طیف سنجی کتله یی

توضیحات

 این یک مونوگراف تکمیل بوده شما میتوانید با پیام گذاشتن به وتسپ ما آن را دریافت کنید

وتسپ:۰۷۹۹۱۱۸۸۳۱

مونوگراف به صورت تضمینی بوده که نیاز به تغیرات ندارد و قبلا دفاع شده است

---------------------------------------------

خلاصه

تاریخچه روش اسپکترومتری کتله یی به سال 1898 به آزمایشات وین برمی‌گردد. او نشان داد اشعه‌های کانالی می‌توانند توسط عبور از بین میدان‌های مقناطیس  و الکتریکی موازی منحرف شوند. با این وجود ابداع این روش توسط. Thomsone صورت گرفت. تامسون آنالیز اشعه‌های کاتدی را مطالعه کرد. در دهه1960 طیفاصله ‌های کتله یی پشت سرهم ابداع شدند که ارزش بالایی در زمینه بررسی ساختار و شناخت دقیق و صحیح مواد نقش مهمی داشتند. در دهه 1980 با ایجاد روش‌های یونیزه کننده ملایم‌تر طیف کاربرد اسپکترومتری کتله یی افزایش چشمگیری یافت. ابداع روش‌های اخیر باعث شد کاربرد اسپکترومتری کتله یی در زمینه بیولوژی و علوم گسترش یابد و در سال 2002 Jan fehnو koichi Tanaka به دلیل نشان دادن اینکه پروتئین‌ها با وزن مالیکولی بالا را نیز می‌توان با استفاده از روش یونیزاسآیون دفع لیزر یونیزه کرد، جایزه نوبل دریافت کردند. برای بدست آوردن اطلاعات ساختاری و توالی پپتیدی، از طیف سنج متوالی و استفاده می‌کنند. در طیفاصله  کتله یی متوالی بطور معمول از دو آنالیزور کتله یی که با یک محفظه برخورد (Cillision Cell) از هم جدا شده‌اند. (حبیبی ،1389 ،ص ۲۰)

 و یا یک آنالیزور کتله یی آیون تراپ استفاده می‌شود. در حالتی که از دو آنالیزور استفاده می‌شود در فاصله بین دو آنالیزور کتله یی یک محفظه برخورد قرار می‌گیرد که در آن با بکارگیری یک گاز خنثی مانند هلیوم و یا آرگون طی فرایند [1](CID) آیون انتخابی را قطعه قطعه می‌کنند. قطعه شدن در اثر برخورد مولیکول ‌های گاز به مولیکول  آیون رخ می‌دهد. آنالیزورهای کتله یی مورد استفاده ممکن است از یک نوع یا از انواع مختلف (هیبرید) باشند. وقتی از یک نوع باشند می‌توان به آنالیزورهای triple Quadupole اشاره کرد. برای آنالیز بوسیله طیف سنج کتله یی متوالی) سه Quadrupole را با هم به شکل Triple Quadruple ترکیب می‌کنند. در اینجا اولین و سومین Quadrupole برای Scanning (تفکیک یون‌ها براساس     بکار می‌روند در حالی که Quadrupole میانی به عنوان محفظه برخورد عمل می‌کند. آنالیزور اول تنها اجازه عبور أیونها  انتخابی توسط کاربر را فراهم می‌کند. در حالی که آنالیز سوم أیونها  حاصل از قطعه قطعه شدن آیون انتخابی در محفظه برخورد را، براساس نسبت کتله  به وزن  از هم تفکیک کرده و طیف را بوجود می‌آورد. در محفظه برخورد یون‌ها طی فرایند CID و بموزن ان با گازهای خنثی نظیر هلیوم و آرگون قطعه قطعه می‌شوند .اصول طیف سنجی کتله یی جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر بنا نهاده شده است. تاریخ پایه‌گذاری اصول اساسی آن ، به سال 1898 بر می‌گردد. در سال 1911 ، تامسون برای تشریح وجود از طیف کتله یی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصر می توانند ایزوتوپ داشته باشند. تا جایی که می‌دانیم، قدیمی‌ترین طیف سنج کتله ی ، در سال 1918 ساخته شد.اما روش طیف سنجی کتله یی تا همین اواخر که دستگاههای دقیق ارزانتری در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چندانی نداشت. (غلامی ،1390،ص 120)

دستگاه طیف سنج کتله ی

به بیان ساده ، طیف سنج کتله یی سه عمل اساسی را انجام می‌دهد: اول این‌که مولیکول ها توسط جریانی از الکترونهای پُر انرژی بموزن ان شده و بعضی از مولیکول ها به أیونها  مربوط تبدیلمی‌گردند. (غلامی ، 1390، ص 125)

سپس یونها در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند. دوم این‌که ، أیونها  شتاب داده شده ، بسته به نسبت کتله  به وزن   .آنها در یک میدان مقناطیس  یا الکتریکی جدا می‌گردند و در نهایت اینکه ، أیونها  دارای نسبت کتله  به وزن  مشخص و معین ، توسط بخشی از دستگاه که در اثر برخورد یونها به آن قادر به شمارش آنها است، آشکار می‌گردند.نتایج داده شده خروجی توسط آشکار کننده ، بزرگ شده و به ثبّات داده می‌شوند. علامت یا نقشی که از ثبّات حاصل می‌گردد، یک طیف کتله یی است، نموداری از تعداد ذرات آشکار شده حسب تابعی از نسبت کتله  به وزن .

