Das Massenspektrometer
Das Massenspektrometer ist ein Arbeitsmittel für die quantitative und qualitative Untersuchung von Atomen, Ionen, Radikalen und Molekülen durch eine Ionisation mit anschließender Sortierung nach dem Anteil von Masse und Ladung. Normal besteht das Gerät aus drei Grundelementen für die Ionen-Erstellung, die Ionen-Aufspaltung und den Ionen-Beleg, die stets in derselben Folge angeordnet sind. Zudem sind in der Regel ein Einlasssystem für die Probe und ein System für die Erfassung und Bearbeitung von Informationen vorhanden. Um die Mobilität der Ionen innerhalb des Massenspektrometers zu garantieren, befinden sich sämtliche Module in einem Vakuumorganismus.
Die Ionisation der Muster kann durch die Einfuhr von thermischer, elektrischer oder kinetischer Kraft erfolgen, die Wahl der geeigneten Technik ist abhängig von Aggregatqualität und Haltbarkeit der Muster. Ein gängiges Verfahren ist beispielsweise die Elektronenstoß-Ionisation, bei dem die gasförmige Muster mit beschleunigten Elektronen beschossen wird, die bei Kollision mit dem Probemolekül ein Elektron herausschlagen und so ein aufgeladenes Teilchen schaffen. Die Trennung der Ionen findet in einem Massenspektrometer mittels eines Massenanalysators statt, der verschiedenartig aufgebaut sein und mit mehreren physikalischen Prinzipien funktionieren kann. Beispielsweise lenkt ein Sektorbereich die Ionen in elektrischen und anziehenden Feldern ab, während sie in einem Flugzeitanalysator nach gewichtsabhängiger Flugzeit in einen feldfreien Raum gefiltert werden. Der Detektor eines Massenspektrometers dient der Registration der Ionen und kann ein Sekundärelektronenvervielfacher, ein Fotomultiplier, ein Array- oder Faraday-Detektor sein.
In der Massenspektrometrie stellt das Spektrum i. d. R. die Intensität der Ionenim Bezug vom Masse-Ladungs-Anteil dar. Da die Peaks als Strich abgebildet werden, handelt es sich bei dem Massenspektrum um ein Histogramm. Im Bereich der chemischen Analytik werden Massenspektrometer häufig zur Strukturabklärung von Molekülen eingesetzt. Die bei der Ionisation oft entstehenden Fragment-Ionen zeigen im Spektrum charakteristische Fragment-Ionen-Peaks und ermöglichen so Rückschlüsse auf die Gliederung des Moleküls. Massenspektrometer können auch in anderen Gebieten verwendet werden, etwa für Isotopenuntersuchungen in der Altertumskunde oder Klimaforschung. Um die Bearbeitung von schwer fassbaren Proben zu bewilligen, können Massenspektrometer mit chromatografischen Trennverfahren verbunden werden. Üblich ist die Bindung mit einem Gaschromatometer zu einer GC-MS.
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