द्रव्यमान विश्लेषक

द्रव्यमान विश्लेषक आयनों को उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात के आधार पर अलग करते हैं, और उनका डिज़ाइन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर की वियोजन शक्ति, द्रव्यमान सीमा और गति को निर्धारित करता है।

Definition

एक द्रव्यमान विश्लेषक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर का वह घटक है जो गैस-चरण आयनों को उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात के अनुसार फैलाता या चुनता है ताकि उनकी प्रचुरता को मापा जा सके।

Scope

यह विषय मुख्य द्रव्यमान-विश्लेषक प्रकारों को शामिल करता है: चुंबकीय-क्षेत्र, क्वाड्रुपोल, आयन-ट्रैप, टाइम-ऑफ-फ्लाइट, ऑर्बिट्रैप, और फूरियर-ट्रांसफॉर्म आयन-साइक्लोट्रॉन-अनुनाद विश्लेषक। यह बताता है कि प्रत्येक आयनों को कैसे अलग करता है, योग्यता के आंकड़े—वियोजन, द्रव्यमान सटीकता, द्रव्यमान सीमा, और ड्यूटी चक्र—जो उन्हें अलग करते हैं, और उपकरण के चुनाव को निर्देशित करने वाले व्यापार-बंद।

Core questions

• प्रत्येक विश्लेषक प्रकार द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात द्वारा आयनों को भौतिक रूप से कैसे अलग करता है?
• किसी दिए गए विश्लेषक में वियोजन शक्ति और द्रव्यमान सटीकता क्या निर्धारित करती है?
• स्कैनिंग विश्लेषक ड्यूटी चक्र में ट्रैपिंग और टाइम-ऑफ-फ्लाइट विश्लेषकों से कैसे भिन्न होते हैं?
• लक्षित मात्रा निर्धारण बनाम उच्च-वियोजन सटीक-द्रव्यमान कार्य के लिए कौन सा विश्लेषक उपयुक्त है?

Key theories

क्वाड्रुपोल द्रव्यमान फ़िल्टरिंग

चार समानांतर छड़ों पर दोलनशील रेडियोफ्रीक्वेंसी और प्रत्यक्ष-धारा वोल्टेज एक ऐसा क्षेत्र बनाते हैं जो केवल एक संकीर्ण द्रव्यमान-से-आवेश विंडो के भीतर आयनों को छड़ों के माध्यम से स्थिर प्रक्षेपवक्र देता है; वोल्टेज को स्कैन करने से यह विंडो पूरे स्पेक्ट्रम में फैल जाती है, जिससे क्वाड्रुपोल एक मजबूत, तेज द्रव्यमान फ़िल्टर बन जाता है।

कक्षीय और साइक्लोट्रॉन आवृत्ति विश्लेषण

ऑर्बिट्रैप और आयन-साइक्लोट्रॉन-अनुनाद विश्लेषकों में, आयन अपने द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात द्वारा निर्धारित आवृत्तियों पर दोलन या परिक्रमा करते हैं; इन आवृत्तियों को मापने और सिग्नल को फूरियर-ट्रांसफॉर्म करने से बहुत उच्च वियोजन और द्रव्यमान सटीकता प्राप्त होती है।

Mechanisms

प्रत्येक विश्लेषक इस बात का फायदा उठाता है कि विभिन्न द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात वाले आयन क्षेत्रों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र त्रिज्या द्वारा आयन पथों को मोड़ते हैं; क्वाड्रुपोल दोलनशील क्षेत्रों के माध्यम से एक चयनित विंडो को प्रसारित करते हैं; आयन ट्रैप आयनों को चुनिंदा रूप से संग्रहीत और निष्कासित करते हैं; टाइम-ऑफ-फ्लाइट विश्लेषक एक निश्चित दूरी पर उनके उड़ान समय से आयनों को अलग करते हैं; और ऑर्बिट्रैप और आयन-साइक्लोट्रॉन-अनुनाद विश्लेषक विशिष्ट दोलन आवृत्तियों को मापते हैं। एक डिटेक्टर स्पेक्ट्रम बनाने के लिए द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात के मुकाबले आयन प्रचुरता को रिकॉर्ड करता है।

Clinical relevance

विश्लेषक का चुनाव सीधे विश्लेषणात्मक क्षमता को आकार देता है: ट्रिपल-क्वाड्रुपोल उपकरण नैदानिक और विष विज्ञान संबंधी परीक्षणों में संवेदनशील लक्षित मात्रा निर्धारण को सक्षम करते हैं, जबकि उच्च-वियोजन टाइम-ऑफ-फ्लाइट और ऑर्बिट्रैप विश्लेषक प्रोटिओमिक्स, मेटाबोलोमिक्स और स्क्रीनिंग में सटीक-द्रव्यमान पहचान का समर्थन करते हैं।

History

प्रारंभिक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग किया गया था। 1950 और 1960 के दशक में वोल्फगैंग पॉल के क्वाड्रुपोल और आयन ट्रैप ने कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रोडायनामिक विश्लेषक पेश किए, और टाइम-ऑफ-फ्लाइट विश्लेषण, जिसे पहले परिकल्पित किया गया था, तेज इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ परिपक्व हुआ। अलेक्जेंडर मकारोव का ऑर्बिट्रैप, जिसे 2000 में रिपोर्ट किया गया था, एक कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रोस्टैटिक ट्रैप में बहुत उच्च वियोजन और द्रव्यमान सटीकता लाया।

Key figures

• Wolfgang Paul
• Alexander Makarov
• William Stephens

Seminal works

• makarov2000
• gross2017
• skoog2017

Frequently asked questions

द्रव्यमान विश्लेषक में वियोजन शक्ति क्या है?

वियोजन शक्ति लगभग समान द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात वाले आयनों को अलग करने की क्षमता है; उच्च-वियोजन विश्लेषक द्रव्यमान इकाई के एक छोटे से अंश से भिन्न चोटियों को अलग कर सकते हैं, जो मौलिक संरचना की पुष्टि करने में मदद करता है।

उच्च-वियोजन विश्लेषक पर क्वाड्रुपोल क्यों चुनें?

क्वाड्रुपोल मजबूत, तेज और सस्ते होते हैं और, ट्रिपल-क्वाड्रुपोल रूप में, संवेदनशील लक्षित मात्रा निर्धारण में उत्कृष्ट होते हैं, जबकि उच्च-वियोजन विश्लेषक तब पसंद किए जाते हैं जब अज्ञात की पहचान करने के लिए सटीक द्रव्यमान की आवश्यकता होती है।