Che cos'è uno spettrometro di massa in tempo di volo?
Uno spettrometro di massa del tempo di volo determina la composizione molecolare di una sostanza suddividendola nei suoi ioni componenti. Trovando il rapporto massa / carica di una molecola, è possibile accertare, in una gamma di possibilità, la composizione chimica delle varie sostanze contenute in un campione di prova. Il dispositivo ionizza, separa e spinge molecole in corrispondenza di un rivelatore e, misurando il tempo impiegato da ciascun ione per raggiungere il rivelatore, può determinare il rapporto tra la massa dello ione e la sua carica. Da quel valore, può essere calcolata la sua massa, che consente la determinazione della sua struttura chimica.
La spettrometria di massa è uno strumento utile per i ricercatori, nonché per l'applicazione della legge, i test di laboratorio e l'analisi. Lo spettrometro può determinare quali tipi di materiali sono presenti in una sostanza suddividendo un campione nei suoi componenti e fornendo dati su possibili formule chimiche, quantità relative in percentuale del totale e pesi molecolari di ciascuna sostanza presente. Questo è molto utile per ricercatori o tecnici per molte ragioni. Consente l'analisi di tutti i tipi di campioni per la ricerca farmaceutica, i lavori di medicina legale nelle forze dell'ordine e lo sviluppo di prodotti in molti settori industriali.
Diversi tipi di spettrometri di massa sono stati sviluppati nel corso dei decenni da quando i primi lavori sulla separazione degli ioni in base alla massa sono iniziati alla fine del XIX secolo. Il tempo dello spettrometro di massa di volo è solo un tipo di spettrometro. In generale, qualsiasi spettrometro di massa in qualsiasi momento del volo funziona secondo alcuni principi di base e ha determinati componenti. Possono variare in alcuni aspetti del loro design, ma tutti funzionano in base al principio che gli ioni si sposteranno dalla sorgente di ionizzazione al rivelatore con una velocità che dipende dalla loro massa.
Il tempo di spettrometro di massa di volo ionizza il campione da testare con un generatore di ioni. Questo componente è spesso un raggio laser, che vaporizza rapidamente il materiale, provocando la sua scomposizione in ioni, che sono molecole con una carica elettrica. Gli ioni vengono quindi separati e spinti da un campo elettrico attraverso un tubo di deriva o di volo. Si muovono a velocità diverse in base al loro rapporto massa / carica. Gli ioni più grandi e più massicci si muovono più lentamente degli ioni più piccoli e meno massicci.
Un componente chiamato reflectron, che dirige gli ioni in arrivo sul rivelatore di ioni, è spesso incorporato nello spettrometro di massa. Quando gli ioni colpiscono il rivelatore, registra l'evento, nonché la carica dello ione e il tempo trascorso in volo tra il generatore di ioni e il rivelatore. Analizzando questi dati, è possibile determinare il rapporto massa / carica e quindi la massa dei singoli ioni nel campione. La massa e la carica dei singoli ioni possono essere utilizzate per determinare l'esatta composizione chimica dei singoli componenti di un campione e per rilevare quantità estremamente piccole di sostanze particolari, come contaminanti, veleni o droghe in un campione di sangue. Questi sono solo alcuni dei molti usi possibili per un tempo di spettrometro di volo.