Massaspektrometria

Massaspektrometri (MS) eli massaspektrografi on laite, jota käytetään positiivisten tai negatiivisten ionien alkeisvarausten ja molekyylien tai atomien massojen tutkimisessa sekä fysikaalisessa tutkimuksessa, kuten alkuaineiden isotooppijakaumien selvittämisessä. Suppeasti sanottuna massaspektrometrit ovat atomi- ja molekyylivaakoja. Ne eivät kuitenkaan suoraan mittaa atomien tai molekyylien massoja vaan näistä muodostettujen ionien massan ja varauksen suhdelukua toisin kuin termi ”massaspektrometri” voi antaa ymmärtää.^[1]

Massaspektrometrit koostuvat ionilähteestä, massa-analysaattorista ja ionien havaitsimesta. Ionilähteellä kiinteästä, nestemäisestä tai kaasumaisesta aineesta tuotetaan kaasumaisia ioneita. Ioneita voidaan erotella sitten analysaattoreilla eri tavoin kuten sähkömagneettisin kentin. Tämänlaisissa analysaattoreissa ionit erkanevat niiden eriävien liike-energioiden perusteella. Analysaattoreita voi olla perättäin useita joissa erotellut ionit lopuksi havaitaan havaitsimella. Havainnoista tehdään kuvaaja, massaspektri.^[1] Yleisen tavan mukaan massaspektrissä x-akselille asetetaan havaittujen ionien varsinaisen massa-varaus-suhteen sijaan m/z-arvot ja y-akselille ionien suhteelliset osuudet usein prosentteina.^[2][3]

Kaikki massaspektrometrit toimivat ainakin osin tyhjiötä lähellä olevassa hyvin matalassa paineessa eli vakuumissa. Tämä mahdollistaa ionien liikkeen laitteistossa, sillä muuten ionit törmäisivät ilman molekyyleihin ja atomeihin menettäen varauksensa, jolloin niitä ei voida havaita. Fragmentoinniksi kutsuttua tahallista molekyylien hajotusta esimerkiksi jalokaasujen avulla saatetaan kuitenkin joissain tilanteissa käyttää. Lisäksi tietynlaisissa API-ionisaattoreita (engl. atmospheric pressure ionization) käyttävissä massaspektrometreissä ionisaatio tapahtuu ilmakehän paineessa, mutta muut vaiheet etenevät vakuumissa.^[1] Näistä kerrotaan alla kohdissa APCI ja APPI.

1. ↑ ^{a b c} de Hoffmann, E & Stroobant, V: Mass Spectrometry Principles and Applications, 3. painos. John Wiley & Sons, 2007. ISBN 978-0-470-03310-4. Teoksen verkkoversio.
2. ↑ Compendium of Chemical Terminology. (2. painos) IUPAC, 2006-. IUPAC. doi:10.1351/goldbook.M03749. mass spectrum.
3. ↑ Viittausvirhe: Virheellinen <ref>-elementti; viitettä :1 ei löytynyt