نمایش مبدأ برای طیف‌سنجی جرمی

'''طیف‌سنجی جرمی''' ([[به انگلیسی]]: Mass spectrometry) ([[اختصار|به اختصار]]: MS)، یکی از فنون [[شیمی تجزیه|تجزیه‌ای]] است که جهت اندازه‌گیری [[نسبت جرم-به-بار]] [[یون‌ها]] به کار می‌رود. این نتایج به صورت «''طیف جرمی''» نمایش داده می‌شوند که نمودار شدت به عنوان [[تابع (ریاضیات)|تابعی]] از نسبت جرم-به-بار است. طیف‌سنجی جرمی در حوزه‌های متفاوتی استفاده شده و در نمونه‌های خالص و همچنین مخلوطهای پیچیده مورد استفاده واقع می‌شود.

طیف‌سنجی جرمی نوعی نمودار سیگنال یونی است که تابعی از نسبت جرم-به-بار است. این طیف‌ها جهت تعیین امضای [[عنصر شیمیایی|عنصری]] یا [[ایزوتوپ|ایزوتوپی]] یک نمونه مورد استفاده قرار می‌گیرد که جرم ذرات و [[مولکول|مولکول‌ها]] بوده و همچنین جهت تعیین هویت شیمیایی یا ساختاری مولکول‌ها و سایر [[ترکیبات شیمیایی]] از آن استفاده می‌شود.

اغلب در فرایندهای MS، یک نمونه که ممکن است [[جامد]]، [[مایع]] یا [[گاز|گازی]] باشد [[یونیزه]] می‌شود و این عمل به عنوان مثال با بمباران شدن آن توسط [[یونش الکترونی|پرتویی از الکترون‌ها]] صورت می‌پذیرد. این عمل ممکن است موجب شود که برخی از مولکول‌های نمونه به تکه‌هایی با [[بار الکتریکی|بار مثبت]] شکسته شده یا صرفاً بدون تکه-تکه شدن بار مثبت پیدا کنند. سپس این یون‌ها (تکه‌ها) براساس نسبت جرم-به-بار و مثلاً از طریق شتاب پیدا کردنشان با کمک یک [[میدان الکتریکی]] یا [[میدان مغناطیسی|مغناطیسی]] از هم جدا می‌شوند: یون‌هایی که نسبت بار-به-جرم یکسانی داشته باشند تحت انحراف یکسانی قرار می‌گیرند.<ref name="isbn0-9660813-2-3">{{cite book |author=Sparkman, O. David |title=Mass spectrometry desk reference |url=https://archive.org/details/massspectrometry0000spar |publisher=Global View Pub |location=Pittsburgh |year=2000 |isbn=978-0-9660813-2-9}}</ref> این یون‌ها توسط مکانیسمی همچون [[تکثیرگر الکترون|تکثیرگر الکترونی]] آشکار می‌شوند که قادر است ذرات باردار را آشکارسازی کند. سپس این نتایج به صورت طیف‌هایی از شدت شیکنال یون‌های آشکارسازی شده نمایش می‌یابند که تابعی از نسبت جرم-به-بار است. این اتم‌ها یا مولکول‌هایی که در نمونه قرار دارند را می‌توان با [[همبستگی و وابستگی|همبسته‌سازی]] با جرم‌های شناخته شده، جرم‌های شناسایی شده یا از طریق الگوهای تکه-تکه شدنی که از پیش موجود اند، شناسایی نمود.

== تاریخچه طیف‌سنج جرمی ==
[[File:Early Mass Spectrometer (replica).jpg|thumb|upleft=۱٫۳۵|نسخه کپی از طیف‌سنج جرمی سوم جی.جی. تامپسون]]
[[اویگن گلدشتاین]] در ۱۸۹۶ میلادی مشاهده نمود که پرتوهای تخلیه گازی تحت فشار پایین از آند دور شده و از طریق کانال‌هایی در کاتد منفذدار، در جهت مخالف پرتوهای کاتدی باردار سفر می‌کنند (یعنی از [[کاتد]] به [[آند (شیمی)|آند]]). گلدشتاین این پرتوهای آندی با بار مثبت را «Kanalstrahlen» نامید؛ ترجمه استاندارد این اصطلاح به انگلیسی «canal rays» به معنای «پرتوهای کانالی» است. [[ویلهلم وین]] متوجه شد که [[میدان الکتریکی|میدان‌های الکتریکی]] یا [[میدان مغناطیسی|مغناطیسی]] قوی قادر اند تا پرتوهای کانالی را منحرف کنند. او در ۱۸۹۹ میلادی دستگاهی را ساخت که دارای میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی متعمادی بوده و پرتوهای مثبت را برحسب نسبت بار-به-جرم (<math>\tfrac{Q}{m}</math>) جدا می‌کرد. وین متوجه شد که نسبت بار-به-جرم به طبیعت گاز در لوله تخلیه بار وابسته است. دانشمند [[انگلیسی‌ها|انگلیسی]]، [[جی جی تامسون|جی.جی. تامسون]] بعدها کار وین را با کاهش فشار جهت ایجاد طیف‌نگار جرمی ارتقاء داد.

