طیف سنجی جرمی چیست؟ | Mass Spectrometry

شرکت سپهر گاز کاویان: 02146835980 – 02146837072 – 09022734708

طیف سنجی جرمی یکی از قدرتمندترین ابزارهای تحلیلی در علوم مختلف است که به ما اجازه می‌دهد تا به دنیای اتم‌ها و مولکول‌ها نفوذ کنیم. این روش بر اساس اندازه‌گیری نسبت جرم به بار یون‌ها عمل می‌کند و اطلاعات بسیار ارزشمندی در مورد ترکیب، ساختار و خواص مواد مختلف در اختیار ما قرار می‌دهد. در واقع، این روش به ما اجازه می‌دهد تا “اثر انگشت” منحصر به فرد هر ماده‌ای را شناسایی کنیم.

اصول کار طیف سنج جرمی

به طور خلاصه، یک دستگاه طیف‌سنج جرمی از مراحل زیر تشکیل شده است:

1. یونیزاسیون: در این مرحله، نمونه مورد آزمایش به یون تبدیل می‌شود. این کار با روش‌های مختلفی مانند یونیزاسیون الکترون، یونیزاسیون شیمیایی یا یونیزاسیون لیزری انجام می‌شود.
2. شتاب‌دهی: یون‌های تولید شده شتاب می‌گیرند تا انرژی کافی برای حرکت در دستگاه را به دست آورند.
3. جداسازی یون‌ها: یون‌ها بر اساس نسبت جرم به بارشان از هم جدا می‌شوند. این جداسازی می‌تواند با استفاده از میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی انجام شود.
4. آشکارسازی: یون‌های جدا شده به یک آشکارساز برخورد کرده و سیگنالی تولید می‌کنند. این سیگنال به یک کامپیوتر منتقل شده و به صورت یک طیف جرمی نمایش داده می‌شود.
5. تفسیر داده‌ها: سیگنال‌های ثبت شده به صورت یک طیف جرمی نمایش داده می‌شوند که در آن شدت سیگنال در مقابل نسبت جرم به بار (طیف جرمی) رسم می‌شود. با تحلیل این طیف می‌توان اطلاعات مفیدی در مورد نمونه به دست آورد.

طیف جرمی چیست؟

طیف جرمی یک نمودار است که شدت سیگنال را بر حسب نسبت جرم به بار نشان می‌دهد. هر پیک در این نمودار مربوط به یک یون خاص است. با مقایسه طیف جرمی یک نمونه ناشناخته با طیف‌های استاندارد، می‌توان نوع و مقدار اجزای تشکیل دهنده آن نمونه را تعیین کرد.

انواع طیف سنجی جرمی

طیف‌سنجی جرمی انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب است. برخی از مهم‌ترین انواع آن عبارتند از:

• طیف سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS): برای آنالیز سطح مواد جامد
• طیف سنجی جرمی کروماتوگرافی گازی (GC-MS): برای آنالیز ترکیبات فرار و نیمه‌فرار
• طیف سنجی جرمی کروماتوگرافی مایع (LC-MS): برای آنالیز ترکیبات قطبی و غیرفرار
• طیف سنجی جرمی پلاسما جفت‌شده القایی (ICP-MS): برای آنالیز عناصر فلزی و شبه‌فلزی

انواع گازهای مورد استفاده

• هلیم (He):
  • یکی از رایج‌ترین گازهای مورد استفاده در طیف‌سنجی جرمی است.
  • به عنوان گاز حامل در کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) استفاده می‌شود.
  • برای تمیز کردن دستگاه و حذف آلودگی‌ها به کار می‌رود.
• نیتروژن (N2):
  • به عنوان گاز حامل در برخی از سیستم‌های طیف‌سنجی جرمی استفاده می‌شود.
  • برای ایجاد اتمسفر خنثی در برخی از منابع یونیزاسیون به کار می‌رود.
• آرگون (Ar):
  • در منابع یونیزاسیون با تخلیه الکتریکی (مانند ICP-MS) برای ایجاد پلاسما استفاده می‌شود.
  • برای تمیز کردن دستگاه و حذف آلودگی‌ها به کار می‌رود.
• هیدروژن (H2):
  • در برخی از منابع یونیزاسیون به عنوان گاز واکنش‌دهنده استفاده می‌شود.
  • برای کاهش نویز پس‌زمینه در طیف‌ها به کار می‌رود.
• گازهای ترکیبی:
  • مخلوط‌هایی از گازهای مختلف برای اهداف خاصی مانند کالیبراسیون و تنظیم پارامترهای دستگاه استفاده می‌شوند.

