Massenspektrometer sind Analysesysteme, die elektrisch geladene Atome und Moleküle auf der Grundlage ihrer Teilchenmassen analysieren. Diese universelle Fähigkeit, nahezu alle ionisierbaren Stoffe untersuchen zu können, hat zu der sehr weiten Verbreitung dieser Analysentechnik geführt.
Die Massenspektrometrie hat ihren Siegeszug in die analytischen Labore in den letzten Jahrzehnten mit der Entwicklung der Kopplungstechniken GC/MS und LC/MS angetreten. Hier wird das Massenspektrometer als Online-Detektor für die chromatografischen Trenntechniken verwendet.
Parallel dazu entwickelte sich die Anwendung des Massenspektrometers als online-Analysengerät für die schnelle und kontinuierliche Messung von Stoffzusammensetzungen sowohl im Forschungsbereich als auch im industriellen Einsatz.
Die Arbeitsweise eines Massenspektrometers ist generell durch die
folgenden Hauptschritte gekennzeichnet:
- der zu untersuchende Stoff wird vorzugsweise gasförmig in ein Vakuumsystem überführt
- die Atome und/oder Moleküle des Stoffgemisches werden ionisiert
- die entstandenen Ionen werden in einem Massenanalysator nach ihrer Teilchenmasse getrennt
- jede so aufgetrennte Teilchensorte wird einzeln detektiert und kann damit auch quantitativ erfasst werden
- die Steuerung aller Abläufe sowie die Datenaufnahme und Datenverarbeitung erfolgt durch ein Rechnersystem
Daraus ergeben sich auch die grundsätzlichen
Bauteile eines Massenspektrometers:
a) Gaseinlass-System
b) Ionenquelle
c) Massenanalysator
d) Detektor
e) Steuer- und Datensystem
Die Ionenquelle, der Massenanalysator und der Detektor befinden sich im Hochvakuum.
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