[[File:Alpha calutron tank.jpg|thumb|right|upleft|طیف‌سنج جرمی [[کالوترون]] در [[پروژه منهتن]] برای غنی‌سازی اورانیوم مورد استفاده واقع شد.]]
کلمه ''[[طیف‌سنج نوری|اسپکتروگراف]]'' (طیف‌نگار) از ۱۸۸۴ میلادی مبدل به بخشی از واژه‌نامه علمی بین‌المللی گشته‌است.<ref>"[http://dev.m-w.com/dictionary/spectrograph Definition of spectrograph]{{dead link|date=September 2017 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes}}." Merriam Webster. Accessed 13 June 2008.</ref><ref>{{Cite book| vauthors = Downard K |title=Mass Spectrometry - A Foundation Course| url = https://archive.org/details/massspectrometry0000down |publisher=Royal Society of Chemistry|year=2004|isbn=978-0-85404-609-6|doi=10.1039/9781847551306}}</ref> اولین دستگاه‌های ''اسپکترومتری'' (طیف‌سنجی) که به اندازه‌گیری نسبت‌های جرم-به-بار یون‌ها پرداختند را ''طیف‌نگارهای جرمی'' (mass spectrographs) نامیدند که شامل ابزارآلاتی برای ثبت [[طیف]] مقادیر جرمی روی یک [[صفحه عکاسی]] بودند.<ref name='a804629h'>{{cite journal|title=Francis Aston and the mass spectrograph|url=https://archive.org/details/sim_dalton-transactions_1998-12-07_23/page/n10|journal=Dalton Transactions|year=1998 | vauthors = Squires G |pages=3893–3900|doi= 10.1039/a804629h|issue=23}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Downard KM | title = Historical account: Francis William Aston: the man behind the mass spectrograph | journal = European Journal of Mass Spectrometry | volume = 13 | issue = 3 | pages = 177–90 | year = 2007 | pmid = 17881785 | doi = 10.1255/ejms.878 | s2cid = 25747367}}</ref> ''طیف‌بین جرمی'' (mass spectroscope) مشابه با «طیف‌نگار جرمی» است به جز این که در آن پرتوی یونی به سمت صفحه فسفری می‌رود.<ref>{{cite book| vauthors = Thomson JJ |author-link = J. J. Thomson|title = Rays Of Positive Electricity and Their Application to Chemical Analysis|publisher = Longman's Green and Company|year = 1913|location = London|url = https://archive.org/details/RaysOfPositiveElectricity}}</ref> در ابزارآلات اولیه، هنگامی که می‌خواستند اثرات تنظیمات را به سرعت مشاهده کنند از پیکره‌بندی یک طیف‌بین جرمی استفاده می‌کردند. هنگامی که ابزار مورد نظر به طریق مناسبی تنظیم می‌شد، یک صفحه عکاسی در آن درج شده و در معرض پرتوها قرار می‌گرفت. استفاده از اصطلاح طیف‌بین جرمی ادامه یافت، در حالی که نور مستقیم صفحه فسفری جای خود را به اندازه‌گیری غیر مستقیم [[اسیلوسکوپ]] داده بود.<ref name='Siri_1947'>{{cite journal|title=Mass spectroscope for analysis in the low-mass range|journal=Review of Scientific Instruments|year= 1947 | vauthors = Siri W |volume=18|issue=8|pages=540–545|doi= 10.1063/1.1740998|bibcode = 1947RScI...18..540S}}</ref> استفاده از اصطلاح «طیف‌بین جرمی» اکنون به علت احتمال اشتباه گرفته شدنش با [[طیف‌بینی]] نور، توصیه نمی‌شود.<ref name="isbn0-9660813-2-3"/><ref name='Price 1991'>{{cite journal | vauthors = Price P | title = Standard definitions of terms relating to mass spectrometry: A report from the committee on measurements and standards of the American society for mass spectrometry | journal = Journal of the American Society for Mass Spectrometry | volume = 2 | issue = 4 | pages = 336–48 | date = August 1991 | pmid = 24242353 | doi = 10.1016/1044-0305(91)80025-3 | doi-access = free}}</ref> طیف‌بینی جرمی را اغلب در [[زبان انگلیسی|انگلیسی]] به صورت mass-spec یا صرفاً MS مخفف‌سازی می‌نمایند.<ref name="isbn0-9660813-2-3"/>

