Масс-спектрометрия, сондай-ақ масс-спектроскопия деп те аталады, химиялық заттарды электр және магнит өрістеріндегі газ тәрізді иондарды олардың масса-зарядқа қатынасы бойынша сұрыптау арқылы анықтайтын аналитикалық әдіс. Мұндай зерттеулерде қолданылатын құралдар масс-спектрометрлер және масс-спектрографтар деп аталады және олар қозғалыстағы иондар электр және магнит өрістерінің әсерінен ауытқуы мүмкін деген принцип бойынша жұмыс істейді. Екі аспап сұрыпталған зарядталған бөлшектерді анықтау тәсілімен ғана ерекшеленеді. Масс-спектрометрде олар электрлік, масс-спектрографта фотографиялық немесе басқа электрлік емес құралдармен анықталады; масс-спектроскоп термині құрылғылардың екі түрін де қамту үшін қолданылады. Электрлік детекторлар қазір жиі қолданылатындықтан, өріс әдетте масс-спектрометрия деп аталады.
Масс-спектроскоптар бес негізгі бөліктен тұрады: жоғары вакуумдық жүйе; зерттелетін үлгіні енгізуге болатын үлгіні өңдеу жүйесі; үлгіге тән зарядталған бөлшектер шоғыры шығарылатын ион көзі; сәулені оның құрамдас бөліктеріне бөлуге болатын анализатор; және оның көмегімен бөлінген иондық сәулелерді байқауға немесе жинауға болатын детектор немесе қабылдағыш.
Масс-спектроскоптар бес негізгі бөліктен тұрады: жоғары вакуумдық жүйе; зерттелетін үлгіні енгізуге болатын үлгіні өңдеу жүйесі; үлгіге тән зарядталған бөлшектер шоғыры шығарылатын ион көзі; сәулені оның құрамдас бөліктеріне бөлуге болатын анализатор; және оның көмегімен бөлінген иондық сәулелерді байқауға немесе жинауға болатын детектор немесе қабылдағыш.
Масс-спектрометрия көмегімен көптеген зерттеулер жүргізілді. Оларға химиялық элементтердің изотоптарын анықтау және олардың нақты массалары мен салыстырмалы көптігін анықтау, геологиялық үлгілерді анықтау, бейорганикалық және органикалық химикаттарды әсіресе аз мөлшердегі қоспаларға талдау, күрделі органикалық заттардың құрылымдық формуласын анықтау, белгілі бір иондарды өндіруге қажетті химиялық байланыстар мен энергиялар, иондардың ыдырау өнімдерін анықтау және олардың химиялық және изотоптық құрамдас бөліктері үшін ай үлгілері сияқты белгісіз материалдарды талдау. Масс-спектроскоптар сонымен қатар изотоптарды бөлу және химия, биология және медицинада бақылаушы ретінде пайдаланылған кезде концентрацияланған изотоптардың көптігін өлшеу үшін қолданылады.
Иондық-жылдамдық спектрометрлері
Иондық-жылдамдық спектрометрлері
Ионның энергиясы оның жылдамдығының квадратына пропорционал, сондықтан тұрақты энергияның иондарын уақыт бойынша өзгеретін өрістерді пайдалану арқылы бөлуге болады. Америка Құрама Штаттарында Уильям Р. Смит 1926 жылы радиожиілік кернеулері қолданылатын және берілген жылдамдықтың иондары өзгермейтіндей етіп орналастырылған электродтарға негізделген мұндай құрылғыны алғаш рет ұсынды. Ол бірнеше жылдан кейін Маттаучпен бірлесіп жұмыс үлгісін жасады. Әдіс әсіресе пайдалы емес және одан әрі дамуды көрмеді. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін өте қысқа электрлік импульстарды басқару әдістері ұшу уақытының масс-спектрометрін құруға мүмкіндік берді, онда иондардың қысқа эмиссиясы көзден босатылады және олардың жету уақыты жеткілікті ұзақ қашықтықты жүріп өткеннен кейін жазылады
Жалпы принциптер
Масс-спектрометрияның эволюциясы ғылым мен техникада қолданудың үнемі өсіп келе жатқан санымен белгіленді. Құралдардың күрделі массивін жасау үшін жаңа қолданбалар мен жаңа әзірлемелер қатар жүрді, бірақ барлығын иондарды үш негізгі элемент арқылы бақылау арқылы түсінуге болады: ион көзі, иондық сәулелерді олардың массасына қарай талдау әдісі. Заряд коэффициенті және сәулелердің токтарын өлшеуге немесе жазуға қабілетті детекторлар. Бұл элементтер көптеген формаларда болады және арнайы сипаттамалары бар спектрометрлерді шығару үшін біріктіріледі. Қолданушылардың қажеттіліктері, сондай-ақ талдау үшін қол жетімді үлгінің химиялық пішіні мен мөлшері сияқты әртүрлі болады, олар субмикрограммалық мөлшерде болуы мүмкін.
