Uno spettrometro di massa a gascromatografo (GCMS) combina la gascromatografia e la spettrometria di massa per identificare e quantificare le sostanze. Il processo inizia con la sostanza in esame che viene diluita con un gas o un liquido e introdotta nella macchina. Il GCMS separa la sostanza in componenti che devono essere identificati da un computer. Gli spettrometri di massa del gascromatografo hanno una vasta gamma di usi, tra cui indagini su droghe illecite, rilevamento ambientale e diagnosi medica.
La fase gascromatografica o GC dell’analisi in genere comporta il posizionamento di un campione nel portale dell’iniettore. La sostanza può essere sciolta in una soluzione acquosa e iniettata nella camera con un ago ipodermico. Una volta nella camera di vetro o acciaio inossidabile, il composto viaggia in un forno dove viene trasformato in un gas.
L’aumento graduale della temperatura fa sì che il composto si rompa nelle sue parti componenti, lasci la camera e passi a velocità variabili nel rivelatore. Caricate elettricamente, le particelle attivano un segnale elettronico. Maggiore è la concentrazione di particelle, più forte è il segnale creato.
Questi segnali vengono poi analizzati dal software del computer. Il computer produce un cromatogramma con picchi che indicano i tempi di ritenzione e le intensità di segnale dei composti. Conoscere i tempi di ritenzione di vari composti chimici consente agli investigatori di identificarli.
Ulteriori analisi si verificano nello spettrometro di massa. Una volta che i composti entrano nello spettrometro, incontrano una serie di elettroni o gas. La ionizzazione si verifica, rompendo il composto in frammenti, ciascuno avente una massa atomica specifica. Questi frammenti vengono analizzati mediante la compilazione di un rapporto di massa frammento/carica, o M/Z.
Queste informazioni passano al computer dello spettrometro di massa del gascromatografo che formula un grafico con picchi basati su M/Z rispetto all’intensità del segnale. Il software del computer include tipicamente un database di rapporti M/Z noti e intensità di segnale per diverse molecole chimiche. Il computer identifica le sostanze, confrontando le informazioni acquisite con la libreria delle sostanze note. Lo spettrometro di massa del gascromatografo può completare ogni fase dell’analisi individualmente o simultaneamente. A seconda del livello di dettaglio desiderato, il completamento del processo può richiedere 20 minuti o più di 20 ore.
Le forze dell’ordine utilizzano uno spettrometro di massa a gascromatografo quando sospettano la presenza di droghe illegali o sostanze velenose. Le agenzie ambientali utilizzano la tecnologia per analizzare campioni di aria, suolo o acqua per rilevare possibili inquinanti. Gli operatori sanitari utilizzano un GCMS sui campioni di urina per rilevare i composti chimici trovati in individui con determinati disturbi metabolici.