فنون مدرن طیف‌سنجی جرمی توسط [[آرتور جفری دمپستر]] و [[اف. دبلیو. آستون]] به ترتیب در ۱۹۱۸ و ۱۹۱۹ میلادی ابداع شدند.

طیف‌سنج‌های جرمی قطاعی که به [[کالوترون]] نیز شناخته می‌شوند، توسط ارنست او. لارنس توسعه یافتند و جهت جداسازی ایزوتوپ‌های [[اورانیوم]] طی [[پروژه منهتن]] مورد استفاده واقع شدند.<ref name='OSTI ID: 20699216'>{{cite journal| vauthors = Parkins WE |title=The uranium bomb, the calutron, and the space-charge problem|journal=Physics Today|volume=58|issue=5|year=2005|pages=45–51|issn=0031-9228|doi=10.1063/1.1995747|bibcode = 2005PhT....58e..45P |citeseerx=10.1.1.579.4119}}</ref> طیف‌سنج‌های جرمی کالوترون برای [[غنی‌سازی اورانیوم]] در کارخانه Y-12 در [[اوک ریج، تنسی]] استفاده شدند. این تأسیسات در [[جنگ جهانی دوم]] تأسیس شدند.

در ۱۹۸۹ میلادی، نیمی از [[جایزه نوبل فیزیک]] به [[هانس جرج دهملت]] و [[ولفگانگ پل]] جهت توسعه تکنیک تله یونی در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی اهدا شد.

در ۲۰۰۲ میلادی، [[جایزه نوبل شیمی]] به [[جان فن]] به دلیل توسعه [[یونش الکتروافشانه]] (ESI) و [[کویچی تاناکا]] برای توسعه «واجذبی لیزری نرم» (SLD) و کاربردهایشان در یون‌سازی از مولکول‌های زیست‌شناختی، بخصوص پروتئین‌ها اهدا شد.<ref>{{cite news| title=The Nobel Prize in Chemistry 2002: Information for the Public | date=9 October 2002 | publisher=The Nobel Foundation | url =https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2002/popular.html | access-date = 2007-08-29}}</ref>

== اجزای طیف‌سنج جرمی ==
[[پرونده:Mass Spectrometer Schematic.svg|بندانگشتی|200px|چپ|ساختار شماتیک یک طیف‌سنج جرمی]]
اجزای اصلی طیف‌سنج جرمی شامل ورودی نمونه، منبع یون، سیستم اندازه‌گیری و آشکارساز یونی تحت خلاء است.

نمونه‌های فرار را می‌توان مستقیماً وارد جانمونه کرد اما نمونه‌هایی که فراریت کمتری دارند، بایستی وارد اتاقک یونیزاسیون شوند. یونیزاسیون برخورد الکترونی توسط الکترون‌های با انرژی بالا در حدود 70eV انجام می‌شود. کاتیون‌های حاصل توسط پتانسیلی در حدود keV 4-8 شتاب گرفته و از [[میدان مغناطیسی]] قدرتمندی با زاویهٔ ۹۰ درجه نسبت به پرتو عبور می‌کنند. یون‌ها بر اساس نسبت جرم/بارشان از مسیر خود منحرف شده و بر روی یک آشکارساز متمرکز می‌شوند.<ref>{{چپ‌چین}}*E. De Hoffmann and V. Stroobant, Mass Spectrometry: Principles and Applications, 2nd
edn, John Wiley & Sons Ltd, Chichester (2001).{{پایان چپ‌چین}}</ref>

