Što je masna spektrometrija i kako funkcionira

Masena spektrometrija (MS) analitička je laboratorijska tehnika za odvajanje komponenata uzorka od njihovih masa i električni naboj. Instrument koji se koristi u MS-u naziva se masenim spektrometrom. Stvara maseni spektar koji crta odnos mase i napuna (m / z) spojeva u smjesi.

Tri glavna dijela masenog spektrometra su ion izvor, analizator mase i detektor.

Korak 1: Ionizacija

Početni uzorak može biti kruta, tekuća ili plina. Uzorak se ispari u a plin a zatim ioniziran od izvora iona, obično gubljenjem elektrona da postane kation. Čak se i vrste koje obično tvore anione ili obično ne stvaraju ione pretvaraju u katione (npr. Halogene poput klora i plemenite plinove poput argona). Ionizacijska komora drži se u vakuumu kako ioni koji nastaju mogu prolaziti kroz instrument bez trčanja u molekule iz zraka. Ionizacija je od elektrona koji nastaju zagrijavanjem metalne zavojnice dok ne oslobode elektrone. Ti se elektroni sudaraju s molekulama uzorka, uništavajući jedan ili više elektrona. Budući da je potrebno više energije za uklanjanje više elektrona, većina kationa proizvedenih u ionizacijskoj komori nosi naboj +1. Metalna ploča s pozitivnim nabojem gura uzorke iona u sljedeći dio stroja. (Napomena: Mnogi spektrometri rade ili u načinu negativnog iona ili u pozitivnom ionu, tako da je važno znati postavku za analizu podataka.)

Korak 2: Ubrzanje

U analizatoru mase ioni se zatim ubrzavaju kroz potencijalnu razliku i usredotočio se u snop. Svrha ubrzanja je dati svim vrstama istu kinetičku energiju, poput starta trke sa svim trkačima na istoj liniji.

Korak 3: Otklon

Ionska zraka prolazi kroz magnetsko polje koje savija nabijeni tok. Svjetlije komponente ili komponente s više ionskog naboja će se odbiti u polju više nego teže ili manje nabijene komponente.

Postoji nekoliko različitih vrsta analizatora mase. Analizator vremena leta (TOF) ubrzava ione do istog potencijala i tada određuje koliko im vremena treba da dođu do detektora. Ako sve čestice počnu s istim nabojem, brzina ovisi o masi, a najlakše komponente prvo stižu u detektor. Ostale vrste detektora mjere ne samo koliko vremena treba čestici da dođe do detektora, ali koliko je odbijeno električnim i / ili magnetskim poljem, dobivajući informacije osim pravednog masa.

4. korak: otkrivanje

Detektor broji broj iona pri različitim otklonima. Podaci su prikazani kao grafikon ili spektar različite mase. Detektori rade tako što bilježe inducirani naboj ili struju uzrokovanu ionom koji udara u površinu ili prolazi pored. Budući da je signala vrlo malo, može se koristiti elektronski množitelj, Faradayeva čaša ili ion-fotonski detektor. Signal se uvelike pojačava da bi se dobio spektar.

MS se koristi i za kvalitativnu i za kvantitativnu kemijsku analizu. Može se koristiti za identificiranje elemenata i izotopa u uzorku, za određivanje mase molekula i kao alat za prepoznavanje kemijskih struktura. Može mjeriti čistoću uzorka i molarnu masu.

Velika prednost masovnih specijalizacija u odnosu na mnoge druge tehnike je ta što je nevjerojatno osjetljiva (dijelovi na milijun). Odličan je alat za prepoznavanje nepoznatih komponenti u uzorku ili potvrđivanje njihove prisutnosti. Nedostaci masnih spektra su u tome što nije baš dobro u identificiranju ugljikovodika koji proizvode slične ione i nije u mogućnosti razlikovati optičke i geometrijske izomere. Nedostaci se nadoknađuju kombiniranjem MS-a s drugim tehnikama, kao što je plinska kromatografija (GC-MS).