##게 된다. [ 4 ] 푸리에 변환 - 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 ( Fourier Transform - Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer ) [ 편집 ] 이온이 자기장 안에서 운동하게 될 때 이온은 로렌츠 힘을 받게 되고 결국 원운동을 하게 된다. 이를 수식적으로 살펴보면 F = z v B = m v 2 r { displaystyle F = zvB = { frac { mv ^ { 2 } } { r } } } w = v r = z m B { displaystyle w = { frac { v } { r } } = { frac { z } { m } } B } z { displaystyle z } : 이온의 전하량 v { displaystyle v } : 이온의 속력 B { displaystyle B } : 자기장 m { displaystyle m } : 이온의 질량 가 되어 싸이클로트론 주파수 ( cyclotron frequency ) 가 m / z ratio에 대해 정해지게 된다. 이온이 원운동을 하면서 전류를 생성하게 되는데 이 때 radio frequency는 이온들을 들뜨게 하여 측정 가능한 전류 ( image current
##하게 된다. 이 뒤 온도를 높여서 시료를 기체로 만든다. 비록 DIP은 Direct Vapor Inlet보다 더 많은 과정을 거쳐서 번거롭지만, Direct Vapor Inlet 방법보다 더 높은 온도로 높일 수 있어서 더 다양한 시료가 분석이 가능하다. [ 2 ] Direct Ionization of Sample [ 편집 ] 시료가 조금만 가열해도 쉽게 분해되거나 아니면 증기압 크기가 거의 없는 물질 같은 경우에는 바로 이온화 시키는 방법을 이용한다. 이러한 기술들은 보통 액체 크로마토그래피 / Glow Discharge MS / Fast Atom bombardment And laser ablation에 이용한다. [ 2 ] 이온화 방법 [ 편집 ] 질량분석기는 비전하 값이 존재해야만 분석이 가능한 기기이다. 그러므로 시료를 이온화시켜야 하는 과정이 꼭 필요하다. 보통은 중성상태에 있는 시료에 전자를 붙이는 [ 전자 이온화 ] 방법을 이용한다. 또는 화학반응을 통해서 MH와 같이 전하를 띄게 만드는 경우도 있다. 그 외에 기타 다양한 방법들이 있지만, 그 모든 방법들은 전부 원자 간의 결합 에너지를 고려해야 한다. 강한 에너지로 이온화를 시키게 되면 분자가 분해될 수 있다. 한편
70eV의 에너지 중 약 1400kJ / mol ( 15eV ) 정도로 분자에 전달되게 되는데, 보통 화학 결합 에너지는 290kJ / mole ( 3eV ) 이기 때문이다. 또한 대부분의 유기물질은 10eV정도의 에너지로도 분해가 되니, 매우 큰 값이다. 이처럼 이온화를 할 때. 원래의 시료가 아닌 조각난 시료들이 질량분석기에 들어가기 때문에 스펙트럼에서도 역시 그 시료의 일부가 검출되게 된다. 이 때, 전자가 전압에 의해서 생긴 운동 에너지에 따라서 스펙트럼 결과가 조금씩 달라지게 된다. 그래서 시료가 어떤 구성으로 되어 있는지 알 수 있게 해준다. [ 2 ] 화학적 이온화 [ 편집 ] 화학적으로 이온화를 시키면 전자를 이용한 이온화보다 상대적으로 적은 에너지를 이용해서 이온화를 한다. 그렇기 때문에, 시료가 조각나게 되는 경우가 더 적다. 그래서 화학적으로 이온화를 할 시 원래 시료의 비율이 높아지게 된다. 그래서 보통은 분자량을 모르는 물질을 분석할 때 이용되는 경우가 많다. 다만, 기기를 약간 변형에 해야 하는 점이 있다. 이온화는 작은 공간 속에서 이루어지게 된다. 그 공간속으로 전자 광선이 들어갈 수 있도록 구멍이 존재하며, 그 안에는 이온화에 필요한 기체
