定量的質量分析とは何ですか？

定量的質量分析法は、化合物の分子量とその生成物の両方を決定する方法です。 質量分析は、サンプルを極端な熱と電気の条件にさらし、サンプルを荷電分子フラグメントに分解することで機能します。 これらの断片の組成と豊富さを分析して、質量と組成を明らかにします。

定量的質量分析には多くの種類がありますが、各方法は同じ一連のプロセスを使用します。 サンプルは最初に加熱されて蒸気を形成し、次に電場を使用してイオン化および加速されます。 イオンはそれぞれ単一の正電荷を持ち、これらの荷電粒子は磁場を通過することで偏向されます。 軽いイオンは、重いイオンよりも磁場によってより多く偏向されるため、場の強度を変えると、異なる質量のイオンが検出装置に送られます。

最も単純な炭化水素であるメタン、または水素（H）と炭素（C）で構成される化合物の分析により、1、12、13、14、15、および16原子質量単位（amu ）。 メタンの化学式はCH ₄であり、メタンのサンプル分析により、それぞれH ⁺ 、C ⁺ 、CH ⁺ 、CH ₂ ⁺ 、CH ₃ ⁺およびCH ₄ ⁺の存在が明らかになります。 これらのフラグメントの存在量も測定され、最高値は16 amuで、これはフラグメント化されていないイオンの質量に対応します。 これは、中心の炭素から水素を除去するのに極端なエネルギーが必要だからです。つまり、最も豊富なイオンが最もエネルギー的に有利になります。

メタンの質量スペクトルでは、17 amuの非常に小さな量のフラグメントがあります。 これは、炭素または水素の同位体が存在するためです。 同位体は、同じ化学的性質を持ちますが、原子核内の中性子数が異なるため、原子量が異なります。 炭素12原子核には6個の中性子と6個の陽子が含まれていますが、非常にまれな同位体炭素13には7個の陽子が含まれています。 同様に、存在する少量の水素は、重水素とも呼ばれる水素-2であり、1つの陽子と1つの中性子の核を持っています。

サンプル中の有機化合物の組成と同位体の相対存在量を分析するだけでなく、タンパク質などの生体分子の組成を解明するために定量的質量分析も使用されます。 タンパク質はアミノ酸の鎖または配列で構成されており、質量分析を使用して、これらのアミノ酸残基が発生する配列を決定できます。 タンパク質の分子量は、定量的質量分析を使用して見つけることもできます。