Portál:Otázky z biofyziky (1. LF UK, VL)/27. Otázka

			27. Otázka
			Hmotnostní spektrometr: princip a použití
			Otázky z biofyziky (1. LF UK, VL)
			Předchozí • Další

Princip hmotové spektroskopie

Hmotová spektroskopie je metoda určujeme hmotnost atomů, iontů či izotopové složení určitého prvku.

Přístroj, který u této metody použijeme je hmotovým spektrograf, který funguje na základě faktu, že trajektorie nabité částice je závislá na její hmotnosti.

Nejdříve musíme sledované izotopy přeměnit na ionty s nábojem q.

$E={\frac {1}{2}}\cdot m\cdot v^{2}=q\cdot U$

(q= náboj iontu, U=napětí… součin je celková energie urychlených iontů)

Po tomto kroku urychlené ionty vstupují do mag. pole a působí na ně mag. síla o velikosti

$F_{mag}=q\cdot v\cdot B$

Dráha iontů se poté zakřivuje a v mag. poli opisuje kružnici o poloměru r, který můžeme určit z rovnosti mag. a odstředivé síly:

${\frac {M\cdot v^{2}}{r}}=q\cdot v\cdot B$

Vyjádřením poloměru dostáváme:

$r={\frac {M\cdot v}{q\cdot B}}$

Za rychlost dosadíme z prvního vzorce:

$r={\frac {\sqrt {2\cdot U}}{B}}\cdot {\sqrt {\frac {M}{q}}}=A\cdot \left({\frac {q}{M}}\right)^{-1/2}$,

kde A nezávisí na hmotnosti, ale jen na náboji.Z tohoto důvodu se ionty o stejném náboji a různé hmotnosti budou pohybovat po různých kružnicích. Z toho vyplývá, že později pomocí detektorů od sebe rozlišíme jednotlivé izotopy.

Postup hmotové spektroskopie

1. Vzorek je umístěn v přístroji a podstoupí odpařování.
2. Vzorek ionizujeme a dochází k vytvoření iontů.
3. Ionty jsou odděleny podle m/Q poměru v analyzátoru elmag. pole.
4. Dochází ke kvantitativní detekci iontů přístrojem.
5. Po detekci přístroj ionty zpracuje.