به بیان ساده، طیفسنج جرمی سه عمل اساسی را انجام می‌دهد:
# مولکول‌ها توسط جرایاناتی از الکترون‌های پرانرژی بمباران شده و بعضی از مولکول‌ها به یون‌های مربوطه تبدیل می‌گردند. سپس یون‌ها در یک [[میدان الکتریکی]] شتاب داده می‌شوند.
# یون‌های شتاب داده شده بسته به نسبت بار/جرم آن‌ها در یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی جدا می‌گردند.
# یون‌های دارای نسبت بار/جرم 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 آشکارکننده بزرگ شده و به ثبات داده می‌شوند. علامت یا نقشی که از ثبات حاصل می‌گردد یک طیف جرمی است، نموداری از تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت بار/جرم (m/e).
روش طیفسنجی جرمی تا همین اواخر که دستگاه‌های دقیق ارزانی در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چندانی نداشت. این تکنیک با پیدایش دستگاه‌های تجاری که به سادگی تعمیر و نگهداری می‌شوند و با توجه به مناسب بودن قیمت آن‌ها برای بیشتر آزمایشگاه‌های صنعتی و آموزشی و نیز بالا بودن قدرت تجزیه و تفکیک، در مطالعه تعیین ساختمان ترکیبات از اهمیت بسیاری برخوردار گشته‌است. امروزه با طیف‌های سریع و مطمئن می‌توان [[فرمول تجربی]] قطعات یونی را تعیین کرده و با تجهیزات اضافی یون‌های شبه پایدار را اندازهگیری و طیف‌های فعالسازی تصادفی (Collision Activation Spectra) را ثبت نمود. امتیاز این روش به دلیل دو عامل مهم است:
# امکان تعیین جرم مولکولی نسبی و تعیین نسبت اجزا ی سازنده عنصری یک [[ترکیب شیمیایی]] با استفاده از کمترین [[مقدار ماده]].
# الگوی جزء به جزء شدن (تجزیه یک ماده تحت تأثیر بمباران الکترونی یا سایر روش‌ها به منظور تشکیل یون) که در یک طیف جرمی، تشخیص ساختار ترکیب مورد نظر را امکان‌پذیر می‌سازد.
هنگامی که یک مولکول توسط الکترون‌های پرانرژی در محفظه یونیزاسیون یک طیفسنج جرمی بمباران شد، علاوه بر از دست دادن یک الکترون و تشکیل یک یون آن مولکول همچنین مقداری از انرژی انتقال داده شده در اثر برخورد بین خود و الکترون‌های ورودی را جذب می‌کند. این انرژی اضافی یون مولکول را در یک [[حالت برانگیخته]] ارتعاشی قرار می‌دهد. ممکن است این یون مولکولی برانگیخته ناپایدار بوده و مقداری از این انرژی اضافی را در اثر جز به جزء شدن از دست بدهد. اگر [[طول عمر]] یون مولکولی کمتر از <sup>5-</sup>10 ثانیه باشد، قبل از آنکه در محفظه یونیزاسیون، شتاب داده شود جزء به جزء می‌شود. در چنین مواردی قلل مربوط به نسبت‌های m/e این قطعات در طیف دیده می‌شوند. برای این ترکیب مشخص تمام یون‌های مولکولی 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 یون مولکولی 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 مولکول 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.

در آغاز یونیزاسیون مولکول نمونه مورد آزمایش تولید یک یون ملکولی کرده که نه تنها حامل یک بار مثبت است بلکه دارای یک [[الکترون جفت نشده]] نیز هست. پس در واقع یون ملکولی یک کاتیون – رادیکال بوده و شامل تعداد فردی از الکترون‌ها است. قطعات یونی تشکیل شده در طیفسنج جرمی تقریباً همیشه تحت فرایندهای تک ملکولی ایجاد می‌گردند. فشار وارده بر نمونه در محفظه یونیزاسیون 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 کاتیون هستند. شیمی این قطعات یونی را می‌توان به میزان زیاد به صورت آنچه که در مورد یون‌های کربونیم در محلول می‌دانیم بیان کرد.

