/NH3-Spektrum, Zearalenon, nicht derivatisiert, M + H / M+ NH4: 319 / 336amu

EI-Spektrum, Zearalenon, TMS Monoderivat, M+ : 390amu

PCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, nicht derivatisiert, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 319 / 347 / 359amu

111

PCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, TMS Monoderivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 391 / 419 / 431amu

PCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, TMS Diderivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 463 / 491 / 503amu

EI-Spektrum, Zearalenon, TMS Diderivat, M+ : 462amu

112

PCI/NH3-Spektrum, Zearalenon, TMS Diderivat, M + H / M + NH4: 463 / 480amu

EI-Spektrum, Zearalenon, PFPA Monoderivat, M+ : 464amu

PCI/NH3-Spektrum, Zearalenon, TMS Monoderivat, M + H / M + NH4: 391 / 408amu

113

PCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, PFPA Monoderivat, M+ H / M+ C2H5 : 465 / 493amu

PCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, PFPA Diderivat, M + H / M + C2H5 / M + C3H5: 611 / 639 / 651amu

EI-Spektrum, Zearalenon, PFPA Diderivat, M+ : 610amu

114

PCI/NH3-Spektrum, Zearalenon, PFPA Diderivat, M + H / M + NH4: 611 / 628amu

NCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, PFPA Monoderivat, M- 148(PFPA+H)- / M-HF- / M-: 316 / 444 / 464amu

PCI/NH3-Spektrum, Zearalenon, PFPA Monoderivat, M + H / M + NH4: 465 / 482amu

115

Zearalenon, PFPA Monoderivat, 200fg, Retentionszeit: 10,68Min. Ion: 316amu, Signal/Rauschen: 33/1

NCI/CH4-Spektrum, Zearalenon, PFPA Diderivat, M- 147(PFPA)- / M-: 463 / 610amu


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Gedruckt in Deutschland Oktober 2001

Publikationsnummer 5988-3921DEEwww.agilent.com/chem

Die Analytik pharmakologisch relevanter Substanzen wird mit unterschiedlichen Verfahrengeleistet. Dabei ist die Kombination Gaschromatographie (GC) und Massenspektroskopie(MS) seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz, bietet sie doch ein Höchstmass anTrennleistung bei komplexen Gemischen und zuverlässige Detektion. Wirkstoffe, die im Human- und Veterinärbereich häufig missbräuchlich verwendet werden, lassen sich zweifelsfrei nachweisen und quantifizieren. Neben der Standardmesstechnik – Elektronenstossionisation (EI) – betont die Broschüre die Verfahren der Chemischen Ionisierung (CI) im Positiv- (PCI) und Negativmodus (NCI). Es wird deutlich, dass die CI-Messungen nicht nur eine sinnvolle Ergänzung zur EI-Technikbieten, sondern für die Mehrzahl der dokumentierten Beispiele auch eine Verbesserung derMessergebnisse liefern.

Für 43 ausgewählte Substanzen der Stoffgruppen: Barbiturate, Benzodiazepine,Betäubungsmittel, ß-Agoniste, Steroide, u.a. sind die Messparameter beschrieben, werden Hinweise zur Derivatisierung gegeben, das Chromatographieverhalten und dieNachweisgrenze der Analyten in Relation zum Messverfahren dokumentiert. Für alleSubstanzen sind die EI/PCI/NCI Massenspektren unter Berücksichtigung unterschiedlicherReaktantgasreaktionen dokumentiert. Die Aussagen der Broschüre orientieren sich an derLaborpraxis; die genannten Mess- und Arbeitsparameter können direkt angewandt werden;die Einführung in die Grundlagen und Kriterien der CI-Messtechnik erleichtern Verständnisund Umsetzung der Verfahren.

Der Autor ist Applikationsingenieur bei Agilent Technologies. Seine über 20-jährigeErfahrung in der GC/MS Messtechnik sind in der Dokumentation implementiert.

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GC handbuch - Agilent