##ter, TOFMS ) [ 편집 ] 비행시간형 질량분석기는 질량분석기 중에서 가장 간단하다고도 할 수 있는 질량분석기이다. 원리를 살펴보면 이온이 전기장 속에서 가속되어 속도를 갖게 되고 그 속도로 검출기까지의 일정 거리를 가게 되는데 가는데 걸리는 시간이 m / z ratio의 제곱근에 비례하게 되어 이온의 분리가 가능해진다. 수식적으로 살펴보면, E = z V = 1 2 m v 2 { displaystyle E = zV = { tfrac { 1 } { 2 } } mv ^ { 2 } } v = 2 z V m { displaystyle v = { sqrt { frac { 2zV } { m } } } } t = L v = L m z 1 2 V { displaystyle t = { frac { L } { v } } = L { sqrt { { frac { m } { z } } { frac { 1 } { 2V } } } } } z { displaystyle z } : 이온의 전하량 V { displaystyle V } : 가속 구간 동안의 전위차 m { displaystyle m } : 이온의 질량 v { displ
##tyle V } : 가속 구간 동안의 전위차 m { displaystyle m } : 이온의 질량 v { displaystyle v } : 가속 후 이온의 속도 L { displaystyle L } : 가속 후 검출기까지의 이동거리 가 되어 시간이 m / z ratio의 제곱근에 비례하는 것을 알 수 있다. 비행시간형 질량분석기의 모식도 이러한 비행시간형 질량분석기에는 문제가 존재하는데 같은 m / z ratio를 가진 이온이라 하더라도 출발 시간과 초기 운동에너지가 완벽히 같지 않을 수 있다는 것이다. 이는 분해능 저하의 요인이 된다. 이를 해결하기 위해 마련한 방안이 reflectron이다. 그림을 통해 알 수 있듯이 reflectron은 이온을 반사시켜 주는 것인데 이 때 반사되는 경로가 이온에 따라 다르게 된다. 같은 m / z ratio의 이온에 대해 느린 이온은 더 가까운 곳에서 반사되고 빠른 이온은 더 멀리서 반사되게 된다. 이는 같은 m / z ratio의 이온에서 다른 시간 값을 갖게 되는 것을 보완해 주어 분해능을 높여주게 된다. [ 4 ] 푸리에 변환 - 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 ( Fourier Transform - Ion Cy
이 때 radio frequency는 이온들을 들뜨게 하여 측정 가능한 전류 ( image current ) 를 생성할 수 있도록 도와주게 된다. 이렇게 검출된 신호를 각 싸이클로트론 주파수에 대해 Fourier transform하게 되어 각 m / z ratio에 대한 정보를 얻을 수 있게 된다. 이러한 푸리에 변환 - 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기는 높은 분해능과 높은 정확도를 가진다는 장점이 있다. [ 5 ] 검출기 ( Detector ) [ 편집 ] Continuous dynode electron multiplier detector 앞에서 소개한 질량분석기를 통과한 이온들은 검출기를 향해 들어오게 된다. 검출기는 이러한 이온이 만드는 신호를 검출하여 질량 스펙트럼 ( mass spectrum ) 을 그리게 된다. 이 때 이온들이 만드는 신호의 크기가 매우 작기 때문에 신호의 증폭이 검출기로 신호를 검출함에 있어서 필수적이다. 이러한 검출기로서 Electron multiplier가 주로 많이 쓰이고 그 외에도 패러데이 컵 ( Faraday cup ), photomultiplier가 있다. 각각의 검출기에 대해 간단히 소개하면 electron multiplier는 2차 전자 복사 효과를 이용한다. 여러 개의
보여주는 매우 중요한 표시이다. 어떤 동위원소 비율은 재료의 나이를 결정하는데 사용되기도 하는데 그 예로 탄소 연대측정이 있다. 안정된 동위원소 또한 단백질의 양을 재는 데도 사용된다. 미량 가스 분석 [ 편집 ] 몇 가지 기술들은 정교한 이온화원 ( 선택적 이온관, 양성자 이동 반응 ) 에서 만들어진 이온들을 사용한다. 이 방법들은 공기, 숨이나 유체 분석을 위한 화학적 이온화의 일종이다. 정확히 결정된 반응 시간은 내부 기준이나 보정 없이 이미 알고 있는 반응에서 나온 농도 계산을 정확히 할 수 있게 한다. 신약개발을 위한 프로티오믹스 [ 편집 ] 환경요인은 유전자의 변화에 절대적인 영향을 끼쳐 질병의 발병에 큰 요인으로 작용한다. 유전자와 환경간의 상호작용으로 인한 질병 발생과정에서 유전자의 산물인 단백질이 질병에 대한 일종의 마커 역할을 하여, 질병의 진단, 치료 및 처치를 위한 기본 정보를 제공한다. 이와 같은 단백질 및 단백질의 변형을 밝히는 연구를 프로티오믹스라고 하는데, 이를 위해 체액 내 단백질을 분석하기 위한 질량분석기와 축적된 실험정보를 통해 단백질의 신원을 밝히는 바이오 인포마틱스는 신약개발의 주요 도구로 자리잡고 있다. [ 5 ] 법정 증거물 분석 [ 편집 ]
