질량분석법 (Mass Spectrometry)의 원리와 그 응용 예

소개글

[질량 분석법(Mass Spectrometry)이란?]

질량 분석법은 말 그대로 물질의 질량을 이용해 분석하는 방법이라고 할 수 있다.
물질을 분석하는 방법에는 여러 가지가 있다. 간단한 물질을 분석하는 데에는 적정과 같은 습식분석이 이용되기도 하며 여러 가지 기기를 이용한 분석법도 있다.
자외선이나 가시광선 적외선 등의 여러 가지 빛을 이용하는 분석법도 많이 쓰이는데 이를 분광법이라고 한다. 대부분의 분석법은 이 분광법 안에 포함된다.
그러나 질량 분석법은 빛을 이용하는 방법이 아니기 때문에 엄밀히 구분하자면 분광법의 범주에는 포함되지 않는다. 그렇기 때문에 질량 “분광법”이 아니라 질량 “분석법”인 것이다.

목차

1. 질량 분석법 이란?

2. 질량 분석법의 원리
2-1. 질량 분석법의 종류
2-2. 이온화 방법
2-3. 질량 분석계
2-4. 검출기

3. 혼합물의 분리 방법

4. 질량 분석법의 응용 예

본문내용

[질량 분석법(Mass Spectrometry)이란?]

질량 분석법은 말 그대로 물질의 질량을 이용해 분석하는 방법이라고 할 수 있다.
물질을 분석하는 방법에는 여러 가지가 있다. 간단한 물질을 분석하는 데에는 적정과 같은 습식분석이 이용되기도 하며 여러 가지 기기를 이용한 분석법도 있다.
자외선이나 가시광선 적외선 등의 여러 가지 빛을 이용하는 분석법도 많이 쓰이는데 이를 분광법이라고 한다. 대부분의 분석법은 이 분광법 안에 포함된다.
그러나 질량 분석법은 빛을 이용하는 방법이 아니기 때문에 엄밀히 구분하자면 분광법의 범주에는 포함되지 않는다. 그렇기 때문에 질량 “분광법”이 아니라 질량 “분석법”인 것이다.

질량 분석법을 이용하면 다음과 같은 정보를 얻을 수 있다.
① 시료 물질의 원소조성
② 유기, 무기, 및 생화학 분자들의 구조
③ 복합한 혼합물의 정성 및 정량
④ 고체표면의 구조와 조성
⑤ 시료에 존재하는 원소들의 동위원소 비

그렇다면 질량 분석법은 어떤 원리로 분석을 하는 것일까?
질량 분석법은 원자 혹은 분자 또는 분자 토막 이온의 질량을 이용하여 연구하는 기술이다.
질량 분석법에서는 질량 스펙트럼을 얻기 위하여 응축 고체상으로부터 떨어져 나온 기체상을 이온화 시키고, 생성된 이온들은 전기장에 의해 가속 시킨 다음 질량 대 전하 비(m/z)에 따라 분리시킨다. 그리고 그렇게 분리된 이온을 검출하여 이온의 질량 대 전하 비(m/z)에 따른 스펙트럼을 얻어 내고 이 스펙트럼을 분석하여 분석시료의 구조와 같은 정보를 알게 되는 것 이다. 만약 생성된 이온의 전하가 +1이라면 m/z 값은 결국 그 이온의 질량과 같게 된다. 그리고 이온의 전하가 +2라면 m/z 값은 질량의 1/2가 되는 것이다.
즉, 위에서도 언급 했지만 질량 분석법은 생성된 이온을 이용하여 분석을 하는 것이기 때문에 중성 분자는 분석을 할 수가 없다. 그렇기 때문에 질량 분석기에서는 분석하고자 하는 시료를 이온화 시키는 것이 매우 중요한 과정중 하나이다.
시료가 제대로 이온화가 되지 않으면 분석 자체를 하는 것이 수월할 수가 없다.
또한 질량 분석법에서 이용하는 질량은 주기율표에 흔히 나와 있는 상대질량이 아니라 절대 질량을 이용하여 분석을 한다. 상대질량은 말 그대로 각 원소의 동위원소들의 상대적인 비를 이용하여 그 둘을 합해서 질량을 통계를 낸 질량이다. 그에 비해 절대 질량은 각 동위원소들의 순수한 질량을 이용하기 때문에 시료 물질의 원소들의 동위원소 비 까지 알 수 있는 것이다.
그리고 질량분석법은 시료가 고체, 액체, 기체 어떤 상태이던 간에 시료의 이온화 방법에만 차이가 있을 뿐 모두 무난하게 분석해 낼 수 있다.




질량분석법의 특징을 간단히 말하자면 다음과 같다.
① 다른 분광법과는 다르게 시료를 이온화 하여 분석한다.
② 고체, 액체, 기체 상태 모두의 시료를 분석해 낼 수 있다.
③ 원소의 상대질량이 아닌 절대 질량을 이용한다.
④ 중성인 원자나 분자는 분석해 낼 수 없다.

간단한 질량 분석법의 분석 개요


또한 질량분석기의 또 다른 기기적 특징 중 하나는 질량 분석계 부분이 진공상태라는 점이다. 질량 분석법은 분자 이온을 분석하는데 방해를 받지 않기 위해 반드시 질량분석계 부분은 진공상태를 유지 하여야 한다.

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참고 자료

없음