Co to jest spektrometr masowy czasu lotu?

Czas lotu spektrometru masowego określa skład molekularny substancji poprzez rozbicie jej na jony składowe. Poprzez znalezienie stosunku masy do ładunku cząsteczki można ustalić, w zakresie różnych możliwości, skład chemiczny różnych substancji zawartych w próbce testowej. Urządzenie jonizuje, rozdziela i napędza cząsteczki w detektorze, a mierząc czas, w którym każdy jon dociera do detektora, może określić stosunek masy jonu do jego ładunku. Na podstawie tej wartości można obliczyć jej masę, co pozwala określić jej budowę chemiczną.

Spektrometria mas jest użytecznym narzędziem dla badaczy, a także do egzekwowania prawa, badań laboratoryjnych i analiz. Spektrometr może określić, jakie rodzaje materiałów znajdują się w substancji, rozkładając próbkę na jej składniki i dostarczając dane na temat możliwych wzorów chemicznych, względnych ilości jako procent całości i mas cząsteczkowych każdej z obecnych substancji. Jest to bardzo przydatne dla badaczy lub techników z wielu powodów. Umożliwia analizę wszystkich rodzajów próbek do badań farmaceutycznych, kryminalistyki w organach ścigania oraz rozwój produktów w wielu dziedzinach przemysłu.

W ciągu dziesięcioleci opracowano kilka rodzajów spektrometrów masowych, ponieważ wczesne prace nad rozdziałem jonów według masy rozpoczęły się pod koniec XIX wieku. Czas lotu spektrometru masowego jest tylko jednym rodzajem spektrometru. Ogólnie rzecz biorąc, w dowolnym momencie lotu spektrometru masowego działa zgodnie z kilkoma podstawowymi zasadami i ma pewne składniki. Mogą się różnić w niektórych aspektach ich konstrukcji, ale wszystkie działają w oparciu o zasadę, że jony będą przemieszczać się ze źródła jonizacji do detektora z prędkością zależną od ich masy.

Czas lotu spektrometru mas jonizuje badaną próbkę za pomocą generatora jonów. Ten komponent jest najczęściej wiązką laserową, która szybko odparowuje materiał, powodując jego rozpad na jony, które są cząsteczkami o ładunku elektrycznym. Jony są następnie oddzielane i napędzane przez pole elektryczne przez rurę dryfującą lub lotną. Poruszają się z różnymi prędkościami w zależności od ich stosunku masy do ładunku. Większe, bardziej masywne jony poruszają się wolniej niż mniejsze, mniej masywne jony.

Składnik zwany reflektronem, który kieruje przychodzące jony do detektora jonów, jest często włączany do spektrometru masowego. Kiedy jony uderzają w detektor, rejestruje zdarzenie, ładunek jonu oraz upływ czasu w locie między generatorem jonów a detektorem. Analizując te dane, można określić stosunek masy do ładunku, a następnie masę poszczególnych jonów w próbce. Masę i ładunek poszczególnych jonów można wykorzystać do określenia dokładnego składu chemicznego poszczególnych składników próbki i do wykrycia bardzo małych ilości określonych substancji, takich jak zanieczyszczenia, trucizny lub leki w próbce krwi. To tylko kilka z wielu możliwych zastosowań spektrometru lotu.