طیف سنج های جرمی

طیف سنج های جرمی در هر دو تجزیه و تحلیل کمی و کیفی، از جمله اندازه گیری جرم دقیق با وضوح بالا برای تعیین ترکیبات عنصری استفاده می شود. طیف سنجی جرمی (MS) یک ابزار طیف سنجی تحلیلی است که عمدتاً به جداسازی گونه های مولکولی (و اتمی) بر اساس جرم آنها می پردازد. ام اس را می توان در آنالیز انواع مختلفی از نمونه ها، از عنصری گرفته تا پروتئین ها و پلیمرهای بزرگ استفاده کرد.

نمایش تمام سازندگان طیف سنج جرمی

پارامترهای عملکرد مهمی که باید در هنگام تعیین طیف‌سنج‌های جرمی در نظر گرفته شوند عبارتند از محدوده جرمی، وضوح، دقت جرمی و طیف جرمی. محدوده جرمی اندازه گیری محدوده جرم اتمی است که توسط طیف سنج در واحدهای جرم اتمی تشخیص داده می شود. همچنین ممکن است در دالتون اندازه گیری شود. وضوح نسبت جرم تقسیم بر تغییر جرم در مساحت دو قله است. (m/dm). طیف جرمی طیفی است که وقتی یون ها (معمولاً در یک پرتو) بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) گونه های یونی موجود جدا می شوند، به دست می آید. این نمودار یک نمایش گرافیکی از مقادیر m/z در مقابل اطلاعات فراوانی یون اندازه گیری شده است.

طیف سنج های جرمی یکی از پنج طرح رایج آنالیزگر جرمی را دارند. تجزیه و تحلیل جرم بخشی از طیف سنج است که فرآیندی را تجزیه و تحلیل می کند که طی آن مخلوطی از گونه های یونی بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) جدا می شود. تحلیل ممکن است کیفی و/یا کمی باشد. ابزارهای Time of Flight (TOF) از زمان‌های صرف شده توسط یون‌ها برای عبور (پرواز) در امتداد یک لوله تخلیه شده به عنوان وسیله‌ای برای اندازه‌گیری مقادیر m/z و بنابراین برای به دست آوردن طیف جرمی استفاده می‌کنند. طیف‌سنج‌های جرمی چهارقطبی شامل یک منبع یونی، اپتیک یونی برای شتاب‌دادن و تمرکز یون‌ها از طریق دیافراگم به داخل فیلتر چهارقطبی، خود فیلتر چهارقطبی با منابع ولتاژ کنترل، دیافراگم خروجی، آشکارساز یون، الکترونیک تشخیص و خلاء بالا است. سیستم طیف‌سنج جرمی تله یونی از سه الکترود برای به دام انداختن یون‌ها در حجم کم استفاده می‌کند. از مزایای طیف‌سنج جرمی تله یونی می‌توان به اندازه فشرده و توانایی به دام انداختن و تجمع یون‌ها برای افزایش نسبت سیگنال به نویز اندازه‌گیری اشاره کرد. طیف سنجی جرمی تبدیل فوریه از رزونانس یون سیکلوترون برای انتخاب و تشخیص یون ها استفاده می کند. آنالایزرهای تک فوکوس از یک مسیر پرتو دایره ای 180، 90 یا 60 درجه استفاده می کنند. نیروهای مختلفی که بر ذرات تأثیر می گذارند یون ها را با نسبت جرم به بار متفاوت جدا می کنند. آنالایزرهای فوکوس دوگانه دارای یک آنالایزر الکترواستاتیک هستند که به ذرات با اختلاف انرژی جنبشی اضافه می شود.

طیف سنج های جرمی از یکی از چهار روش یونیزاسیون برای یونیزاسیون نمونه برای تجزیه و تحلیل استفاده می کنند. منبع یونیزاسیون الکترواسپری (ESI) از یک سوزن بسیار ظریف و یک سری کفگیر تشکیل شده است. یک محلول نمونه در محفظه منبع اسپری می شود تا قطرات تشکیل شود. قطرات هنگام خروج از مویرگی بار حمل می کنند و با تبخیر حلال، قطرات ناپدید می شوند و مولکول های آنالیت با بار زیادی را به جا می گذارند. ESI به ویژه برای مولکول های بیولوژیکی بزرگی که تبخیر یا یونیزه شدن آنها دشوار است مفید است. در بمباران اتمی سریع (FAB) یک پرتو پر انرژی از اتم های خنثی، معمولاً Xe یا Ar، به نمونه مایع جامد یا کم فشار بخار برخورد می کند و باعث دفع و یونیزاسیون می شود. برای مولکول های بیولوژیکی بزرگ که به سختی وارد فاز گاز می شوند استفاده می شود. نمونه معمولاً در ماتریکسی مانند گلیسرول پراکنده می شود. FAB باعث تکه تکه شدن کمی می شود و معمولاً یک پیک یون مولکولی بزرگ می دهد که آن را برای تعیین وزن مولکولی مفید می کند. منبع یونیزاسیون ضربه الکترون (EI) از یک پرتو الکترونی که معمولاً از یک رشته تنگستن تولید می‌شود، برای یونیزه کردن اتم‌ها یا مولکول‌های فاز گاز استفاده می‌کند. یک الکترون از پرتو یک الکترون را از اتم ها یا مولکول های آنالیت جدا می کند تا یون ایجاد کند. رسوب/یونیزاسیون لیزر به کمک ماتریکس (MALDI) یک روش LIMS برای تبخیر و یونیزاسیون مولکول‌های بزرگ بیولوژیکی مانند پروتئین‌ها یا قطعات DNA است. مولکول های بیولوژیکی در یک ماتریکس جامد مانند اسید نیکوتینیک یا دی هیدروکسی بنزوئیک اسید پراکنده می شوند. پالس لیزر UV ماتریکسی را که برخی از مولکول‌های بزرگ را به صورت یونیزه به فاز گاز می‌برد، از بین می‌برد تا بتوان آنها را به یک طیف‌سنج جرمی استخراج کرد.

منبع

globalspec