Hva er en gass Mass Spectrometer?

November 6  by Eliza

En gass massespektrometer er et analytisk instrument som brukes til å bestemme konsentrasjonen av elementene i kjente prøver, og som et verktøy for å utlede sammensetningen av ukjente prøver. Det fungerer ved å detektere defleksjon av ladede ioner avledet fra atom eller molekyl i et magnetisk felt. I uorganisk analyse, frembringer hvert elementært atom et karakteristisk spektrum. Mindre massive atomer avbøyes mer, som er atomer, med en større ladning. Flere forbedringer i denne grunnleggende konfigurasjon gjør at gassen massespektrometer nyttig i organisk analyse samt elementær besluttsomhet.

I grunnleggende gass massespektrometre anvendes for elementanalyse, blir en væskeprøve fremstilles først ved å trekke ut eller på annen måte å isolere element av interesse fra den opprinnelige prøven. Væsken blir deretter fordampet og ionisert ved bombardement med en elektronstrøm som slår av ett eller flere elektroner fra atomet. Den nå positivt ladet ion passerer gjennom et magnetisk felt i rett vinkel, noe som utøver en sideveis kraft på ion. Graden av avbøyning er direkte proporsjonal med den ladning til masseforhold av ionene.

Mens prinsippet for gass massespektrometer er lett å forstå, er instrumentet en omhyggelig blanding av komponentene. Den fordampede prøven innføres i en evakuert ioniseringskammeret. Et vakuum er nødvendig, eller den nylig skapte ion snart ville kollidere med et luftmolekyl. I ioniseringskammeret, utstråler en elektrisk oppvarmet metallpolen elektroner sidelengs, slipe av elektroner fra atomene som danner ioner, som deretter samlet på en elektron-felle. Ioniseringskammeret drives ved et positivt 10.000 volt.

De positive ioner blir akselerert ut av ioniseringskammeret av et ion avvisende plate holdes ved en litt høyere positiv spenning. Strømmen av sterkt energiserte partikler er konsentrert i en tett stråle og deretter føres gjennom et magnetisk felt indusert av en elektromagnet. Avhengig av massen for å lade forhold, vil ionene bli avbøyd i mindre eller større grad. Belastningen på elektromagneten kan varieres for å bringe i fokus ion strøm av renter på gjenkjenning plate. Detektoren sammen den elektriske strøm som produseres av hvert ion strømmen for å bestemme den relative overflod.

Hvert element har et karakteristisk spektrum. Et spektrum er et diagram over den relative mengde av hver ladning / masse-forhold. Hver linje på diagrammet er relatert til den relative konsentrasjon av de ioner som frembringes ved å slipe av den første elektron, etterfulgt av den andre elektron, den tredje, og så videre. Ved å sammenligne et spektrum til elementært massespektra i referanser, kan det element som produserer spekteret bestemmes.

Bruken av gass massespektrometer i organisk analyse er litt mer komplisert. Organiske forbindelser som vil skape et stort utvalg av ioniserte fragmenter i ioniseringskammeret. Massespekt av selv enkle organiske forbindelser er mye mer kompliserte, og er ofte utsatt for mer tolkning. Gassen massespektrometer kan brukes for å bekrefte identiteten av en organisk forbindelse hvis spektrum er meget rent, men ofte korrelerer resultater fra andre teknikker er nødvendig.

I en gasskromatografi-massespektrometer (GC / MS), er en blanding av forbindelser som først separeres ved hjelp av gasskromatografi, og deretter matet til en gass-massespektrometer. I gasskromatografi parti av denne kombinasjonen instrument, fordampede molekyler skilles ved deres evne til å diffundere gjennom en bæregass. Ved å variere typen, temperatur og strømningshastighet for bæregassen, kan forskjellige blandinger separeres til å gi rene, separate prøver av hver forbindelse. Optimalisering er nødvendig for å bestemme riktig gasskromatograf og påfølgende massespektrometer innstillinger. Når prøven kilden karakteriseres, for eksempel i en fabrikk eller i en naturlig kilde, for eksempel en oljebrønn, disse instrumentene frembringe økonomiske og pålitelige resultater.