برای مثال استخلاف آلکیل قطعات یونی را پایدار ساخته (و تشکیل آنان را سرعت می‌بخشد)، که شبیه به آن چیزی که در مورد یون‌های کربونیم اتفاق می‌افتد. آن دسته از فرایندهای جزء به جزء شدن که منجر به تشکیل یون‌های کم پایدار می‌شوند، مورد توجه هستند. اغلب، جزء به جزء شدن مستلزم از دست رفتن یک قطعه خنثی (بدون بار) است این قطعه خنثی در طیف جرمی ظاهر نشده ولی می‌توان از روی اختلاف بین اجرام قطعه یونی و یون ملکولی اولیه، به وجود آن پیبرد. مجدداً فرایندهایی که منجر به تشکیل یک قطعه خنثی پایدار می‌گردند، بر فرایندهایی که منجر به تشکیل قطعات خنثی کم پایدار می‌شوند، ارجحیت دارند. اغلب اوقات جزء به جزء شدن با شکستن یک اتصال همراه است. در این فرایند، یون ملکولی که محتوی تعداد الکترون‌های فرد و یک قطعه یونی با تعداد الکترون زوج ایجاد می‌کند. آن قطعه جدا شدهی خنثی یک رادیکال بوده در حالی که قطعه یونی از نوع یون کربونیم است. شکستن پیوندهایی که منجر به تشکیل یون‌های کربونیم پایدارتر شوند مساعدتر هستند. یکی دیگر از مهم‌ترین انواع جزء به شدن جزء مستلزم شکستن دو پیوند است. در این فرایند یون ملکولی حاوی الکترون فرد، یک قطعه یونی با الکترون فرد و یک قطعه خنثی با الکترون زوج (که معمولاً به صورت یک [[مولکول کوچک]] است) ایجاد می‌کند. بدین ترتیب جرم یون‌ها را می‌توان در فاز گازی تعیین کرد. تعیین جرم یون‌ها و تبدیل مولکول‌های خنثی به اجزای دارای بار به وسیلهی فرایندهای یونش اساس کار طیفسنجی جرمی است. پس از برخورد الکترون با مولکول، مولکول مورد نظر کاتیون رادیکال تشکیل می‌دهد که جرم مولکولی این کاتیون رادیکال با جرم مولکولی مولکول اولیه برابر است. کاتیون رادیکال تشکیل شده یک یون مولکولی است. پس از تشکیل یون مولکولی و شکستن یون مولکولی به گونه‌های کوچکتر، می‌توان با استفاده از طیف بدست آمده، ساختار ترکیب را حدس زد. پس از تشکیل یونها، این یون‌ها شتاب داده می‌شوند و بسته به نسبت بار/جرم (m/e) آن‌ها با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی جدا می‌شوند. فراوانترین یون تشکیل شده در محفظهی یونیزاسیون، بلندترین قله را در طیف جرمی می‌دهد. این قله را قله مادر می‌نامند. البته محدودیت‌های نیز برای تعیین جرم مولکولی یک نمونه با این روش وجود دارد:
# قطبیت یک ماده نسبت عکس با فراریت آن دارد.
# هر قدر جرم مولکولی نسبی بزرگتر باشد تعداد [[گروه عاملی]] هم بیشتر بوده پس خطر [[تجزیه حرارتی]] ان در اثر تبخیر بیشتر است.

== تولید یون‌ها ==
[[File:CARIBU at ATLAS.jpg|thumb|منبع یونش سطحی در شتابدهنده خطی [[آزمایشگاه ملی آرگون]].]]
[[منبع یونی]] بخشی از طیف‌سنج جرمی است که مواد مورد تجزیه و تحلیل (آنالایت) را یونیزه می‌کند. این یون‌ها سپس توسط [[میدان مغناطیسی|میدان‌های مغناطیسی]] یا [[میدان الکتریکی|الکتریکی]] به تجزیه‌گر جرمی منتقل می‌شوند.

تکنیک‌هایی که برای یونش مورد استفاده واقع می‌شوند، در تعیین نوع نمونه‌هایی که می‌توان در طیف‌سنجی جرمی آن‌ها را تجزیه نمود، نقش کلیدی داشته‌اند. برای [[گاز]]ها و [[بخار]]ها، [[یونش الکترونی]] و یونش شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در منابع یونش شیمیایی، [[آنالیت]] توسط واکنش‌های شیمیایی یون-مولکولی طی برخوردهایی که در منبع انجام می‌شود، یونیزه می‌شود. دو تکنیکی که اغلب در مورد نمونه‌های [[زیست‌شناختی]] [[مایع]] و [[جامد]] مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل [[یونش الکتروافشانه]] (اختراع شده توسط [[جان فن]]<ref>{{cite journal | vauthors = Fenn JB, Mann M, Meng CK, Wong SF, Whitehouse CM | title = Electrospray ionization for mass spectrometry of large biomolecules | url = https://archive.org/details/sim_science_1989-10-06_246_4926/page/n66 | journal = Science | volume = 246 | issue = 4926 | pages = 64–71 | date = October 1989 | pmid = 2675315 | doi = 10.1126/science.2675315 | citeseerx = 10.1.1.522.9458 | bibcode = 1989Sci...246...64F}}</ref>) و [[واجذب-یونش لیزری به کمک ماتریس]] اند (MALDI، که ابتدا به عنوان تکنتیکی مشابه با «واجذب لیزری نرم (SLD) توسط کی. تاناکا<ref>{{cite journal | vauthors = Tanaka K, Waki H, Ido Y, Akita S, Yoshida Y, Yoshida T |title=Protein and Polymer Analyses up to m/z 100 000 by Laser Ionization Time-of flight Mass Spectrometry |journal=[[Rapid Communications in Mass Spectrometry|Rapid Commun Mass Spectrom]] |volume=2 |issue=20 |pages=151–3 |year=1988|doi=10.1002/rcm.1290020802|bibcode=1988RCMS....2..151T}}</ref> توسعه یافت که به خاطر آن برنده جایزه نوبل شد و سپس به عنوان MALDI توسط ام. کاراس و اف. هیلنکامپ توسعه یافت<ref>{{cite journal | vauthors = Karas M, Bachman D, Bahr U, Hillenkamp F |title=Matrix-Assisted Ultraviolet Laser Desorption of Non-Volatile Compounds |journal=[[International Journal of Mass Spectrometry|Int J Mass Spectrom Ion Proc]] |volume=78 |pages=53–68 |year=1987|doi=10.1016/0168-1176(87)87041-6|bibcode = 1987IJMSI..78...53K}}</ref>).

== آشکارساز ==
* '''''[[تکثیرگر الکترون]]''''': اجزاء ورودی به یک سطح فلزی برخورد می‌کنند. میان این سطح فلزی و سطح فلزی دیگر (دیانود) [[پتانسیل]] اعمال شده‌است بگونه‌ای که [[تابع کار]] آن فلز تأمین گردد و با برخورد جز باردار پر انرژی تعدادی [[الکترون]] به سمت دیانود دیگر نشر گردد. دیانود سوم نسبت به دایانود دوم پتانسیل مثبت تری دارد و با برخورد این الکترونها، تعداد بیشتری الکترون نشر می‌گردد. این فرایند ادامه می‌یابد. یک چندگانه گر الکترون، دارای چندین دایانود است بگونه‌ای که از یک ذره باردار ۱۰^۷ الکترون تولید می‌شود. جریان حاصل توسط آمپلی فایر تقویت می‌شود.
* '''''[[فنجان فارادی]]''''': فنجان فارادی (Faraday Cup) نیز مشابه تکثیر کننده الکترونی است که از یک فلز منحنی شکل از جنس اکسید برلیم (BeO) یا گالیم فسفید (GaP) تشکیل شده‌است که با برخورد یون الکترون تولید می‌شود. سادگی مقاومت و کارکردن در هر فشاری از مزیت‌های این آشکارساز است. این آشکارساز به دلیل حساسیت کمی که دارد استفاده محدودی دارد.
* '''صفحه چند کاناله''':
* '''جریان تصویری''':
* '''یون به فوتون''':
[[:en:Ion-to-photon detector|در ویکی‌پدیا انگلیسی]]

== روش‌ها ==
=== طیف‌سنجی جرمی متوالی (Tandem MS) ===
[[:en:Tandem mass spectrometry|در ویکی‌پدیا انگلیسی]]

=== طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS) ===
{{اصلی|طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه}}
[[پرونده:IMS3F pbmf.JPG|بندانگشتی|یک دستگاه قدیمی طیف‌سنجی جرمی یون-ثانویه که با مدل‌های جدیدتر جایگزین شده‌است]]
یک تکنیک مورد استفاده در بررسی مواد حالت جامد می‌باشد. SIMS تکنیک تجزیه و تحلیل ترکیب سطوح جامد و لایه‌های نازک، توسط کندوپاش سطح نمونه با پرتو یون متمرکز اولیه و جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل [[یون]]های خارج ثانویه‌است. این یون ثانویه همراه با طیف‌سنج جرمی اندازه‌گیری می‌شود و برای تعیین ترکیب عنصری، [[ایزوتوپ]]ی یا مولکولی سطح کاربرد دارد. سیمس حساس‌ترین تکنیک تجزیه و تحلیل سطح است که قادر به تشخیص عناصر موجود در محدوده یک در میلیارد می‌باشد.

=== کروماتوگرافی مایع-طیف‌سنج جرمی (LC-MS) ===
[[:en:Liquid chromatography–mass spectrometry|در ویکی‌پدیا انگلیسی]]

=== کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنج جرمی (GC-MS) ===
[[:en:Gas chromatography–mass spectrometry|در ویکی‌پدیا انگلیسی]]

=== طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-MS) ===
{{اصلی|طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی}}
[[پرونده:ICPMS Thermo torch 1.JPG|بندانگشتی|چپ|260پیکسل|مشعل حرارتی مخصوص ICPMS برای پلاسمای گاز آرگون]]
نوعی طیف‌سنجی جرمی است که برای ارزیابی و شناسایی [[فلز]]ها و برخی [[نافلزها]] تا [[غلظت]]‌هایی به اندکی بخش در ۱۰<sup>۱۵</sup> کارایی دارد. این تکنیک در مقایسه با [[طیف‌بینی جذب اتمی]]، دارای دقت، [[حساسیت]] و سرعت بیشتری است.

=== طیف‌سنجی جرمی تخلیه تابش (GDMS) ===

=== طیف‌سنجی جرمی شتابنده (AMS) ===
[[:en:Accelerator mass spectrometry|در ویکی‌پدیا انگلیسی]]

== تعیین وزن مولکولی ==
در عمل، تعیین وزن مولکولی، کاملاً به سادگی آن چیزی که در قبلاً اشاره شد، نیست. اول باید دانست که مقدار جرم هر یون شتاب داده شده در یک طیف‌سنج جرمی، جرم حقیقی آن است و نه [[وزن مولکولی]] آن که اوزان اتمی شیمیایی را بکار می‌برد. مقیاس شیمیایی اوزان اتمی بر پایه میانگین اوزان تمامی ایزوتوپ‌های یک عنصر است. طیف‌سنج جرمی، توانایی تشخیص بین جرم ذرات حامل معمولترین ایزوتوپ‌های عناصر و ذرات حاصل ایزوتوپ‌های سنگین‌تر را دارد. در نتیجه، اجرامی که برای یون‌های مولکولی مشاهده می‌شوند، اجرام مولکولهایی هستند که در آن‌ها هر اتم به‌صورت معمولترین (فراوانترین) ایزوتوپ خود وجود دارد.

دوم اینکه ممکن است مولکولهایی که توسط الکترون‌ها بمباران می‌شوند، شکسته شده و به قطعات یونی مبدل گردند. در اثر این جزء به جزء شدن، طیف‌های جرمی پیچیده شده و قلل موجود در نسبت‌های (m/e) گوناگونی ظاهر می‌شوند. باید کاملاً دقیق و مطمئن بود که قله مشکوک واقعاً قله یون مولکولی است و نه مربوط به قطعه یونی. این مسئله، بخصوص هنگامی بحرانی می‌شود که درصد فراوانی یون مولکولی کم باشد، همانگونه که در یون‌های مولکولی نسبتاً ناپایدار که به سادگی جزء به جزء می‌شوند، اتفاق می‌افتد.

مهمترین مسئله که باید بررسی کرد، آن است که اجرام یون‌های آشکار شده در طیف جرمی را باید به‌طور دقیق اندازهگیری نمود. خطایی به میزان فقط یک واحد جرمی تعیین ساختمان جسم را غیرممکن می‌سازد. طیف جرمی به صورت نموداری از درصد فراوانی یون بر حسب (m/e) است. همانگون که اشاره شد، فراوانترین یون تشکیل شده در محفظه یونیزاسیون بلندترین قله را در طیف جرمی دارد این پیک را پیک مادر می‌گویند. پیک دیگری که در طیف جرمی حائز اهمیت است پیک یون مولکول است یون مولکول ی یونیزه شده ترکیب خنثی است که در ی یونیزاسیون به وجود می‌آید و وزنی معادل وزن مولکول اولیه را دارد. برای اینکه یک مقدار ویژه (m/e) مربوط به یون مولکول باشد باید دارای سه معیار باشد:
# بدون در نظر گرفتن ایزوتوپها، یون مولکول باید نشان دهندهی بیشترین جرم یونی در طیف باشد. تعیین
# تعداد الکترون‌های یون باید فرد باشد.
# ترکیب نماینده یون مولکول باید قادر به تولید یون‌های مهم در ناحیه جرم بالای طیف باشد به عبارتی باید توانایی تشکیل قطعات یونی را در طیف جرمی داشته باشد.
گاهی برای تأیید قله یون مولکول از قاعده [[نیتروژن]] استفاده می‌شود. طبق این قاعده اگر در ترکیبی تعداد زوجی از اتم‌های نیتروژن داشته باشیم یا اصلاً نداشته باشیم یون مولکول آن در (m/e) زوج ظاهر می‌شود از طرفی مولکول‌های که تعداد نیتروژن فرد داشته باشند ایجاد یون مولکول فرد می‌کنند. این قاعده برای تمام ترکیباتی که دارای کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، هالوژن و همچنین بعضی از اتم‌های کمتر معمولی مانند فسفر، برم، سیلیکون، [[آرسنیک]] و [[فلزات قلیایی خاکی]] می‌باشند صادق است.

