Mass-spektrometriya

Mass-spektrometriya - maddələrin ionlaşmış hissəciklərinin kütləyə görə xüsusi analizatorlarda ayrılmasına əsaslanan fiziki analiz növü. Mass-spektrometriya kütlə spektrlərini, atomların kütlə ədədlərini dəqiqləşdirməyə, yeni izotoplar aşkar etməyə, müxtəlif obyektlərdə izotopların yayılmasını müəyyən etməyə imkan verir. Kütlələrin spektrini qeydə almaq sistemindən asılı olaraq üsul mass-spektroskopiya (işıqlanan ekranda kütlələrin bütün spektrinin alınması) və ya mass-spektroqrafiya (fotoplastinkadan istifadə etdikdə) adlanır. Mass-spektrometriya yeni izotopların identifikasiyası üçün əlverişli üsuldur. Geologiyada süxur, mineral, filiz, sularda element izotoplarının yayılmasının anomal nisbətlərinin tədqiqinin bütün hallarında mass-spektrometriya izotop tədqiqatlarının əsas üsulu kimi istifadə edilir. İzotop tərkibinin variyasiyaları nümunədə radiogen izotopun yığılması, ya da müxtəlif geoloji proseslərinin təsiri, temperatur fərqləri, genezis və b. faktorlarla bağlıdır. Mass-spektrometriya (mass-spektroskopiya, mass-spektroqrafiya, mass-spektrometrik tədqiqat, analiz və.s) ionlaşma zamanı əmələ gələn təcrübə komponentlərinin marağını əks etdirən ionların kütlələrinin enerjiyə olan nisbətini təyin etməyə əsaslanan maddələrin tədqiqat metodudur. Maddənin keyfiyyət identifikasiyasının güclü üsullarından biri olub, kəmiyyəti təyin etməyə də imkan verir. Demək olar ki, mass-spektrometriya — təcrübədə olan molekulun "tərəzidə çəkilməsidir." Bütün mass-spektrometrlər – vakum cihazlarıdır, bir halda ki, ionlar yad molekulların iştirakı zamanı ionlar qeyri-sabitdirlər. Mass-spektr — ion axınının intensivliyinin (maddələrin miqdarı) kütlənin enerjiyə olan nisbətindən (maddələrin təbiəti) asılılığıdır. Analiz olunan maddənin təbiəti, mass-spektro-metrdə ikincili proseslər və ionlaşma metodlarının xüsusiyyətləri mass-spektrlərə təsir edə bilər. Mass-spektrometriya xüsusən geniş tətbiqini üzvi maddələrin analizində tapmışdır, çünki nisbətən sadə və ya mürəkkəb molekullarda güvənli identifikasiyanı təmin edir. Yeganə ümumi tələb — odur ki, molekul ionlaşmaya tabe olsun. Ancaq müasir zamanda təcrübə komponentinin ionlaşmasının o qədər üsulları işlənib hazirlanmışdır ki, mass- spektrometriyanı praktiki əhatəli metod hesab etmək olar. Analiz olunan molekulun kütləsinin dəqiq təyini, onun element tərkibini təyin etməyə imkan verir. Mass-spektrometriya həmçinin analiz olunan molekulun izotop tərkibi haqqında lazımi məlumat almağa imkan verir. Mass-spektrın alınması üçün birinci şərt hər hansı üzvi və qeyri-üzvi maddələrdən təşkil olunmuş neytral molekulları və atomları ionlara çevirmək lazımdır. Bu proses ionlaşma adlanır. Müxtəlif üzvi və qeyri-üzvi maddələr üçün həyata keçirilir. Ikinci vacib şərt ionların mass-spektrometrin vakuum hissəsində ionların qaz fazaya keçməsidir. Dərin vakuum mass-spektrometrin daxilində ionların maneəsiz hərəkətini təmin edir, onun olmaması isə ionların rekombinə olunmasına və səpələnməsinə səbəb olur. Üzvi maddələrin ionlaşmasını fazalara bölmək oloar hansı ki, maddə ionlaşmadan əvvəl yerləşir. Bu fazalarda qaz, maye, bərk fazalara bölünür. Tarixən ionlaşmanın ilk metodları qaz faza üçün işlənib hazırlanmışdır. Təəssüfki, bir çox üzvi maddələri buxarlandırmaq mümkün deyil, daha doğrusu parçalanmadan qaz fazaya keçirmək mümkünsüzdür. Bu da o deməkdir ki, onları elektronlarla vurmaqla ionlaşdırmaq olmaz. Bu maddələrin arasında əksəriyyəti canlı toxumadan ibarətdir (zülallar, DNT və.s.), fizioloji aktiv maddələr, polimerlər və.s. hansı ki, bugünkü gün xüsusi maraq kəsb edir. Son illər belə üzvi mad-dələrin ionlaşdırılması metodları işlənib hazırlanmışdır. Hal-hazırda onlardan iki əsas atmosfer təzyiqi altında ionlaşma və onun növləri: onlarda elektrosprey (sprey-sıçrantı, mayeni toz halında fışqırtmaq) ESİ, atmosfer təzyiqində kimyəvi ionlaşdırıma (APCİ), atmosfer təzyiqində fotoionizasiya (APPİ) bunlardır və matrissaya təsir etməklə lazer desorbsiyası ilə ionlaşdırma (MALDİ). Qeyri-üzvi kimyada element tərkibinin analizi üçün ionlaşdırmanın sərt metodları tətbiq edilir. Çünki bərk maddələrdə atomların rabitə enerjisi daha çoxdur, ionların alınması üçün bu rabitələrin daha əhəmiyyətli sərt metodlarla qırılması vacibdir. Ionlaşdırmadan alınan ionlar elektrik sahəsinin köməyilə mass-analizatora keçir. Burada mass-spektrometrik analizin ikinci etapı başlayır. Ionların kütləyə görə ayrılması baş verir.