کاربردهای کلی طیف سنجی جرمی

طیف‌سنجی جرمی کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارد، از جمله:

تعیین ساختار مولکولی: با تجزیه و تحلیل طیف جرمی، می‌توان اطلاعات دقیقی درباره ساختار مولکول‌ها به دست آورد.

اندازه‌گیری جرم مولکولی: طیف‌سنجی جرمی روشی بسیار دقیق برای اندازه‌گیری جرم مولکولی ترکیبات است.

آنالیز کمی: با استفاده از طیف‌سنجی جرمی می‌توان مقدار کمی از مواد را در نمونه‌های پیچیده اندازه‌گیری کرد.

شناسایی ترکیبات ناشناخته: این تکنیک برای شناسایی ترکیبات ناشناخته در نمونه‌های پیچیده بسیار مفید است.

آنالیز ایزوتوپی: طیف‌سنجی جرمی به ما اجازه می‌دهد تا نسبت ایزوتوپ‌های مختلف یک عنصر را در نمونه اندازه‌گیری کنیم.

کاربردهای طیف سنجی جرمی در علوم مختلف

طیف‌سنجی جرمی کاربردهای بسیار گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف دارد، از جمله:

1. شیمی آلی، معدنی و دارویی: تعیین ساختار مولکول‌ها، آنالیز مخلوط‌های پیچیده، شناسایی ناخالصی‌ها و تعیین جرم مولکولی
2. بیوشیمی و زیست‌شناسی: آنالیز پروتئین‌ها، پپتیدها، اسیدهای نوکلئیک و سایر بیومولکول‌ها
3. علوم مواد: آنالیز مواد پلیمری، سرامیکی، فلزی، مواد معدنی، نانومواد
4. علوم پزشکی: تشخیص بیماری‌ها، آنالیز داروها و متابولیت‌های آن‌ها، تعیین دوز دارو و آنالیز داروها در خون
5. علوم محیطی: آنالیز آلاینده‌ها در هوا، آب و خاک، تعیین منشاء آلودگی‌ها
6. باستان‌شناسی: تعیین قدمت آثار باستانی، بررسی ترکیب مواد باستانی
7. کنترل کیفیت: آنالیز مواد غذایی، آرایشی، دارویی

مزایای طیف سنجی جرمی

• حساسیت بالا: قادر به شناسایی مقادیر بسیار کم از مواد است.
• دقت بالا: توانایی تفکیک بین مولکول‌های بسیار مشابه را دارد.
• سرعت بالا: آنالیز نمونه‌ها در زمان کوتاهی انجام می‌شود.
• اطلاعات جامع ساختاری: علاوه بر تعیین جرم مولکولی، اطلاعاتی در مورد ترکیب و ساختار نمونه‌ها نیز ارائه می‌دهد.

در مجموع، طیف سنجی جرمی یک ابزار بسیار قدرتمند و همه کاره است که در بسیاری از زمینه‌های علمی و صنعتی کاربرد دارد. با پیشرفت تکنولوژی، این روش هر روز دقیق‌تر و حساس‌تر می‌شود و به ما امکان می‌دهد تا به پرسش‌های پیچیده‌ای در مورد ساختار و ترکیب مواد پاسخ دهیم.

جهت استعلام قیمت و خرید انواع گازهای طیف سنجی جرمی، با کارشناسان شرکت سپهر گاز کاویان – آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد و دارنده گواهینامه ایزو 17025 از مرکز ملی تایید صلاحیت ایران – تماس حاصل فرمایید.