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가스 크로마토그래피/
질량 분석기 기초

가스 크로마토그래피/
질량 분석기란 무엇입니까?

가스 크로마토그래피/질량 분석기(GC/MS)는 두 가지 분석 도구를 결합하여 식품, 소비재, 의약품, 연료, 환경 등에서 발견되는 화학 물질의 농도를 식별하고 측정합니다.

GC/MS 기기의 일반적인 구성 요소와 기본 작동 원리에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요.

가스 크로마토그래프

가스 크로마토그래피(GC)는 혼합물에서 휘발성 성분을 분리하는 데 사용됩니다. 액체 시료가 헬륨이나 수소와 같은 가스에 의해 운반될 수 있는 증기로 변환될 때까지 가열하는 방식으로 작동합니다. 가스(운반 가스 또는 이동상이라고 함)는 화학 물질(고정상)로 코팅된 길고 얇은 유리 또는 금속 튜브(컬럼)를 통해 시료를 운반합니다.

증발된 화합물이 컬럼을 통과하면 고정상과 상호 작용할 때 속도가 느려집니다. 화학 물질마다 화학적 특성에 따라 컬럼 끝에 도달하는 데 걸리는 시간이 더 길거나 짧을 수 있습니다. 화학 물질이 분리되면 질량 분석기로 옮겨집니다.

질량 분석기

질량 분석기(MS)는 GC에서 분리된 증발된 화합물을 식별하고 측정하는 검출기입니다. GC가 머무름 시간과 피크 강도 정보를 제공하는 반면, 질량 분석기는 질량 정보라는 세 번째 차원을 추가합니다. 질량 정보는 분자의 구조적 및 화학적 특성을 식별, 정량 및 측정하는 데 사용할 수 있습니다.

질량 분석기에서 화학 물질이 접촉하는 첫 번째 구성 요소를 이온화원이라고 하며, 여기서 GC 컬럼에서 용리되는 중성 분자가 이온화됩니다. 보통의 이온화원은 일반적으로 전구의 필라멘트와 유사한 금속 필라멘트를 포함하는 전자 이온화(EI) 소스입니다. 필라멘트에 전하를 가하면 들어오는 화합물에 전자 스트림을 방출하여 대부분 양전하를 띠는 조각으로 분해합니다. 이렇게 생성된 조각의 패턴은 화학 물질을 식별하는 데 사용할 수 있는 매우 특이적인 '지문' 역할을 합니다.

이온화원 내에서 렌즈라고 알려진 일련의 전극은 전하를 띈 분자를 소스에서 quadrupole 질량 분석기(또는 질량 필터)로 향하게 합니다. Quadrupole는 직류 전압과 무선 주파수가 적용되는 4개의 로드(rod)로 구성됩니다. 이러한 힘의 다양한 조합을 통해 특정 질량(질량 대 전하비 또는 m/z라고 함)의 조각만 주어진 시간에 quadrupole의 전기장을 따라 검출기를 향해 이동하도록 합니다.

질량 분석기는 다양한 전압을 빠르게 순환하며 다양한 m/z 비를 측정합니다. 기기를 통과하는 이온은 전자 증배관이라는 검출기를 통해 측정되며, 이 검출기는 존재하는 각 이온 종의 신호 강도를 제공합니다. 실험의 각 시점에 기록된 데이터를 질량 스펙트럼이라고 합니다. 이 질량 스펙트럼의 패턴은 지문과 마찬가지로 식별 목적으로 사용될 수 있습니다. 다양한 이온 종에 대해 기록된 반응은 정량적 목적으로 검량할 수 있습니다.