Mass spektrometr qanday ishlaydi

Mass spektrometriya (MS) - bu namunaning tarkibiy qismlarini ularning massasi va elektr zaryadlari bo'yicha ajratish uchun analitik laboratoriya usuli. MSda ishlatiladigan asbob massa spektrometr deb nomlanadi. Aralashmadagi aralashmalarning massa zaryadini (m / z) aniqlaydigan massa spektrini ishlab chiqaradi.

Mass spektrometr qanday ishlaydi

Mass spektrometrning uchta asosiy qismi ion manbai, massa analizatori va detektoridir.

1-qadam: Ionizatsiya

Boshlang'ich namunasi qattiq, suyuq yoki gaz bo'lishi mumkin. Namuna gazga bug'lanadi va keyinchalik ion manbai tomonidan ionlashtiriladi, odatda kationga aylanish uchun elektronni yo'qotadi. Odatda anionni tashkil etadigan yoki odatda ion hosil qilmaydigan turlar ham kationlarga aylanadi (masalan, xlor kabi halogenlar va argon kabi olijanob gazlar). Ionizatsiya kamerasi vakuumda saqlanadi, shunda hosil bo'lgan ionlar havodan molekulalarga tushmasdan asbob orqali rivojlanib boradi. Ionizatsiya metallni rulonni qizdirish natijasida hosil bo'lgan elektronlardan iborat bo'lib, u elektronlarni chiqaradi. Ushbu elektronlar namunaviy molekulalar bilan to'qnashadi, bir yoki bir nechta elektronni urib yuboradi. Bir nechta elektronni olib tashlash uchun ko'proq energiya talab qilinganligi sababli, ionlash kamerasida hosil bo'lgan kationlarning ko'pi +1 zaryadga ega. Ijobiy zaryadlangan metall plastinka namunaviy ionlarni mashinaning keyingi qismiga suradi. (Izoh: Ko'plab spektrometrlar manfiy ion yoki ijobiy ion rejimida ishlaydi, shuning uchun ma'lumotlarni tahlil qilish uchun ushbu parametrni bilish juda muhimdir.)

2-qadam: Tezlashtirish

Massa tekshirgichda ionlar potentsial farq orqali tezlashadi va nurga yo'naltiriladi. Tezlashtirishning maqsadi barcha turlarga bir xil chiziqdagi barcha yuguruvchilar bilan poyga boshlash kabi bir xil kinetik energiya berishdir.

3-qadam: moyillik

Ion nurlari zaryadlangan oqimni egadigan magnit maydondan o'tadi. Kattaroq ionli zaryadga ega bo'lgan engil tarkibiy qismlar yoki komponentlar sohada og'irroq yoki kamroq zaryadlangan qismlarga qaraganda ko'proq og'ishadi.

Massa analizatorlarining bir nechta turlari mavjud. Parvoz vaqtidagi (TOF) tekshirgich ionlarni bir xil potentsialgacha tezlashtiradi va keyin detektorga urish uchun qancha vaqt kerakligini aniqlaydi. Agar zarralar barchasi bir xil zaryad bilan boshlansa, tezlik massaga bog'liq bo'ladi, engil elementlar avval detektorga etib boradi. Detektorlarning boshqa turlari nafaqat zarrachaning detektorga etib borishi uchun qancha vaqt sarflashini, balki uning massasi bilan bir qatorda ma'lumot olib, elektr va / yoki magnit maydon tomonidan qancha deflatsiya qilinishini ham o'lchaydi.

4-qadam: Aniqlash

Detektor har xil defektsiyalarda ionlar sonini hisoblaydi. Ma'lumotlar turli xil massalarning grafigi yoki spektri shaklida tuzilgan. Detektorlar ion sirtga urish yoki uning yonidan o'tish natijasida kelib chiqqan induktsiyalangan zaryad yoki tokni qayd etish orqali ishlaydi. Signal juda kichik bo'lgani uchun, elektron multiplikator, Faraday krujkasi yoki ion-foton detektoridan foydalanish mumkin. Signal spektrni ishlab chiqarish uchun katta kuchaytiriladi.

Mass spektrometridan foydalanish

MS ham sifat, ham miqdoriy kimyoviy tahlil uchun ishlatiladi. Undan namuna elementlari va izotoplarini aniqlash, molekulalar massalarini aniqlash va kimyoviy tuzilmalarni aniqlashga yordam beradigan vosita sifatida foydalanish mumkin. Namuna tozaligini va molar massasini o'lchashi mumkin.

Ijobiy va salbiy tomonlari

Mass spektrining boshqa ko'plab texnikalardan ustunligi shundaki, u juda sezgir (million dona qismlar). Namunadagi noma'lum komponentlarni aniqlash yoki ularning mavjudligini tasdiqlash uchun juda yaxshi vosita. Massa xususiyatlarining kamchiliklari shundaki, u o'xshash ionlarni ishlab chiqaradigan uglevodorodlarni aniqlashda unchalik yaxshi emas va optik va geometrik izomerlarni bir-biridan ajratib bo'lmaydi. Kamchiliklari MSni boshqa texnik vositalar bilan, masalan, gaz kromatografiyasi (GC-MS) bilan birlashtirish orqali qoplanadi