क्या मास स्पेक्ट्रोमेट्री है और यह कैसे काम करता है

मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस) एक नमूना के घटकों को उनके द्वारा अलग करने के लिए एक विश्लेषणात्मक प्रयोगशाला तकनीक है द्रव्यमान और विद्युत प्रभार। MS में उपयोग किए जाने वाले उपकरण को मास स्पेक्ट्रोमीटर कहा जाता है। यह एक बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रम का उत्पादन करता है जो एक मिश्रण में यौगिकों के द्रव्यमान-से-चार्ज (एम / जेड) अनुपात को प्लॉट करता है।

मास स्पेक्ट्रोमीटर के तीन मुख्य भाग होते हैं आयन स्रोत, द्रव्यमान विश्लेषक और डिटेक्टर।

चरण 1: आयनीकरण

प्रारंभिक नमूना एक ठोस, तरल या गैस हो सकता है। नमूना एक में वाष्पीकृत है गैस और फिर आयन स्रोत द्वारा आयनित किया जाता है, आमतौर पर एक इलेक्ट्रॉन बनने के लिए एक पिंजरे में खो जाता है। यहां तक ​​कि प्रजातियां जो आमतौर पर आयनों का निर्माण करती हैं या आमतौर पर आयनों का निर्माण नहीं करती हैं, उन्हें पिंजरों में बदल दिया जाता है (जैसे, क्लोरीन की तरह हैलोजन और आर्गन जैसी महान गैसें)। आयनीकरण कक्ष को एक वैक्यूम में रखा जाता है ताकि उत्पन्न होने वाले आयन हवा से अणुओं में चले बिना उपकरण के माध्यम से प्रगति कर सकें। आयनिकरण इलेक्ट्रॉनों से होता है जो किसी धातु के तार को तब तक गर्म करके उत्पादित किया जाता है जब तक कि यह इलेक्ट्रॉनों को मुक्त नहीं करता है। ये इलेक्ट्रॉन एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों से टकराकर नमूना अणुओं से टकराते हैं। चूँकि एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को निकालने के लिए अधिक ऊर्जा लगती है, इसलिए आयनीकरण कक्ष में निर्मित अधिकांश धनायन +1 आवेश को वहन करते हैं। एक सकारात्मक चार्ज धातु प्लेट मशीन के अगले भाग के लिए नमूना आयनों को धकेलती है। (नोट: कई स्पेक्ट्रोमीटर नकारात्मक आयन मोड या सकारात्मक आयन मोड में काम करते हैं, इसलिए डेटा का विश्लेषण करने के लिए सेटिंग को जानना महत्वपूर्ण है।)

चरण 2: त्वरण

द्रव्यमान विश्लेषक में, आयन तब त्वरित होते हैं एक संभावित अंतर के माध्यम से और एक बीम में केंद्रित है। त्वरण का उद्देश्य सभी प्रजातियों को एक ही गतिज ऊर्जा देना है, जैसे एक ही पंक्ति के सभी धावकों के साथ दौड़ शुरू करना।

चरण 3: विक्षेपण

आयन बीम एक चुंबकीय क्षेत्र से गुजरता है जो आवेशित धारा को मोड़ता है। अधिक आयनिक आवेश के साथ हल्का घटक या घटक भारी या कम आवेशित घटकों से अधिक क्षेत्र में विक्षेपित होंगे।

कई अलग-अलग प्रकार के द्रव्यमान विश्लेषक हैं। टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (TOF) विश्लेषक एक ही क्षमता के लिए आयनों को तेज करता है और फिर निर्धारित करता है कि डिटेक्टर को हिट करने के लिए उन्हें कितनी देर की आवश्यकता है। यदि कण सभी एक ही चार्ज से शुरू होते हैं, तो वेग द्रव्यमान पर निर्भर करता है, जिसमें हल्के घटक डिटेक्टर तक पहुंचते हैं। अन्य प्रकार के डिटेक्टर डिटेक्टर तक पहुंचने के लिए एक कण के लिए न केवल कितना समय लेते हैं, लेकिन यह एक बिजली और / या चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कितना विक्षेपित है, केवल जानकारी के अलावा उपज द्रव्यमान।

चरण 4: जांच

एक डिटेक्टर अलग-अलग विक्षेपण पर आयनों की संख्या को गिनता है। डेटा को ग्राफ या स्पेक्ट्रम के रूप में प्लॉट किया जाता है अलग जन. डिटेक्टर एक सतह से टकराकर या पास से आयन के कारण प्रेरित चार्ज या करंट को रिकॉर्ड करके काम करते हैं। क्योंकि संकेत बहुत छोटा है, एक इलेक्ट्रॉन गुणक, फैराडे कप या आयन-टू-फोटोन डिटेक्टर का उपयोग किया जा सकता है। स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने के लिए संकेत को काफी बढ़ाया गया है।

एमएस का उपयोग गुणात्मक और मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण दोनों के लिए किया जाता है। इसका उपयोग किसी नमूने के तत्वों और समस्थानिकों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, अणुओं के द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए, और एक उपकरण के रूप में। यह नमूना शुद्धता और दाढ़ द्रव्यमान को माप सकता है।

कई अन्य तकनीकों पर द्रव्यमान की कल्पना का एक बड़ा फायदा यह है कि यह अविश्वसनीय रूप से संवेदनशील (भागों प्रति मिलियन) है। यह नमूने में अज्ञात घटकों की पहचान करने या उनकी उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए एक उत्कृष्ट उपकरण है। द्रव्यमान कल्पना का नुकसान यह है कि यह हाइड्रोकार्बन की पहचान करने में बहुत अच्छा नहीं है जो समान आयनों का उत्पादन करता है और यह ऑप्टिकल और ज्यामितीय आइसोमरों को अलग करने में असमर्थ है। अन्य तकनीकों के साथ MS को जोड़कर नुकसान की भरपाई की जाती है, जैसे गैस क्रोमैटोग्राफी (जीसी एमएस)।