Czym zajmuje się spektrometria mas?
Spektrometria mas nazywana jest „królową metod analitycznych”. Na takie miano zasłużyła sobie dzięki różnorodności zastosowań oraz wyjątkowo wysokiej czułości wykrywania składu chemicznego substancji. Podstawą pomiaru jest stosunek masy do ładunku jonów w fazie gazowej. Technikę spektrometrii wykorzystuje się do badań już od ponad 100 lat.
Do czego przydaje się spektrometria mas?
Dzięki tej metodzie można określić rozmiary mas atomowych pierwiastków i mas cząsteczkowych związków chemicznych. Technika ta pozwala także na ustalenie składu analizowanych substancji oraz określenie ich źródła pochodzenia. Spektrometrii używa się, by zobrazować powierzchnię ciał stałych, np. urządzeń półprzewodnikowych. Jest przydatna także podczas ustalania budowy cząsteczek związków chemicznych. Techniki spektrometryczne stosuje się przy wszystkich rodzajach analiz ilościowych i jakościowych w chemii.
Do przeprowadzania badań wykorzystuje się specjalne urządzenia nazywane spektrometrami. Maszyny takie muszą być wyposażone w odpowiednie elementy konstrukcyjne. Należy do nich m.in. jonizator, który jonizuje cząsteczki przeznaczone do badania oraz analizator rozdzielający jony. W urządzeniu musi być także detektor dokonujący końcowych obliczeń. Techniki wytwarzania jonów do zliczania w każdym spektrometrze mogą być różne. W urządzeniu firmy itr.org.pl wykorzystuje się wyładowania jarzeniowe prądu stałego w gazie szlachetnym (np. w argonie).
Etapy przeprowadzania badań
Na samym początku testów trzeba odpowiednio przygotować próbki. Analitycy najpierw poddają je odpowiednim procesom chemicznym, organizują też potrzebne źródła. Następnie materiał trzeba zjonizować. Powstałe wówczas jony należy później prawidłowo odseparować. Wyodrębnione cząsteczki zlicza się, rejestruje i wyznacza wielkości mierzone. Otrzymane w wyniku badań widmo masowe analizowanej substancji można zobrazować w postaci wykresów lub tabel.
Istnieją rozmaite techniki analiz używanych w spektrometrii. Różnią się zarówno detektory, analizatory jak i sposoby jonizacji. W firmie itr.org.pl wykorzystuje się bombardowanie jonami próbki umieszczonej w komorze ultra wysoko-próżniowej. W trakcie badania usuwa się kolejne warstwy atomowe i jednocześnie analizuje odsłaniające się powierzchnie.
Dlaczego jony mają tak duże znaczenie?
Jony dostarczają informacji o strukturze i właściwościach cząstki, z której powstały w wyniku rozpadu. W widmie czystej substancji jon molekularny będzie ostatni. Odpowiada zatem masie cząsteczkowej substancji.
Warto pamiętać, że wszystkie spektrometry muszą pracować w wysokiej próżni. Kolizje zmieniają trajektorię lotu jonów, przez co ulegają one rozładowaniu na ściankach przyrządu. Raczej nie powinno się także doprowadzić do sytuacji, w których jony zderzają się z cząsteczkami. Może to wywołać zaburzenia widma. Ze spektrometrii chętnie korzystają naukowcy specjalizujący się w biologii molekularnej. W 2002 r. za stosowanie łagodnej jonizacji w badaniach wielkocząsteczkowych polimerów przyznano Nagrodę Nobla.
