Hvad er kvantitativ massespektrometri?

Kvantitativ massespektrometri er en metode til bestemmelse af både molekylmassen af en forbindelse og fra hvad den er lavet.Massespektrometri fungerer ved at udsætte en prøve for ekstreme tilstande for varme og elektricitet, hvilket får den til at bryde ind i ladede molekylære fragmenter.Sammensætningen og forekomsten af disse fragmenter analyseres for at afsløre massen og sammensætningen.

Der er mange typer kvantitativ massespektrometri, men hver metode anvender det samme sæt processer.En prøve opvarmes først til dannelse af en damp, derefter ioniseres og accelereres ved hjælp af et elektrisk felt.Ionerne har hver en enkelt positiv ladning, og disse ladede partikler afbøjes ved at passere dem gennem et magnetfelt.Lysere ioner afbøjes mere af et magnetfelt end tungere ioner, så varierende styrken af feltkanalerne ioner af forskellig masse i detektionsapparatet.

Analysen af metan, de enkleste carbonhydrid mdash;eller forbindelse bestående af brint (H) og carbon (c) mdash;afslører tilstedeværelsen af fragmenter, der har atommasser på 1, 12, 13, 14, 15 og 16 atommasseenheder (AMU).Methan har formlen ch ₄ , og prøveanalyse af metan afslører henholdsvis tilstedeværelsen af h ⁺, c ⁺, ch ⁺, ch ₂ ⁺, ch ₃ ⁺ og ch ₄ ⁺.Overfloden af disse fragmenter måles også med den højeste væsen på 16 amu, hvilket svarer til massen af den ufragmenterede ion.Dette skyldes, at det kræver en ekstrem mængde energi at fjerne hydrogenerne fra det centrale kulstof, hvilket betyder, at den mest rigelige ion bliver den mest energisk gunstige.

Der er en meget lille overflod af et fragment, der vejer 17 amu påMassespektret for metan.Denne aflæsning er på grund af tilstedeværelsen af en isotop af enten kulstof eller brint.Isotoper er elementer, der har de samme kemiske egenskaber, men forskellige atomiske vejer, fordi de har forskellige antal neutroner i deres kerner.Carbon-12-kernen indeholder seks neutroner og seks protoner, men den meget sjældnere isotop carbon-13 indeholder syv protoner.Tilsvarende vil en lille mængde af hydrogen tilstedeværende være hydrogen-2, også kaldet deuterium, som har en kerne af en proton og en neutron.

Ud over at analysere sammensætningen af organiske forbindelser og de relative forekomster af isotoper i en prøve bruges kvantitativ massespektrometri også til at belyse sammensætningen af biologiske molekyler, såsom proteiner.Proteiner består af en kæde eller sekvens af aminosyrer, og massespektrometri kan bruges til at bestemme sekvensen, i hvilken disse aminosyrerester forekommer.Den molekylære masse af et protein kan også findes ved anvendelse af kvantitativ massespektrometri.