Spectrométrie de masse

Kütle spektrometrisinin kullanımı

Kütle spektrometresi çok çeşitli analiz yöntemlerinden biridir. Bu yöntemle elde edilen kütle spektrumları, özellikle analitik kimya alanında moleküllerin veya karışımların bileşimini ve yapısını aydınlatmak için önemli bir araçtır.

Bir kütle spektrometresi, bir iyon kaynağı, bir analizör ve bir dedektörden oluşur. İyonların kütle-yük oranının ölçülmesini sağlar. Yük biliniyorsa, iyonize parçacıkların kütlesi belirlenebilir.

Kütle spektrometreleri, analiz edilecek numunelerin karmaşıklığına bağlı olarak, gaz kromatografisi (GC) ve sıvı kromatografisi (LC) gibi çeşitli analiz yöntemleriyle birlikte değişken şekilde tasarlanabilir. Kütle spektrometrisi, gaz halindeki analitlerin kalitatif ve kantitatif tayini için çok etkili bir analitik yöntemdir.

Kütle spektrometrisinin işleyişi

Kütle spektrometrisinin işleyişi dört aşamaya ayrılır: İyonizasyon, ayırma, kayıt ve tanımlama.
İyonizasyon
İyon kaynağına bağlı olarak, gazlar, buharlaşabilir sıvılar veya katılar gaz fazında iyonize edilir ve analiz edilir. Numunedeki maddeler, örneğin alan iyonizasyonu, fotoiyonizasyon, sprey iyonizasyonu veya elektron iyonizasyonu yoluyla iyon kaynağı içinde iyonize edilir ve ardından yüklü atomlar ve fragmanlar halinde bulunur.

Ayırma

İyonlar, bir elektrik alanı aracılığıyla iyon kaynağından çıkarılır, hızlandırılır ve ardından analizöre aktarılır. İyonlar, bir elektromanyetik alan tarafından tanımlanmış bir alanda tutulursa, uyarılma ve kütle seçiminin birçok kez tekrarlanması mümkündür. Bu durumda, söz konusu olan iyon tuzağıdır. İyonların iyon tuzağında hareket etme sıklığı, kütle/yük oranına bağlıdır.

Algılama

İyonlar çeşitli şekillerde tespit edilebilir. Alanın değiştirilmesi ile, tanımlanmış bir kütle-yük oranına sahip iyonların yörüngesi dengesizleştirilebilir. Böylece iyonlar iyon tuzağından çıkar ve ardından dedektörde tespit edilir. Alan değişikliği bilindiğinden, iyonların kütle-yük oranı belirlenebilir ve elde edilen kütle spektrumlarındaki tepe noktalarının konumu ve yoğunluğu kullanılarak kütleleri ve sıklıkları okunabilir. İyon tuzağı kütle spektrometrelerinin yanı sıra, uçuş süresi, kuadrupol veya sektör alanı kütle spektrometreleri de bulunmaktadır.

Tanımlama

Fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden farklı olan, ancak aynı molekül formülüne ve dolayısıyla aynı kütleye sahip moleküller izomerler olarak adlandırılır. Bu izomerler ayrıştırıldığında, molekül spesifik olarak kütle ve yükleri farklı olan daha küçük iyonize moleküller, fragmanlar veya atomlara ayrışırlar. Bu şekilde, saf maddelerin ve karışımların tanımlanması mümkündür.

Kütle spektrometrisinin uygulama alanları

Kütle spektrometrisi (MS), genellikle diğer yöntemlerle (örneğin ICP-MS, GC-MS, IR-MS, CE-MS veya EI-MS) birlikte kullanılan, son derece hassas bir analiz yöntemidir. Çok geniş uygulama yelpazesi, endüstride teknik üretim süreçlerinin kontrolünden çeşitli doğa bilimleri disiplinlerinde araştırmaya, ağır metallerin iz analizine veya karmaşık organik moleküllerin belirlenmesine kadar uzanır – örneğin çevre analizinde.