질량분석기 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 질량분석기 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 질량분석기는 분자의 질량을 재는 기기로 1912년에 Thompson에 의해 첫 질량분석기가 만들어졌다. 질량분석기는 물질의 질량을 질량 대 전하의 비로 측정하며, 이온은 여러 가지 이온화 방법에 의해서 형성된다. 질량분석기는 크게 시료 주입구, 이온화를 시키는 본체 ( Source Region ), 시료를 비전하에 값에 따라 분리하게 하는 질량 측정기 ( Mass Analyzer ), 비전하의 값을 분석하는 검출기 ( detector ) 파트로 나뉜다. 목차 1 역사 2 시료 주입 2. 1 Direct Vapor Inlet 2. 2 기체 크로마토그래피 2. 3 액체 크로마토그래피 2. 4 Direct Insertion Probe 2. 5 Direct Ionization of Sample 3 이온화 방법 3. 1 전자 이온화 3. 2 화학적 이온화 3. 3 Fast Atom Bombardment와 Secondary Ion Mass Spectroscopy 3. 4 Atmospheric Pressure Ionization와 Electrospray Ionization 3. 5 Matrix Assisted Laser Des
##게 된다. 그 공간속으로 전자 광선이 들어갈 수 있도록 구멍이 존재하며, 그 안에는 이온화에 필요한 기체와 분석하고 싶은 시료가 있다. 이 기체는 CH5와 같은 분자처럼 전자 광선에 의해서 이온이 되어있다. 이런 이온은 좋은 양성자 주개이다. 분석 과정을 대략적으로 다음과 같다. 기체는 반응이 이루어질 공간 속으로 약 10 Pa ( 0. 1torr ) 으로 주입되게 된다. 10 Pa의 압력은 보통 본체 부분에 있는 압력인 10 - 3Pa보다 큰 값이 된다. 이처럼 비교적 큰 압력 값으로 기체를 흘려보내는 이유는 바로 평균 자유 이동 거리를 일부러 줄이기 위해서이다. 약 10Pa 정도의 압력이면, 평균 자유이동 거리가 10 - 4m으로 분자간의 충돌이 쉽게 일어나게 된다. 그래서 CH5와 같은 분자에 의해서 양성자가 시료와 충돌하게 되어서 이온화를 시킨다. 화학적 이온화를 위해서 이용한 기체는 보통 메탄, 이소부탄, 암모니아 가스를 이용한다. 메탄은 제일 강한 양성자 주개로 양성자 친화도가 5. 7eV이다. 메탄보다 약한 이온화 과정에는 이소부탄 ( 양성자 친화도 8. 5eV ) 이나 암모니아 ( 9. 0eV ) 를 자주
5 고분자 특성 분석 7. 6 우주 탐사 8 참고문헌 역사 [ 편집 ] 질량분석기의 역사는 1886년 골드슈타인에 의해서 시작된다. 그는 전하를 띈 기체분자가 저압 조건 양극에서 음극으로 이동하는 선을 발견하고 이를 양극선이라고 명명하였다. 빌헬름 빈은 1899년 이 양극선이 강한 전기장 혹은 자기장에 의해서 휘게 되는 것을 발견하고 기기를 고안해서 전하 대 질량비에 따른 분자의 분리를 시도하였다. 조지프 존 톰슨은 빈이 고안했던 기기를 좀 더 기압이 낮은 상황으로 조성해서 발전시켰다. 1918년과 1919년 사이에는 애스턴과 개량을 통해서 초점 질량분석계가, 1935년 ~ 36년에는 이중 초점 질량분석계가 발명되었다. 1953년에는 파울리와 슈타인베델에 의해서 사중극자 질량분석계가 확립되었다. 1989년에는 데마트와 폴에 의해서 이온을 가두는 방법이 발명되었고 그에 대한 노벨상이 수상되었다. 또 2002년에는 Electrospray Ionization을 고안한 Soft Laser Desorption을 발명한 다나카에 의해서 노벨 화학상이 수상되었다. [ 1 ] 시료 주입 [ 편집 ] 시료를 넣는 방법은 상황에 따라 다르지만, 모든 시료
질량분석기(mass spectrometer)는 분자의 질량을 재는 기기로 1912년에 Thompson에 의해 첫 질량분석기가 만들어졌다. 질량분석기는 물질의 질량을 질량 대 전하의 비로 측정하며, 이온은 여러 가지 이온화 방법에 의해서 형성된다. 질량분석기는 크게 시료 주입구, 이온화를 시키는 본체(Source Region), 시료를 비전하에 값에 따라 분리하게 하는 질량 측정기(Mass Analyzer), 비전하의 값을 분석하는 검출기(detector) 파트로 나뉜다.