Tarixi

Mass-spektrometriyanın tarixi 20-ci əsrin əvvəllərinə təsadüf edir. 1912-ci il C. Tomson ilk mass-spektroqrafı ixtira etmişdir. Həmin cihaz oksigen, azot, carbon molekulunu, karbon qazı və fosgenin mass-spektrlərini almışdır. 1913-cü ildə C. Tomson həmin mass-spektroqrafla neon-20 və neon −22 izotoplarını aşkar etmişdir. 1918-ci ildə Artur Dempster birinci mass-spektroqrafı düzəltmişdir. Metodun adındakı "-metriya" sonluğu dolmuş hissəciklərin dalğalandırıl-masından, fotolöhvəcikləriin köməyi ilə ion axınının elektrikli ölçülməsinə hərtərəfli keçməsindən sonra meydana çıxmışdır.

Tətbiqi

Insan fəaliyyətinin elə bir sahəsi yoxdur ki, orada mass- spektrometriyanın yeri olmasın. Sadalamaqla tükəınmir. Analitik kimya, biokimya, kliniki kimya, ümumi kimya və üzvi kimya, əzcaçılıq, kosmetika və ətriyyat sənayesində, qida sənayesi, kimyəvi sintezlərdə, neft kimyası və neft emalında, neft axtarışında, okeanların çirklənmə səbəblərini, torpaqda və suda əmələ gələn neft ləkələrinin kökünü tapmaqda, ətraf mühitin nəzarəti, plastik və polimerlərin istehsalında, tibb və toksikologiyada, kriminalistika, doping nəzarəti, alkoqol içkilərə və narkotik maddələrə nəzarət, geokimya, geologiya, hidrologiya, minerologiya və s. ona yaxın sahələrdə, nüvə energetikası və sənayesində, yarımkeçiricilərin sənayesində və metallurgiyada mass-spektrometriya geniş tətbiq olunur. Bundan əlavə qida məhsullarının tərkibini, keyfiyyətini təyin etməkdə istifadə olunur. Diaqnostikada karbon atomlarının izotop mass-spektrometriyası insanın Helikobacteri pylori ilə yoluxmasının birbaşa tibbi və dəqiq diaqnoz metodu hesab olunur. Idmançıların qanında dopingin təyin üsullarından biri mass-spektrometriyadır. Partlayıcı maddələrin analizindədə istifadə olunur. Yuxarıda sadalananların bəzilərində xromato mass-spektrometriya tətbiq olunur. Xüsusən qida məhsullarının və dərmanların tərkib keyfiyyəti yoxlanilmasına aiddir

Mənbə

1. Ввдение в масс-спектрометрию.
2. Н. А. Понкин. Что в имени твоём масс-спектрометрия? Сайт Всерос-сийиского масс-спектрометрического общества.
3. Полищук В. Р. Как разглядет молекулу. – М. Химия 1979. с. 121–135
4. Talrose V. L., Ljubimova A. K. Secondary Processes in the lon Source of a Mass Spectrometer (Reprint from 1952) . J. Mass Spectrom. 1998, 33, 502–504
5. Geologiya terminlərinin izahlı lüğəti. Bakı: Nafta-Press. 2006. 679.