Erinevus lehekülje "Kasutaja:Dilan069/Mass-spektroskoopia" redaktsioonide vahel

P
Silmatorkavad kirja- ja terminivead parandatud - vajab veel suurt toimetamistööd
P (Silmatorkavad kirja- ja terminivead parandatud - vajab veel suurt toimetamistööd)
==Mass-spektroskoopia==
'''''Mass-spektroskoopia (MS)''''' on analüütiline meetod/tehnika, mis annab meile aatomite[[aatom]]ite ja molekulide[[molekul]]ide masside [[spekter|spektri]], millest koosneb uuritav aine (proov). Saadud spektri pärast kasutatakse et määrata proovi elementaalset(sõnast „element“) või [[isotoop]]ilist koostist, määrata molekulide osakeste massi ja molekulide koostist.
 
Tüüpiline MS protseduuris esialgu ioniseeritakse proovi, milleks võib olla kas [[tahke]] aine, [[vedelik]] või [[gaas]]. Pärast [[ioon]]e eraldatakse teineteisest vastavalt nende mass/laeng suhele ja detekteeritakse mehanismiga, mis on võimeline laetuid osakesi detekteerima. [[Signaal]]i töötluse tulemused esitatakse spektrina, kus saab näha kui palju on osakesi iga erineva [[mass]]/[[laeng]]u suhe kohta. Ning erinevad [[aatom]]id ja [[molekul]]id identifitseeritakse pärast võrreldes teatud masse ja katsest saadud masse (mass/laengu suhest saadud masse) või võrreldakse uusi ja varem saadud spektrespektreid.
 
[[Mass-spektromeeter]] koosneb kolmest põhikomponentidestpõhikomponendist: ioonide allikast, masside analüsaatorist ja laetud osakeste detektorist(2). Ioonide allikas ehk [[ionisaator]] konverteerib mõni koguse proovi ioonideks. On palju erinevaid [[ioniseerimistehnika]]id, sõltuvalt aine faasist (tahke, vedel või gaas) ja sellest kui efektiivsed erinevad ioniseerimismehanismid on. Ekstrageerimissüsteem eraldab laetud osakesi proovist ning suunab neid läbi mass-analüsaatori detektori peale. Erinevate proovi fragmentide massi erinevus lubab mass-analüsaatorile sorteerida ioone vastavalt mass/laeng suhele. Detektor mõõdab kui palju igat sorti iooni on (st. Kui palju on osakesi iga konkreetse mass/laengu suhegasuhtega).
 
Mass-spektoskoopia annab nii [[kvalitatiivne|kvalitatiivse]], kui ka [[kvantitatiivne|kvantitatiivse]] analüüsi võimalusi. Näiteks võimaldab see võimaldab identifitseerida tundmatuid ühendeid, määrata elementide ja molekulite isotoopilistisotoobilist koostist, võimaldab ennustada ühendite struktuuri fragmentide vaatlemise kaudu. Veel kasutatakse mass-spektromeetriat, et määrata mingite konkreetsete ühendite kogust proovis. MS-at väga tihti kasutatakse analüütilistes laborites, et uurida väga erinevate ühendite [[keemia|keemilisi]], [[füüsika|füüsikalisi]] ja [[bioloogia|bioloogilisi]] omadusi.
 
Kui analüütiline meetod MS-il on palju eeliseid:
*Suurem tundlikus võrreldes teiste meetodiga, kuna mass-laenguline [[filter]], kui analüsaator, vähendab välise [[keskkond|keskkonna]] mõju.
*Väga hea meetod uute ühendite avastamiseks või oletuste kontrollimiseks.
*Annab informatsiooni elementide massi kohta.
*Võimaldab eristada isotoope ja määrata nende kogust ühendites.
*Annab ajaresolutsiooniga keemilist iformatsiooniinformatsiooni (saab jälgida ka mingite ühendite tekkimist keemilises reaktsioonis ja uuride lähtainetelähteainete ja produktide koostist).
 
Kuigi on ka mõned puudused:
==Lihtne näide:==
 
Järgmine näide illustreerib ühe klassikalise mass-spektromeetri tööd. Oletame et prooviks võetakse tavalise [[keedusoola]], ehk NaCl. Ioonide allikas proovi [[aurustamine|aur]]ustatakse ja ioniseeritakse, ning saadakse [[naatrium]]i (Na+) ja [[kloor]]i (Cl-) ioone. Naatriumi ioonid on [[monoisotoop]]sed (st. et tavaliselt on Na-l ei leidu teisi isotoope) ja omavad massi 23 [[amü]] (aatom mass-ühikuid). Kloriidioonid on tavaliselt esitatud kahe isotoopina, millest ühe mass on umbes 35 amü, ning teine on 37 amü (naturaalse koostise jures on seda umbes 25%). Mass-spektromeetri analüsaatori osa sisaldab [[Elektriväli|elektri]]- ja [[Magnetväli|magnetvälmagnetvälju]]ju, mis mõjuvad oma jõududega nendes väljades rändavate ioonide peale (laetud osakeste peale). Sellise mõju käigus erinevate komponentide [[kiirus]] suureneb või väheneb elektriväljas, ning nende [[trajektoor]] muundub magnetväljas. Kõik need muutused sõltuvad ioonide mass-laengu suhest. Kergemad ioonid kalduvad oma esialgse liikumissuuna suhtes rohkem kui raskemad ioonid (see põhineb [[Newtoni teine seadus|Newtoni teise seaduse]] peale, F = ma). Sellisel viisil erinevaid NaCl komponente eraldatakse teineteisest, ning detektori peale, mis omakorgaomakorda loendab iga komponetikomponendi kogust. Saadud informatsiooni kasutatakse esialgse elementi, ehk proovi koostise, ning erinevate isotoopide suhete määramiseks. Näiteks me võime öelda, et proovis oli kindlasti nii kloriidi, kui ka naatriumit, ning uurida välja, et NaCl esines ka kloori kaks isotoopi ja uurida nende suhet.
 
