Hvad er kvantitativ massespektrometri?
Kvantitativ massespektrometri er en metode til bestemmelse af både molekylmassen af en forbindelse og ud fra, hvad den er lavet. Massespektrometri fungerer ved at udsætte en prøve for ekstreme forhold med varme og elektricitet, hvilket får den til at bryde ind i ladede molekylære fragmenter. Sammensætningen og forekomsten af disse fragmenter analyseres for at afsløre massen og sammensætningen.
Der er mange typer kvantitativ massespektrometri, men hver metode anvender det samme sæt processer. En prøve opvarmes først til dannelse af en damp, derefter ioniseres og accelereres ved hjælp af et elektrisk felt. Iionerne har hver en enkelt positiv ladning, og disse ladede partikler afbøjes ved at føre dem gennem et magnetfelt. Lettere ioner afbøjes mere af et magnetfelt end tungere ioner, så varierende styrken af feltkanalerne med forskellig masse indgår i detekteringsapparatet.
Analysen af methan, den enkleste carbonhydrid - eller forbindelse bestående af brint (H) og carbon (C) - afslører tilstedeværelsen af fragmenter, der har atommasser på 1, 12, 13, 14, 15 og 16 atommasseenheder (amu) ). Methan har formlen CH4, og prøveanalyse af methan afslører tilstedeværelsen af henholdsvis H + , C + , CH + , CH2 + , CH3 + og CH4 + . Forekomsten af disse fragmenter måles også, idet den højeste er 16 amu, hvilket svarer til massen af den ikke-fragmenterede ion. Dette skyldes, at det kræver en ekstrem mængde energi at fjerne vandene fra det centrale kulstof, hvilket betyder, at den mest rigelige ion vil være den mest energisk fordelagtige.
Der er en meget lille overflod af et fragment, der vejer 17 amu på massespektret for methan. Denne aflæsning skyldes tilstedeværelsen af en isotop af enten kulstof eller brint. Isotoper er elementer, der har de samme kemiske egenskaber, men forskellige atomvægte, fordi de har forskellige antal neutroner i deres kerner. Carbon-12-kernen indeholder seks neutroner og seks protoner, men den meget sjældnere isotopkulstof-13 indeholder syv protoner. Tilsvarende vil en lille mængde af det tilstedeværende brint være hydrogen-2, også kaldet deuterium, som har en kerne af et proton og et neutron.
Ud over at analysere sammensætningen af organiske forbindelser og de relative forekomster af isotoper i en prøve, anvendes kvantitativ massespektrometri også til at belyse sammensætningen af biologiske molekyler, såsom proteiner. Proteiner består af en kæde eller sekvens af aminosyrer, og massespektrometri kan bruges til at bestemme sekvensen, i hvilken disse aminosyrerester forekommer. Molekylmassen af et protein kan også findes ved anvendelse af kvantitativ massespektrometri.