Ein Massenspektrometer ist ein Gerät, mit dem die chemische Zusammensetzung einer Probe mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann. Die Ermöglichungstechniken wurden Anfang des 20. Jahrhunderts von einer Reihe von Wissenschaftlern entwickelt. Das Massenspektrometer wird täglich von Forschern in Laboren und Universitäten weltweit viele tausend Mal eingesetzt.
Das Massenspektrometer arbeitet nach dem Prinzip, dass verschiedene Chemikalien unterschiedliche Massen haben. Um die Masse der Chemikalien in einer Probe zu bestimmen, wird die Probe zuerst verdampft und dann ionisiert. Das Ergebnis ist ein ionisiertes Gas, das durch eine Kammer beschleunigt wird.
Da ionisierte Gase auf Magnetfelder reagieren, wird ein Magnet an der Wand der Kammer verwendet, um die Ionen in Richtung eines Detektors zu biegen. Leichtere Ionen werden schnell zum Detektor gebogen, während schwerere Ionen langsamer gebogen werden. Die resultierende Ionenverteilung, die als Massenspektren bezeichnet wird, kann verwendet werden, um den Gehalt der ursprünglichen Probe zu bestimmen.
Es gibt viele verschiedene Arten der Ionisation für das Massenspektrometer, einschließlich Elektronenionisation, chemische Ionisation, Elektrospray-Ionisation, matrixunterstützte Laserdesorption/Ionisation, Fast Atom Bombardment (FAB), Thermospray, chemische Ionisation bei Atmosphärendruck (APCI), Sekundärionenmasse Spektrometrie (SIMS) und thermische Ionisation. Die erst vor wenigen Jahrzehnten entwickelte Elektrospray-Ionisation ist besonders nützlich, wenn es sich bei der Probe nicht um eine Flüssigkeit oder ein Gas, sondern um einen Feststoff handelt. Wenn eine Probe bekanntermaßen eine komplexe Mischung von Chemikalien mit unterschiedlichen Molekulargewichten enthält, wie beispielsweise in biologischen Proben, wird ein genaueres Massenspektrometer benötigt. Im Gegensatz dazu funktioniert für Proben, die nur aus wenigen einfachen Molekülen bestehen, ein primitiveres Massenspektrometer gut.
Ein Massenspektrometer wird mit einer Vielzahl anderer Ansätze verwendet, um die Zusammensetzung von Chemikalien zu bestimmen. Es kann auch zum Nachweis von Isotopen verwendet werden. Obwohl die Massenspektrometer-Technik Ihnen nicht direkt sagt, wie viel von jeder Chemikalie eine Probe enthält, sondern lediglich, welche Chemikalien sie enthält, kann eine sorgfältige Interpretation von Massenspektren Aufschluss über die chemischen Verhältnisse geben.