Что такое газовый хроматограф-масс-спектрометр?

Масс-спектрометр с газовой хроматографией (GCMS) объединяет газовую хроматографию и масс-спектрометрию для идентификации и количественного определения веществ. Процесс начинается с того, что исследуемое вещество разбавляют газом или жидкостью и вводят в машину. GCMS разделяет вещество на компоненты, которые будут идентифицироваться компьютером. Масс-спектрометры с газовым хроматографом имеют широкий спектр применения, в том числе расследование незаконных наркотиков, обнаружение окружающей среды и медицинскую диагностику.

Газовая хроматография или ГХ фаза анализа обычно включает помещение образца в портал инжектора. Вещество может быть растворено в водном растворе и введено в камеру с помощью иглы для подкожных инъекций. Попав в камеру из стекла или нержавеющей стали, смесь попадает в печь, где превращается в газ.

Постепенное повышение температуры приводит к тому, что соединение разбивается на его составные части, покидает камеру и с переменными скоростями попадает в детектор. Электрически заряженные частицы запускают электронный сигнал. Чем больше концентрация частиц, тем сильнее создаваемый сигнал.

Эти сигналы затем анализируются компьютерным программным обеспечением. Компьютер производит хроматограмму с пиками, которые указывают время удерживания и интенсивность сигнала соединений. Знание времен удерживания различных химических соединений позволяет исследователям идентифицировать их.

Дальнейший анализ происходит в масс-спектрометре. Как только соединения попадают в спектрометр, они сталкиваются с массивом электронов или газа. Происходит ионизация, расщепление соединения на фрагменты, каждый из которых имеет определенную атомную массу. Эти фрагменты подвергаются анализу путем составления соотношения массового фрагмента к заряду или M / Z.

Эта информация передается на компьютер масс-спектрометра газового хроматографа, который составляет график с пиками, основанными на зависимости M / Z от интенсивности сигнала. Компьютерное программное обеспечение обычно включает в себя базу данных известных соотношений M / Z и интенсивностей сигналов для различных химических молекул. Компьютер идентифицирует вещества, сравнивая полученную информацию с библиотекой известных веществ. Масс-спектрометр с газовым хроматографом может выполнять каждую фазу анализа индивидуально или одновременно. В зависимости от желаемого уровня детализации, завершение процесса может занять 20 минут или более 20 часов.

Сотрудники правоохранительных органов используют масс-спектрометр с газовым хроматографом, когда подозревают наличие нелегальных наркотиков или ядовитых веществ. Экологические агентства используют технологию для анализа проб воздуха, почвы или воды для выявления возможных загрязнителей. Медицинские работники используют GCMS на образцах мочи для обнаружения химических соединений, обнаруженных у людей с определенными нарушениями обмена веществ.