امروزه با طیف‌های سریع و مطمئن می‌توان فرمول تجربی قطعات یونی را تعیین کرده و با تجهیزات اضافی أیونها  شبه پایدار را اندازهگیری و طیف‌های فعالسازی تصادفی [2] را ثبت نمود. امتیاز این روش به دلیل دو عامل مهم است:

1. امکان تعیین کتله  مالیکولی نسبی و تعیین نسبت اجزا ی سازنده عنصری یک ترکیب شیمیایی با استفاده از کمترین مقدار ماده.
2. الگوی جزء به جزء شدن (تجزیه یک ماده تحت تأثیر بموزن ان الکترونی یا سایر روش‌ها به منظور تشکیل یون) که در یک طیف کتله ی، تشخیص ساختار ترکیب مورد نظر را امکان‌پذیر می‌سازد. (غلامی ، 1390، ص 125)

هنگامی که یک مولیکول  توسط الکترون‌های پرانرژی در محفظه یونیزاسآیون یک طیفاصله  کتله یی بموزن ان شد، علاوه بر از دست دادن یک الکترون و تشکیل یک آیون آن مولیکول  همچنین مقداری از انرژی انتقال داده شده در اثر برخورد بین خود و الکترون‌های ورودی را جذب می‌کند. این انرژی اضافی آیون مولیکول  را در یک حالت برانگیخته ارتعاشی قرار می‌دهد. ممکن است این آیون مالیکولی برانگیخته ناپایدار بوده و مقداری از این انرژی اضافی را در اثر جز به جزء شدن از دست بدهد. اگر طول عمر آیون مالیکولی کمتر از10⁵ ثانیه باشد، قبل از آنکه در محفظه یونیزاسیون، شتاب داده شود جزء به جزء می‌شود. در چنین مواردی قلل مربوط به نسبت‌های : این قطعات در طیف دیده می‌شوند. برای این ترکیب مشخص تمام أیونها  مالیکولی تشکیل شده به وسیله یونیزاسیون، دقیقاً طول عمر یکسانی را ندارند بلکه یون‌ها دارای طول عمر متفاوتی هستند، بعضی از یون‌ها طول عمر کمتری از دیگران دارند در نتیجه قلل مربوط به آیون مالیکولی و قطعات در طیف مشاهده می‌شود. برای اکثر ترکیباتی که در یک طبقه قرار دارند، طریقه جزء به جزء شدن تا حدودی وجه مشخص شده آن طبقه است و می‌توان پیش‌بینی کرد که یک مولیکول  چگونه جزء به جز می‌شود. قبل از بحث در مورد جزء به جزء شدن هر طبقه از ترکیبات توضیح اصول فرایند جزء به جزء شدن مفید خواهد بود. (حبیبی ،1389 ،ص ۲۲)

در آغاز یونیزاسآیون مولیکول  نمونه مورد آزمایش تولید یک آیون ملکولی کرده که نه تنها حامل یک وزن  مثبت است بلکه دارای یک الکترون جفت نشده نیز هست. پس در واقع آیون ملکولی یک کاتآیون – رادیکال بوده و شامل تعداد فردی از الکترون‌ها است. قطعات یونی تشکیل شده در طیفاصله  کتله یی تقریباً همیشه تحت فرایندهای تک ملکولی ایجاد می‌گردند. فشار وارده بر نمونه در محفظه یونیزاسآیون به حدی پایین بوده که اجازه برخوردهای دو ملکولی زیادی را نمی‌دهد. آن فرایندهای تک ملکولی که مقدار انرژی کافی دارند فراوانترین قطعات یونی را تولید می‌کنند. قطعات یونی تولید شده کاتآیون هستند. شیمی این قطعات یونی را می‌توان به میزان زیاد به صورت آنچه که در مورد أیونها  کربونیم در محلول می‌دانیم بیان کرد. (حبیبی ،1389 ،ص ۲۲)

خلاصه تحقیق

طیف سنجی یک ابزار اکتشافی اساسی در زمینه های فیزیک ، شیمی و نجوم است که امکان ترکیب ساختار فیزیکی و ساختار الکترونیکی ماده را در مقیاس اتمی ، مقیاس مالیکولی ، مقیاس ماکرو و مسافت های نجومی بررسی می کند. کاربردهای مهم طیف سنجی پزشکی در زمینه آنالیز بافتی و تصویربرداری پزشکی است.

اشتراک‌گذاری: