Kütle Spektrometrisi
Kütle spektrometrisi, molekülleri ve elementleri iyonize ederek ve ortaya çıkan iyonların kütle-yük oranlarını ölçerek tanımlayan ve nicelendiren bir yöntemdir.
Tanım
Kütle spektrometrisi, analitleri gaz fazı iyonlarına dönüştüren ve bunları kütle-yük oranlarına göre ayıran ve tespit eden, tanımlama, yapısal aydınlatma ve nicelendirme için kullanılan spektrumlar sağlayan analitik bir tekniktir.
Kapsam
Bu alan, kütle spektrometrisinin analitik bir yöntem olarak prensiplerini ve enstrümantasyonunu kapsamaktadır: gaz fazı iyonlarının üretimi, çeşitli analizörlerde kütle-yük oranına göre ayrılması, tespiti ve ortaya çıkan spektrumların yorumlanması. Hem moleküler hem de elementel kütle spektrometrisi, fragmantasyon, hassas kütle ölçümü ve kütle spektrometrelerinin ayırma teknikleriyle birleştirilmesi konularını ele almaktadır. Elementler için kullanılan atomik emisyon ve absorpsiyon yöntemleri, analitik spektroskopi başlığı altında ayrıca incelenmektedir.
Alt konular
Temel sorular
- Analitler, kütle analizi için uygun gaz fazı iyonlarına nasıl dönüştürülmektedir?
- Farklı kütle analizörleri çözünürlük güçlerini ve kütle aralıklarını nasıl elde etmektedir?
- Fragmantasyon desenleri ve hassas kütle, tanımlamayı nasıl desteklemektedir?
- Kütle spektrometrisi nasıl nicel hale getirilmekte ve ayırma teknikleriyle nasıl birleştirilmektedir?
Temel kuramlar
- Kütle-yük Oranına Göre Ayırma
- Analitler iyonize edildikten sonra, elektrik veya manyetik alanlardaki hareketleri kütle-yük oranlarına bağlıdır; her iyon için bu oranın ölçülmesi, pik konumları türleri tanımlayan ve uygun şekilde kalibre edilmiş yoğunlukları onları nicelendiren bir kütle spektrumu üretir.
- Biyomoleküllerin Yumuşak İyonizasyonu
- Elektrosprey ve matris destekli lazer desorpsiyon iyonizasyonu, sağlam, büyük ve hassas molekülleri çok az fragmantasyonla gaz fazına iyon olarak aktararak, kütle spektrometrisinin küçük uçucu moleküllerden proteinlere ve diğer biyopolimerlere kadar kapsamını genişletmektedir.
Mekanizmalar
Bir analit, elektron çarpması, elektrosprey, lazer desorpsiyonu veya plazma yoluyla iyonize edilerek gaz fazında yüklü türler oluşturulur. Bir kütle analizörü daha sonra bu iyonları elektrik ve manyetik alanlar, uçuş süresi veya iyon tuzağı kullanarak kütle-yük oranına göre ayırır ve bir dedektör her orandaki iyon bolluğunu kaydeder. Ortaya çıkan spektrum, moleküler veya elementel kütleleri, izotop desenlerini ve kontrollü fragmantasyon yoluyla yapısal bilgileri sağlar; kalibre edilmiş pik alanları nicelendirme imkanı sunar.
Klinik önem
Kütle spektrometrisi, proteomik ve metabolomik, klinik yenidoğan taraması ve terapötik ilaç takibi, çevresel ve gıda kirletici analizi, adli toksikoloji ve indüktif eşleşmiş plazma kütle spektrometrisi ile elementel iz analizi gibi alanların temelini oluşturmaktadır; duyarlılığı, özgüllüğü ve geniş kapsamı nedeniyle değer görmektedir.
Tarihçe
Kütle spektrometrisi, 20. yüzyılın başlarında izotopları ortaya çıkaran J. J. Thomson'ın pozitif ışın deneyleri ve Francis Aston'ın kütle spektrografı ile başlamıştır. Yüzyıl ortası enstrümanları organik yapı aydınlatmasına hizmet etmiş ve 1980'lerde John Fenn tarafından elektrosprey ve Koichi Tanaka tarafından geliştirilen lazer desorpsiyonu gibi yumuşak iyonizasyon yöntemlerinin geliştirilmesi, Nobel Ödülü ile tanınarak, kütle spektrometrisini büyük biyomoleküllere açmıştır.
Öne çıkan isimler
- J. J. Thomson
- Francis Aston
- John Fenn
- Koichi Tanaka
İlgili konular
Temel eserler
- gross2017
- deHoffmann2007
- skoog2017
Sıkça sorulan sorular
- Bir kütle spektrometresi aslında ne ölçer?
- Bir örnekten üretilen iyonların kütle-yük oranını ve her oranda kaç iyonun bulunduğunu ölçer; bu da moleküler veya elementel kütleleri, izotop desenlerini ve yapıyı belirlemek için kullanılan bir spektrum sağlar.
- Yumuşak iyonizasyon neden bir çığır açtı?
- Önceki iyonizasyon yöntemleri büyük molekülleri parçalamakta veya buharlaştıramamaktaydı; elektrosprey ve matris destekli lazer desorpsiyonu, proteinlerin ve diğer biyopolimerlerin sağlam iyonlarını nazikçe üreterek, kütle spektrometrisini biyoloji ve tıp alanlarına genişletmiştir.