Spectrométrie de masse et régulation de débit massique

Le marché des spectromètres de masse est énorme et en pleine expansion. Les instruments sont utilisés pour la recherche analytique en général, mais ils sont de plus en plus importants pour la recherche alimentaire. La recherche sur le vieillissement du whisky et l'empreinte digitale du vin rouge pour déterminer l'origine des raisins en sont quelques exemples. Un autre marché émergent est celui de la recherche biopharmaceutique, où les spectromètres de masse sont utilisés pour étudier les protéines et la façon dont elles sont digérées dans les organismes vivants. Il y a même des spectromètres de masse sur Mars ( !), où l'on étudie le sol martien.

Le spectromètre de masse est souvent comparé à une balance pour les molécules. Chaque molécule est constituée d'atomes et chaque atome a sa propre masse atomique, qui est "pesée" par le spectromètre de masse. Avant de pouvoir peser les différents atomes présents dans un échantillon, les atomes doivent être séparés les uns des autres. Pour ce faire, on charge les atomes (pour former des ions) et on utilise un aimant pour dévier la trajectoire de l'ion. Plus l'ion est léger, plus l'aimant a d'influence et plus la déviation est importante. Le détecteur détecte l'endroit où l'ion frappe, ce qui permet de mesurer le poids.

L'endroit où l'ionisation a lieu s'appelle la source d'ions et il existe de nombreux types de sources d'ions, en fonction de la matrice de l'échantillon et des ions que l'on souhaite former. La partie ionisation est la partie la plus intéressante du point de vue du débit massique car, dans cette partie, différents gaz sont utilisés, en fonction de la technique d'ionisation.

Il existe deux techniques principales : l'ionisation dure et l'ionisation douce. Avec les techniques d'ionisation dure, les molécules de l'échantillon sont chauffées et fragmentées jusqu'au niveau atomique, ce qui donne des informations sur la structure atomique de la molécule. Avec les techniques d'ionisation douce, la molécule reste plus intacte, ce qui permet d'obtenir des informations sur la masse de la molécule. Cette technique est utilisée dans la recherche alimentaire et pharmaceutique et est devenue très populaire au cours de la dernière décennie.

Examinons en détail l'une des techniques d'ionisation douce les plus populaires, la source d'ions Electrospray. L'EIS vaporise le liquide (provenant d'un chromatographe liquide, par exemple) en faisant passer du gaz le long d'une aiguille chargée pour former un aérosol. Le passage d'un flux de contre-gaz à travers le spray formé évaporera la plus grande partie du liquide que vous ne souhaitez pas mesurer, laissant les gouttelettes chargées entrer dans le spectromètre de masse.

Ce qui est intéressant, c'est que le débit doit être très constant, car on veut que le processus de formation des gouttelettes et d'évaporation du solvant soit le même, jour après jour, à des endroits différents et dans des circonstances différentes. Un paramètre important de cette reproductibilité est le débit de gaz. En utilisant des régulateurs de débit massique pour le gaz de nébulisation et le gaz d'évaporation ou de séchage, la source d'ions aura toujours des débits de gaz reproductibles.

Notre département des solutions peut concevoir des modules de gaz compacts pour les applications analytiques afin de fournir des gaz pour les sources d'ions combinés à d'autres flux de gaz avec une grande précision et une bonne reproductibilité. La combinaison de composants tels que des pressostats et/ou des vannes d'arrêt avec les canaux d'écoulement permet d'obtenir un module compact de traitement des gaz qui s'adapte aux conceptions exigeantes des spectromètres de masse en matière d'encombrement. En outre, les risques de fuites sont considérablement réduits, car l'ensemble du collecteur peut être soumis à des tests d'étanchéité et de pression avant d'être expédié au client.