Масс-спектрометрия. Что это?

Масс спектрометрия – метод исследования структуры материалов на молекулярном уровне. Его суть заключается в способности исследуемых элементов ионизироваться. Наибольшее распространение этот метод анализа получил в исследовании органических веществ.

Масс-спектрометрия и ее характеристики

Спектрометрический анализ позволяет точно определить массу вещества, его молекулярную формулу и состав. Его проводят с помощью специальных приборов – масс-спектрометров. Они работают под воздействием вакуума. Масс-спектр представляет собой зависимость отношения массы к заряду от интенсивности ионного тока.

Области применения масс-спектрометрического анализа:

• определение возраста геологических пород;
• изучение структуры соединений молекул;
• анализ неорганических веществ;
• экологические хромато-масс-спектральные исследования;
• изучение химических процессов;
• определение термодинамических величин.

Масс-спектрометрия представляет собой несколько процессов: ионизацию молекул, детектирование ионов и их разделение по массам.

Во время анализа ионизацию проводят такими методами:

• Электронным ударом. Его суть заключается в воздействии на исследуемый образец потока быстрых электронов.
• Химической ионизацией. Процесс проводят под воздействием на испытуемый материал газом реагентом. В качестве него используют аммиак, метан или изобутан.
• Бомбардировкой ускоренными атомами. Ионизация происходит под воздействием инертных газовых смесей.
• Электроспреем.
• Матричной лазерной десорбцией.

В зависимости от типа воздействия в процессе образуются несколько видов ионов: молекулярный, основной и фрагментный. Первый представляет собой положительно заряженную молекулу, второй – молекулу с интенсивным движением в масс-спектре, третий – ион, который образуется в результате распада молекулы иона с определенным разрывом связи и последующей миграции ионов.

Метод масс-спектрометрии

Его выполняют в условиях магнитных, электрических полей и вакуумной среды.

Спектрометрический анализ заключается в выполнении нескольких операций:

• создании ионных групп или пучков ионных молекул в электростатических или статических полях;
• преобразовании атомов в положительные ионы;
• разделении (пространственном или временном) потока частиц в электрическом или магнитном полях;
• регистрации и изменении интенсивности потока молекул веществ.

Его выполняют с помощью масс-спектрометра. В его конструкцию входят источник ионов, механизмы регистрации и управления частиц и масс-анализатор. Последний элемент служит для разделения потока на отдельные компоненты.