가스 질량 분석기는 무엇입니까?

가스 질량 분석기는 알려진 샘플의 원소 농도를 결정하고 알 수없는 샘플의 구성을 추론하는 도구로 사용되는 분석 도구입니다. 자기장에서 원자 또는 분자에서 유도 된 하전 된 이온의 편향을 감지하여 작동합니다. 무기 분석에서 각 원소 원자는 특성 스펙트럼을 생성합니다. 더 큰 전하를 갖는 원자들과 같이 덜 거대한 원자들이 더 많이 편향된다. 이 기본 구성에 대한 몇 가지 향상된 기능으로 가스 질량 분석기가 원소 분석뿐만 아니라 유기 분석에 유용합니다.

원소 분석에 사용되는 기본 가스 질량 분석기에서, 액체 샘플은 먼저 원래 샘플에서 관심있는 요소를 추출하거나 분리하여 준비됩니다. 그 후 액체는 원자로부터 하나 이상의 전자를 두드리는 전자 흐름으로 충격에 의해 기화되고 이온화된다. 이제 양으로 하전 된 이온은 직각으로 자기장을 통과하여 이온에 옆으로 힘을가합니다. 처짐의 정도는 이온의 전하 대 질량 비율에 정비례합니다.

가스 질량 분석기의 원리는 쉽게 이해할 수 있지만 기기는 구성 요소를 신중하게 조합 한 것입니다. 기화 된 샘플은 진공 화 된 이온화 챔버로 도입된다. 진공이 필요하거나 새로 생성 된 이온이 곧 공기 분자와 충돌합니다. 이온화 챔버에서, 전기적으로 가열 된 금속 코일은 전자를 옆으로 방출하여 이온을 형성하는 원자로부터 전자를 노킹 한 다음 전자 트랩에서 수집된다. 이온화 챔버는 양의 10,000 볼트에서 작동됩니다.

양이온은 약간 더 높은 양의 전압으로 유지 된 이온 반발 판에 의해 이온화 챔버 밖으로 가속된다. 고 에너지 입자의 스트림은 단단한 빔으로 집중된 후 전자석에 의해 유도 된 자기장을 통과한다. 질량 대 전하 비에 따라, 이온은 더 적거나 더 크게 편향 될 것이다. 전자석상의 전하는 검출 판 상에 관심 이온 스트림을 집중시키기 위해 변화 될 수있다. 검출기는 각각의 이온 스트림에 의해 생성 된 전류를 비교하여 상대 존재비를 결정한다.

각 요소에는 특성 스펙트럼이 있습니다. 스펙트럼은 각 전하 / 질량비의 상대적 풍부도의 차트입니다. 차트의 각 줄은 첫 번째 전자, 두 번째 전자, 세 번째 등을 두드려서 생성 된 이온의 상대 농도와 관련이 있습니다. 기준에서 스펙트럼을 원소 질량 스펙트럼과 비교함으로써, 스펙트럼을 생성하는 요소가 결정될 수있다.

유기 분석에 가스 질량 분석기를 사용하는 것은 조금 더 복잡합니다. 유기 화합물은 이온화 챔버에서 매우 다양한 이온화 된 단편을 생성 할 것이다. 단순한 유기 화합물의 질량 스펙트럼은 훨씬 더 복잡하며 종종 더 많은 해석이 필요합니다. 스펙트럼이 매우 깨끗한 경우 가스 질량 분석기를 사용하여 유기 화합물의 동일성을 확인할 수 있지만 종종 다른 기술의 상관 결과가 필요합니다.

가스 크로마토 그래피 질량 분석기 (GC / MS)에서, 화합물의 혼합물은 먼저 가스 크로마토 그래피에 의해 분리 된 후 가스 질량 분석기에 공급된다. 이 조합기구의 가스 크로마토 그래피 부분에서, 기화 된 분자는 캐리어 가스를 통해 확산하는 능력에 의해 분리된다. 캐리어 가스의 유형, 온도 및 유속을 변화시킴으로써, 상이한 혼합물을 분리하여 각각의 화합물의 깨끗하고 분리 된 샘플을 제공 할 수있다. 정확한 가스 크로마토 그래프 및 후속 질량 분석기 설정을 결정하려면 최적화가 필요합니다. 제조 공장이나 유정과 같은 천연 공급원에서와 같이 샘플 공급원이 특성화되면, 이러한 장비는 경제적이고 신뢰할 수있는 결과를 생성합니다.