دستگاه طیف سنج جرمی قوی ترین دستگاه آنالیز کیفی و کمی برای بیشتر مواد در دنیای امروز است. نمونه های گازی، مایع و جامد می‌توانند در غلظت‌های مختلف با این دستگاه شناسایی و تعیین مقدار شوند.در این روش نمونه باید ابتدا یونیزه و سپس با شتاب و با اعمال ولتاژ به قسمتی که جداکننده جرم این یون‌ها است، وارد شود و به آشکارساز برخورد کند (شکل (1)). کل این سامانه با استفاده از یک رایانه کنترل می شود. در سال های اخیر بیشترین تغییر و تحول در دستگاه‌های طیف سنجی جرمی در قسمت جداکننده جرمی است.
در مدل‌های قدیمی، همه قسمت‌های دستگاه اسپکتروفتومتر جرمی از قسمت یونیزاسیون تا قسمت جدا کننده جرمی و آشکارساز در محیط خلاء قرار داشت اما در سامانه‌های جدیدتر منبع یون‌ساز در شرایط اتمسفری نمونه را یونیزه کرده و سپس این یون‌ها وارد سامانه طیف‌سنجی جرمی می‌شوند. این امر سبب شده که آنالیز مواد سریع‌تر و دقیق‌تر در شرایطی که در آن است صورت گیرد، فرض کنید بتوان یک برگ را به‌طور مستقیم در مقابل عامل یون‌ساز قرار داد و بعد یون‌های برخواسته شده از سطح برگ را به داخل دستگاه اسپکترومتر جرمی هدایت کرد و جرم‌شان (براساس آن، شناسایی و تعیین مقدارشان) را تشخیص داد.
امروزه سامانه‌های آنالیز جرم یون شده زمان پرواز (TOF) که بر اساس اندازه گیری «مدت زمان پرواز یون‌ها» عمل می‌کند و در سال‌های اولیه توسعه طیف‌سنجی جرمی مطرح بوده اند، دوباره مطرح شده و کاربردهای فراوانی را برای سلامت انسان‌ها و پیشرفت علوم مختلف ایجاد کرده است که با کمک دیگر دستگاه‌های جداکننده جرمی این امر ممکن نبود.زمان پرواز هر یون، بستگی به جرم آن دارد. یون‌های سبک‌تر، سریع‌تر و یون‌های سنگین‌تر، کندتر یک مسیر ثابت را طی می‌کنند.
در سال‌های اخیر سامانه آشکارساز و داده‌گیری دستگاه‌های طیف‌سنجی جرمی توسعه یافته و سامانه‌های آشکارساز سریع‌تر ساخته شده و در دستگاه TOF جانشین شدند. در شکل (2) نمونه‌گیری یک سامانه TOF در سال 1959 نشان داده شده است.
مشکل عمده سامانه‌های جداکننده جرمی TOF، نیاز به کالیبراسیون پیوسته آنها برای مشخص کردن جرم هر ماده است. دما و شرایط محیطی بر زمان رسیدن یک یون به آشکارساز اثرگذار است لذا باید پیوسته این عامل برای زمان حرکت یون در جداکننده جرمی TOF مورد توجه قرار گیرد.
این فناوری در حوزه زیست‌شناسی تحولی بزرگ ایجاد نموده و توانسته است از باکتری‌ها تا ویروس‌ها و قارچ‌ها را بشناسد.
برای توضیحات بیشتر و دقیق تر این مقاله در شماره 41 «فصلنامه تخصصی دانش آزمایشگاهی ایران»، بهار 1402 منتشر شده است.
منبع: http://ijlk.ir