Масс-спектрометрия (МС) — это аналитический метод, используемый для определения массы и структуры молекул, а также для анализа их составов. Основные принципы масс-спектрометрии включают следующие этапы:

Ионизация: Пробы ионизируются, то есть молекулы превращаются в ионы. Существует несколько методов ионизации, включая электронный удар (EI), химическую ионизацию (CI), MALDI (матрица-ассоциированная лазерная десорбция/ионизация) и ESI (электроспрей ионизация). Выбор метода зависит от типа анализируемых молекул.

Анализ ионов: Ионы, образованные на первом этапе, разделяются в зависимости от их массы и заряда (m/z) с помощью масс-анализа. В современных масс-спектрометрах могут использоваться различные типы анализаторов, такие как квадруполь, ионная ловушка, TOF (Time-of-Flight) и др.

Детекция: После разделения ионов они регистрируются детекторами, которые преобразуют информацию о числе ионов и их массах в электрические сигналы, формируя масс-спектр.

Анализ массы пика (Molecular Ion Peak): Пик, соответствующий молекулярному иону (обычно обозначаемый как [M]+, если ион положительный, или [M]− для отрицательного иона), дает информацию о молекулярной массе исследуемого соединения.

Изотопные пики: Наличие изотопных пиков (например, пики для C-12 и C-13) может предоставить дополнительную информацию о составе элемента в молекуле.

Фрагментация: Важно изучить фрагментационные пики в масс-спектре. Они представляют собой ионы, образованные в результате разрыва химических связей в молекуле. Анализ этих фрагментов может помочь определить компоненты структуры молекулы и характер связей. Соотношение между молекулярным и фрагментированным ионом может также указать на определенные функциональные группы.

Сравнение с известными данными: Сравнение полученного спектра с известными масс-спектрами в библиотеках может помочь в идентификации соединения.

Элементарный состав: Можно воспользоваться формулой для расчета возможных химических формул на основе массы молекулы и соотношений между элементарными массами различных атомов.

Специализированные методы: Иногда могут применяться дополнительные методы, такие как комбинация масс-спектрометрии с ядерным магнитным резонансом (ЯМР) или инфракрасной спектроскопией, для получения более полной информации о структуре молекулы.

Таким образом, анализ масс-спектра и фрагментации ионов дает мощные инструменты для определения структуры молекулы и понимания ее химического состава.