==Põhietapide lühike kirjeldus==
 
===IooniseerimineIoniseerimine===
 
Ioonide allikas on mass-spektromeetri osa, mis ioniseerib [[materjal]]e MS analüüsi käigus. Neid ioone transporditakse järgnevalt elektri- ja magnetväljade abil analüsaatori.
[[Ioniseerimistehnikad]] määravad seda, mis tüüpi proovid saavad olla analüüsitud MS abil ja mängivad sellepärast suurt rolli MS-s. Elektroonset ja keemilist ionisatsiooni kasutatakse gaaside ja aurude ioniseerimiseks. Keemilise ionisatsiooni käigus proovi (analüüti) ioniseeritakse molekulide keemilise reaktsiooni ning kokkupõrgete käigus. On ka kaks tehnikat, mida tihti kasutatakse tahkete ja vedelainete ioniseerimiseks. Nendeks on [[elektrosprei ioniseerimine]] (ing. k. ''Electrospray ionization'', leiutatud John Fenni poolt leiutatud) ja [[Maatriks-aktiveeritud laaserlaser desorbeerimine/ioniseerimine]] (MALDI, Matrix Assisted Laser Desorbtion/Ionization, mille eest said [[Nobeli auhind|NoobeliNobeli preemiapreemiad]]t M. Karas andja F. Hillenkamp).
 
===Masside selekteerimine===
*'''a''' on iooni [[kiirendus]]
*'''Q''' on iooni [[laeng]]
*'''E''' on [elektriväli|elektrivälja] tugevus
*'''v''' x '''B''' on iooni [[kiirus]]e ja [[magnetinduktsioon]]i [[vektorkorrutis]]
 
Võrdsustades ülalolevaid võrrandeid saame:
 
Selline diferentsiaalne võrrand on klassikaline võrrand laetud osakese liikumise kirjeldamiseks. Koos osakese algoleku tingimustega see täielikult määrab osakese liikumist ruumis ja ajas sõltuvalt m/Q suhest. Seepärast on mass-spektromeetrid tegelikult mass/laeng-spektromeetrid.
On palju erinevaid tüüpi analüsaatoreid, mis kasutavad [[staatika|staatilisi]] ja [[dünaamika|dünaamilisi]] elektri- ja magnetvälju, aga kõik nad töötavad ülaltoodud seaduste järgi. Iga analüsaatoril on oma eelised ja puudused. Paljud mass-spektromeetrid omavad kaks või rohkem analüsaatorit (''Tandem mass spectrometry'' (MS/MS)).
On mitu olulist analüsaatorite karakteristikut. Massi [[lahendusvõime]] (''mass resolving power'') on võime eristada kahte osakesi väga lähedaste m/Q–ga. [[Täpsus]] on m/Q [[mõõtemääramatus]]e ja tegeliku m/Q suhe. Täpsust tavaliselt mõõdetakse tavaliselt [[ppm]] või [[milli mass ühikud|milli mass ühikutes]]. [[Diaposoon]] näitab sega, mis ulatuses on mass-spektromeeter detekteerima osakesi. Lineaarne dünaamiline diaposoon[[diapasoon]] on ala, kus ioonide signaalid muutuvad lineaarselt analüüdi [[kontsentratsioon]]i muutumisel. Kiirus kirjeldab aega, mis kulub sellele et mõõtmise käigus saada ühte spektrit.
 
===Detekteerimine===
 
Nagu ka eelnevalt oli kirjutatud, lõppelemendiks on mass-spektromeetris [[detektor]]. Detektor salvestab kas indutseeritud laengu või [[elektrivool|vool]]u, mis ilmuvad, kui ioonid liikuvad mööda detektori pinda või põrkavad sellega. Skaneerimisinstrumendis signaalist, mis on saadud detektoris uuringu käigus, ning teadmisest, kus me praegu oma skaneeringutega oleme (st. mis m/Q detektor parajasti detekteerib) saadakse mass-spektrit, kui loendatud osakeste funktsiooni, mis sõltub m/Q–st.
Tüüpiliselt kasutatakse mingisugust [[elektronkordisti]]t, kuigi teised detektorid nagu [[Faradey’ tsilindridsilindrid]] ja [[ioon-footon detektorid]] on ka kasutusel. Sellepärast et osakeste arv, mis lahkub analüsaatorist on tavaliselt suhteliselt väike, siis tihti on vajalik [[signaali võimendamine]]. [[Mikrokanalised plaadid]] on tihti kasutatavad kaasagseteteskaasaegsetetes instrumentides. Nii ka mass-spektromeetrides: detektorid koosnevad kahest plaadist, mis asetseb analüsaatori lõksupiirkonnas ja kust ioonid saavad lähedalt liikuda, kui nad võnguvad. Detektori läbimisel ioonid ei tekita otsest elektrivoolu, kuid tekitavad väikest vahelduvvoolu elektroodide vahel olevas vooluringis. Kasutatakse ka teisi detektoreid.
223

muudatust