CI

(Chemische Ionisation)

Die Chemische Ionisation ist eine übliche Alternative zur Elektronenionisation und wie diese eine kontinuierliche Ionisationsmethode. Sie kommt zum Einsatz, wenn der Analyt bei EI kein Molekülion zeigt. Analog zur EI muss der Analyt thermisch verdampfbar sein ohne sich zu zersetzen. Bei CI erfolgt die Ionisation des Analyten jedoch durch eine Gasphasenreaktion mit einem protoniertem Reaktandgas, welches das Analytmolekül protoniert. Es werden also vorrangig Protonenaddukte (d.h. [M+H]+) des Analyten erhalten.
Da dieser Prozess schonender erfolgt als die Erzeugung von Radikalkationen bei EI, beobachtet man fast keine Fragment-Ionen des Analyten. Strukturinformationen müssen somit durch gezielte Fragmentierungsexperimente erhalten werden.

Als Reaktandgas finden z.B. Wasserstoff, Methan, Butan und Ammoniak Verwendung. Dieses Reaktandgas wird bei der CI analog zur EI mit Elektronen beschossen, wodurch sich Radikalkationen des Reaktandgases bilden. Diese reagieren mit weiteren Molekülen des Reaktandgases und abstrahieren u. a. Wasserstoffatome, wodurch sich Protonenaddukte des Reaktandgases bilden. Diese protonierten Reaktandgasmoleküle übertragen in einem weiteren Schritt ein Proton auf das Analytmolekül. Je nach Wahl des Reaktandgases können Analyten mit einer unterschiedlichen Protonenaffinität (d.h. Basizität) ionisiert werden.

Wie bei der EI besteht die Möglichkeit die CI als Ionisationsmethode nach einer gaschromatographischen Trennung zu nutzen. Dies erlaubt die Analyse komplexerer Substanzgemische.
 

 Vorteile dieser Methode

• Weichere Ionisationsmethode
• Ermöglicht die Ionisation von labileren Verbindungen
• für fast alle Proben geeignet, die in diesem Temperaturbereich verdampfen

 Nachteile

• Nur wenig Strukturinformation, da fast keine Fragment-Ionen gebildet werden
• Salze, schwer verdampfbare Substanzen oder sich beim Erhitzen zersetzende Substanzen können nicht gemessen werden. Dies erschwert vor allem die Analyse von Verbindungen mit vielen Heteroatomen, wie z.B. Zuckern und Proteinen, oder Metallkomplexen (siehe Methodenauswahl)
• Chemische Reaktionen wie z. B. Oligomerisierungen können in der Quelle bzw. beim Verdampfen stattfinden

 Literatur

eine gute Zusammenstellung aller Methoden findet sich in
J. R. Chapman, Practical Organic Chemistry , John Wiley & Sons, Second Edition, 1993 .