Spektrometri Massa
Spektrometri massa mengidentifikasi dan mengukur molekul dan unsur dengan mengionisasinya dan mengukur rasio massa-terhadap-muatan dari ion yang dihasilkan.
Definition
Spektrometri massa adalah teknik analitis yang mengubah analit menjadi ion fase gas dan memisahkan serta mendeteksinya berdasarkan rasio massa-terhadap-muatan, menghasilkan spektrum yang digunakan untuk identifikasi, elusidasi struktural, dan kuantifikasi.
Scope
Area ini mencakup prinsip dan instrumentasi spektrometri massa sebagai metode analitis: produksi ion fase gas, pemisahannya berdasarkan rasio massa-terhadap-muatan dalam berbagai penganalisis, deteksinya, dan interpretasi spektrum yang dihasilkan. Ini membahas spektrometri massa molekuler dan unsur, fragmentasi, pengukuran massa akurat, dan penggandengan spektrometer massa dengan teknik pemisahan. Metode emisi dan absorpsi atom yang digunakan untuk unsur dibahas secara terpisah di bawah spektroskopi analitis.
Sub-topics
Core questions
- Bagaimana analit diubah menjadi ion fase gas yang cocok untuk analisis massa?
- Bagaimana penganalisis massa yang berbeda mencapai daya resolusi dan rentang massanya?
- Bagaimana pola fragmentasi dan massa akurat mendukung identifikasi?
- Bagaimana spektrometri massa dibuat kuantitatif, dan bagaimana ia digabungkan dengan pemisahan?
Key theories
- Pemisahan berdasarkan rasio massa-terhadap-muatan
- Setelah analit diionisasi, gerakannya dalam medan listrik atau magnet bergantung pada rasio massa-terhadap-muatannya; mengukur rasio ini untuk setiap ion menghasilkan spektrum massa yang posisi puncaknya mengidentifikasi spesies dan intensitasnya, yang dikalibrasi dengan tepat, mengkuantifikasinya.
- Ionisasi lunak biomolekul
- Elektrospray dan ionisasi desorpsi laser berbantuan matriks mentransfer molekul besar dan rapuh yang utuh ke dalam fase gas sebagai ion dengan sedikit fragmentasi, memperluas spektrometri massa dari molekul volatil kecil ke protein dan biopolimer lainnya.
Mechanisms
Suatu analit diionisasi—dengan tumbukan elektron, elektrospray, desorpsi laser, atau plasma—untuk membentuk spesies bermuatan dalam fase gas. Penganalisis massa kemudian memisahkan ion-ion ini berdasarkan rasio massa-terhadap-muatan menggunakan medan listrik dan magnet, waktu terbang, atau perangkap ion, dan detektor mencatat kelimpahan ion pada setiap rasio. Spektrum yang dihasilkan memberikan massa molekuler atau unsur, pola isotop, dan, melalui fragmentasi terkontrol, informasi struktural; area puncak yang terkalibrasi memberikan kuantifikasi.
Clinical relevance
Spektrometri massa mendasari proteomik dan metabolomik, skrining bayi baru lahir klinis dan pemantauan obat terapeutik, analisis kontaminan lingkungan dan makanan, toksikologi forensik, dan analisis jejak unsur dengan spektrometri massa plasma gandengan induktif, yang dihargai karena sensitivitas, spesifisitas, dan cakupannya.
History
Spektrometri massa berasal dari eksperimen sinar positif J. J. Thomson dan spektrograf massa Francis Aston, yang mengungkapkan isotop pada awal abad ke-20. Instrumen pertengahan abad digunakan untuk elusidasi struktur organik, dan pengembangan metode ionisasi lunak—elektrospray oleh John Fenn dan desorpsi laser yang dikembangkan oleh Koichi Tanaka—pada tahun 1980-an, yang diakui dengan Hadiah Nobel, membuka spektrometri massa untuk biomolekul besar.
Key figures
- J. J. Thomson
- Francis Aston
- John Fenn
- Koichi Tanaka
Related topics
Seminal works
- gross2017
- deHoffmann2007
- skoog2017
Frequently asked questions
- Apa sebenarnya yang diukur oleh spektrometer massa?
- Ia mengukur rasio massa-terhadap-muatan ion yang dihasilkan dari sampel dan berapa banyak ion yang terjadi pada setiap rasio, memberikan spektrum yang digunakan untuk menentukan massa molekuler atau unsur, pola isotop, dan struktur.
- Mengapa ionisasi lunak merupakan terobosan?
- Metode ionisasi sebelumnya memfragmentasi atau tidak dapat menguapkan molekul besar; elektrospray dan desorpsi laser berbantuan matriks secara lembut menghasilkan ion utuh dari protein dan biopolimer lainnya, memperluas spektrometri massa ke bidang biologi dan kedokteran.