מהי ספקטרומטריה המונית ואיך זה עובד

ספקטרומטריה המונית (MS) היא טכניקת מעבדה אנליטית להפרדת רכיבי המדגם על ידי שלהם מסה ומטען חשמלי. המכשיר המשמש בטרשת נפוצה נקרא ספקטרומטר המוני. היא מייצרת ספקטרום מסה הזומם את יחס המסה-מטען (m / z) של תרכובות בתערובת.

שלושת החלקים העיקריים של ספקטרומטר המוני הם יון המקור, מנתח ההמונים והגלאי.

שלב 1: יינון

הדגימה הראשונית עשויה להיות מוצק, נוזלי או גז. המדגם מתאדה לכדי א גז ואז מיוננים על ידי מקור היונים, בדרך כלל על ידי איבוד אלקטרון להפוך לקטיון. אפילו מינים היוצרים בדרך כלל אניונים או שאינם יוצרים בדרך כלל יונים מומרים לקטיונים (למשל, הלוגנים כמו כלור וגזים אצילים כמו ארגון). תא היינון מוחזק בוואקום כך שהיונים המיוצרים יכולים להתקדם דרך הכלי מבלי להיתקל במולקולות מהאוויר. יינון נובע מאלקטרונים המיוצרים על ידי חימום סליל מתכת עד שהוא משחרר אלקטרונים. אלקטרונים אלה מתנגשים במולקולות מדגימות ומכבים אלקטרונים אחד או יותר. מכיוון שנדרש יותר אנרגיה בכדי להסיר יותר מאלקטרון אחד, רוב הקטיונים המיוצרים בתא היינון נושאים מטען +1. לוחית מתכת טעונה חיובי דוחפת את יוני הדגימה לחלק הבא של המכונה. (הערה: ספקטרומטרים רבים עובדים במצב יונים שלילי או במצב יונים חיובי, לכן חשוב לדעת את ההגדרה כדי לנתח את הנתונים.)

שלב 2: האצה

במנתח ההמונים אז יונים מואצים דרך הבדל פוטנציאלי והתמקד בקורה. מטרת ההאצה היא לתת לכל המינים את אותה אנרגיה קינטית, כמו להתחיל מירוץ עם כל הרצים באותו קו.

שלב 3: סטיה

קרן היונים עוברת דרך שדה מגנטי המכופף את הזרם הטעון. רכיבים קלים יותר או רכיבים בעלי מטען יוני גדול יותר יטהו בשדה יותר מרכיבים כבדים יותר או פחות טעונים.

ישנם מספר סוגים שונים של מנתחי המונים. מנתח זמן-טיסה (TOF) מאיץ יונים לאותו פוטנציאל ואז קובע כמה זמן נדרש להם כדי לפגוע בגלאי. אם החלקיקים כולם מתחילים באותה מטען, המהירות תלויה במסה, כאשר רכיבים קלים יותר מגיעים תחילה לגלאי. סוגים אחרים של גלאים מודדים לא רק כמה זמן לוקח לחלקיק להגיע לגלאי, אבל כמה זה מוסב על ידי שדה חשמלי ו / או מגנטי, ומניב מידע מלבד סתם מסה.

שלב 4: איתור

גלאי סופר את מספר היונים בהסטות שונות. הנתונים זוממים כגרף או כספקטרום של המונים שונים. גלאים פועלים באמצעות תיעוד המטען או הזרם המושרים הנגרמים על ידי יון המכה על פני השטח או חולף על פניו. מכיוון שהאות קטן מאוד, ניתן להשתמש במכפיל אלקטרונים, גביע פאראדיי או גלאי יון לצילום. האות מוגבר מאוד לייצור ספקטרום.

טרשת נפוצה משמשת לניתוח כימי איכותי וגם כמותי. ניתן להשתמש בו לזיהוי היסודות והאיזוטופים של מדגם, לקביעת המוני מולקולות, וככלי לסייע בזיהוי מבנים כימיים. זה יכול למדוד טוהר מדגם ומסה טוחנת.

יתרון גדול של מפרט המוני על פני טכניקות רבות אחרות הוא שהוא רגיש להפליא (חלקים למיליון). זהו כלי מצוין לזיהוי רכיבים לא ידועים במדגם או לאישור נוכחותם. החסרונות של מפרט המוני הם שזה לא כל כך טוב בזיהוי פחמימנים המייצרים יונים דומים וזה לא מסוגל להבדיל איזומרים אופטיים וגיאומטריים זה מזה. החסרונות מקבלים פיצוי על ידי שילוב של טרשת נפוצה עם טכניקות אחרות, כמו כרומטוגרפיה של גז (GC-MS).