मास स्पेक्ट्रोमेट्री
मास स्पेक्ट्रोमेट्री अणुओं और तत्वों को आयनित करके और परिणामी आयनों के द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात को मापकर उनकी पहचान और मात्रा निर्धारित करती है।
Definition
मास स्पेक्ट्रोमेट्री एक विश्लेषणात्मक तकनीक है जो विश्लेष्यों को गैस-चरण आयनों में परिवर्तित करती है और उन्हें उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात के अनुसार अलग करती है और उनका पता लगाती है, जिससे पहचान, संरचनात्मक स्पष्टीकरण और मात्रा निर्धारण के लिए उपयोग किए जाने वाले स्पेक्ट्रा प्राप्त होते हैं।
Scope
यह क्षेत्र एक विश्लेषणात्मक विधि के रूप में मास स्पेक्ट्रोमेट्री के सिद्धांतों और उपकरण को शामिल करता है: गैस-चरण आयनों का उत्पादन, विभिन्न विश्लेषकों में द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात द्वारा उनका पृथक्करण, उनका पता लगाना, और परिणामी स्पेक्ट्रा की व्याख्या। यह आणविक और मौलिक मास स्पेक्ट्रोमेट्री, विखंडन, सटीक-द्रव्यमान माप, और पृथक्करण तकनीकों के साथ मास स्पेक्ट्रोमीटर के युग्मन दोनों का उपचार करता है। तत्वों के लिए उपयोग की जाने वाली परमाणु-उत्सर्जन और अवशोषण विधियों को विश्लेषणात्मक स्पेक्ट्रोस्कोपी के तहत अलग से कवर किया गया है।
Sub-topics
Core questions
- विश्लेष्यों को मास विश्लेषण के लिए उपयुक्त गैस-चरण आयनों में कैसे परिवर्तित किया जाता है?
- विभिन्न मास विश्लेषक अपनी वियोजन शक्ति और द्रव्यमान सीमा कैसे प्राप्त करते हैं?
- विखंडन पैटर्न और सटीक द्रव्यमान पहचान का समर्थन कैसे करते हैं?
- मास स्पेक्ट्रोमेट्री को मात्रात्मक कैसे बनाया जाता है, और इसे पृथक्करण से कैसे जोड़ा जाता है?
Key theories
- द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात द्वारा पृथक्करण
- एक बार जब विश्लेष्य आयनित हो जाते हैं, तो विद्युत या चुंबकीय क्षेत्रों में उनकी गति उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात पर निर्भर करती है; प्रत्येक आयन के लिए इस अनुपात को मापने से एक मास स्पेक्ट्रम उत्पन्न होता है जिसके पीक स्थान प्रजातियों की पहचान करते हैं और जिनकी तीव्रता, उपयुक्त रूप से कैलिब्रेटेड, उन्हें निर्धारित करती है।
- बायोमोलेक्यूल्स का नरम आयनीकरण
- इलेक्ट्रोस्प्रे और मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर desorption आयनीकरण बरकरार बड़े और नाजुक अणुओं को गैस चरण में आयनों के रूप में बहुत कम विखंडन के साथ स्थानांतरित करते हैं, जिससे मास स्पेक्ट्रोमेट्री छोटे वाष्पशील अणुओं से प्रोटीन और अन्य बायोपोलीमर्स तक विस्तारित होती है।
Mechanisms
एक विश्लेष्य को आयनित किया जाता है—इलेक्ट्रॉन प्रभाव, इलेक्ट्रोस्प्रे, लेजर desorption, या एक प्लाज्मा द्वारा—गैस चरण में आवेशित प्रजातियां बनाने के लिए। एक मास विश्लेषक फिर इन आयनों को विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों, उड़ान के समय, या आयन ट्रैपिंग का उपयोग करके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात द्वारा अलग करता है, और एक डिटेक्टर प्रत्येक अनुपात पर आयनों की प्रचुरता को रिकॉर्ड करता है। परिणामी स्पेक्ट्रम आणविक या मौलिक द्रव्यमान, आइसोटोप पैटर्न, और, नियंत्रित विखंडन के माध्यम से, संरचनात्मक जानकारी प्रदान करता है; कैलिब्रेटेड पीक क्षेत्र मात्रा निर्धारण देते हैं।
Clinical relevance
मास स्पेक्ट्रोमेट्री प्रोटीओमिक्स और मेटाबोलोमिक्स, नैदानिक नवजात स्क्रीनिंग और चिकित्सीय दवा निगरानी, पर्यावरण और खाद्य दूषित विश्लेषण, फोरेंसिक विष विज्ञान, और आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा मौलिक ट्रेस विश्लेषण का आधार है, जिसे इसकी संवेदनशीलता, विशिष्टता और व्यापकता के लिए महत्व दिया जाता है।
History
मास स्पेक्ट्रोमेट्री की उत्पत्ति जे. जे. थॉमसन के सकारात्मक-किरण प्रयोगों और फ्रांसिस एस्टन के मास स्पेक्ट्रोग्राफ से हुई, जिसने 20वीं शताब्दी की शुरुआत में आइसोटोप का खुलासा किया। मध्य-शताब्दी के उपकरण कार्बनिक संरचना स्पष्टीकरण के लिए काम करते थे, और नरम आयनीकरण विधियों—जॉन फेन द्वारा इलेक्ट्रोस्प्रे और कोइची तनाका द्वारा उन्नत लेजर desorption—का विकास, जिसे नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, ने मास स्पेक्ट्रोमेट्री को बड़े बायोमोलेक्यूल्स के लिए खोल दिया।
Key figures
- J. J. Thomson
- Francis Aston
- John Fenn
- Koichi Tanaka
Related topics
Seminal works
- gross2017
- deHoffmann2007
- skoog2017
Frequently asked questions
- एक मास स्पेक्ट्रोमीटर वास्तव में क्या मापता है?
- यह एक नमूने से उत्पन्न आयनों के द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात और प्रत्येक अनुपात पर कितने आयन होते हैं, इसे मापता है, जिससे आणविक या मौलिक द्रव्यमान, आइसोटोप पैटर्न और संरचना निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला स्पेक्ट्रम प्राप्त होता है।
- नरम आयनीकरण एक सफलता क्यों थी?
- पहले की आयनीकरण विधियों ने बड़े अणुओं को खंडित कर दिया था या उन्हें वाष्पीकृत नहीं कर सकी थीं; इलेक्ट्रोस्प्रे और मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर desorption धीरे-धीरे प्रोटीन और अन्य बायोपोलीमर्स के बरकरार आयन उत्पन्न करते हैं, जिससे मास स्पेक्ट्रोमेट्री जीव विज्ञान और चिकित्सा में विस्तारित होती है।