Massa-spectrometrie en massflowregeling

Al vele jaren worden Massflowregelaars (MFC's) en Massflowmeters (MFM's) gebruikt in analytische instrumentatie. Er zijn enkele onderscheidende toepassingen zoals carrier gas control of mobiele fase control in Gas Chromatografie (GC) en Vloeibare Chromatografie (LC). Ik ontdekte dat er veel meer toepassingen van Massflowregelaars in analyzers zijn dan ik me kon voorstellen toen ik de wereld van Massflowregelaars binnenstapte, na vele jaren in de Analytische Chemie gewerkt te hebben.

Eén toepassing waar ik me in deze blog op wil richten is Massaspectrometrie of kortweg (want chemici gebruiken graag afkortingen) MS.
Massaspectrometrie is er in vele vormen en wordt vaak gekoppeld aan Gas Chromatografie en Vloeibare Chromatografie. Een Massaspectrometer gekoppeld aan een Gas Chromatografie (GC) wordt een GC-MS genoemd en een Massaspectrometer gekoppeld aan een Vloeibare Chromatografie (LC) wordt een LC-MS genoemd.

Waar worden massaspectrometers toegepast?

De markt voor Massaspectrometers is enorm en breidt zich steeds verder uit. De instrumenten worden gebruikt voor analytisch onderzoek in het algemeen, maar worden steeds belangrijker in het levensmiddelen onderzoek. Onderzoek naar de veroudering van whisky en  het bepalen van de unieke eigenschappen van rode wijn om de herkomst van de druiven te bepalen zijn enkele voorbeelden hiervan. Een andere opkomende markt is Biofarmaceutisch Onderzoek waar massaspectrometers worden gebruikt om eiwitten te bestuderen en onderzocht wordt hoe deze eiwitten verteerd worden in levende organismen. Er zijn zelfs Massaspectrometers op Mars (!), waar de martiaalste bodem bestudeerd wordt.

Wat is een Massaspectrometer?

De Massaspectrometer wordt vaak vergeleken met een weegschaal voor moleculen. Elk molecuul is opgebouwd uit atomen en elk atoom heeft zijn eigen atoommassa en deze wordt ‘gewogen’ door een Massaspectrometer. Voordat hij de verschillende atomen die in één monster aanwezig zijn kan wegen, moeten de atomen van elkaar gescheiden worden. Dit gebeurt door de atomen te laden (om ionen te vormen) en met behulp van een magneet de weg af te buigen die het ion volgt. Hoe lichter het ion, hoe meer invloed de magneet heeft en hoe groter de afbuiging. De detector detecteert waar het ion raakt en dit is een meting van het gewicht.

De plaats waar de ionisatie plaatsvindt wordt de ionenbron genoemd en er zijn veel verschillende soorten ionenbronnen, afhankelijk van de matrix van het monster en van de ionen die u wilt vormen. Het ioniserende deel is het meest interessante deel vanuit het oogpunt van de massflow, omdat in dit deel verschillende gassen gebruikt worden, afhankelijk van de ionisatietechniek.