اغلب مولکول‌ها به صورت مخلوطی از ایزوتوپ‌ها وجود دارند و پیکهایی که به وسیلهی یون‌های حامل این ایزوتوپ‌های سنگین به وجود می‌آیند و در طیف جرمی وجود دارند در تعیین [[فرمول مولکولی]] کاربرد دارد. ایزوتوپ‌های سنگینتر پیکهایی ایجاد می‌کنند که شدت آن‌ها نسبت به پیک اصلی کوچکتر است. این پیک‌ها به صورت M+1 و M+2 در طیف جرمی ترکیب‌ها دیده می‌شوند که جرم آن‌ها نسبت به جرم یون مولکول به ترتیب ۱ و۲ واحد بیشتر است. به‌طور مثال برای اتم برم (Br) ارتفاع پیک‌های M+ و M+2 تقریباً برابر است یا برای اتم کلر ارتفاع پیک M+ تقریباً یه برابر پیک M+2 است.

برای آلکان‌های زنجیری خطی یا نرمال، قله یون ملکولی را می‌توان مشاهده کرد، هر قدر اسکلت کربن شاخهایتر شود، شدت قله یون ملکولی نیز کاهش می‌یابد. می‌توان این اثر را هنگام مقایسه طیف جرمی بوتان و ایزوبوتان به خوبی مشاهده کرد. در ایزوبوتان قله یون ملکولی به مراتب ضعیفتر از قله یون مولکولی بوتان است.

یک قطعهی مهم در طیف جرمی آلکان‌ها در ۴۱= m/eایجاد می‌شود. این قطعه، یون کربونیم آلیل است.

== داده‌ها ==
[[پرونده:ObwiedniaPeptydu.gif|بندانگشتی|200px|چپ|طیف جرمی یک [[پپتید]] که توزیع [[ایزوتوپ]]ی آن را نشان می‌دهد.]]
داده‌های بسیاری را می‌توان از طیف‌سنجی جرمی بدست آورده که معمول‌ترین آن‌ها [[طیف جرمی]] است. این طیف نمودار [[فراوانی نسبی]] یون‌ها بر حسب نسبت m/z است. پیک مبنا فراوان‌ترین یون مشاهده‌شده‌است که به عنوان فراوانی نسبی ۱۰۰٪ در نظر گرفته می‌شود.

== نشریات مرتبط ==
فهرست مجلات عملی مرتبط با طیف‌سنجی جرمی که در رده‌بندی مجلات در زمینه طیف‌سنجی جزو ۱۰ مجله برتر جهان در سال ۲۰۰۵ بودند، در زیر آمده‌است.<ref>*{{یادکرد وب| نشانی = http://www.in-cites.com/research/2006/december_4_2006-2.html| عنوان = Journals Ranked by Impact: Spectroscopy| تاریخ بازدید = ۲۶ دسامبر ۲۰۰۸| تاریخ = دسامبر ۲۰۰۶| ناشر = The Thomson Corporation| زبان = انگلیسی| archiveurl = https://web.archive.org/web/20081009210222/http://www.in-cites.com/research/2006/december_4_2006-2.html| archivedate = ۹ اکتبر ۲۰۰۸| dead-url = yes}}</ref>
* Mass Spectrometry Reviews - انتشارات وایلی - [https://web.archive.org/web/20090205104803/http://www3.interscience.wiley.com/journal/49879/home دسترسی آنلاین]
* Journal of the American Society for Mass Spectrometry - [[انتشارات الزویر]] - [http://www.sciencedirect.com/science/journal/10440305 دسترسی آنلاین]
* Journal of Mass Spectrometry - انتشارات وایلی - [http://www3.interscience.wiley.com/journal/6043/home دسترسی آنلاین]{{پیوند مرده|date=سپتامبر ۲۰۱۹ |bot=InternetArchiveBot}}
* Rapid Communications in Mass Spectrometry - انتشارات وایلی - [http://www3.interscience.wiley.com/journal/4849/home دسترسی آنلاین]{{پیوند مرده|date=سپتامبر ۲۰۱۹ |bot=InternetArchiveBot}}

== منابع ==
{{پانویس|چپ‌چین=بله|2|refs=

<ref name="isbn0-9660813-2-3">{{cite book |author=Sparkman, O. David |title=Mass spectrometry desk reference |url=https://archive.org/details/massspectrometry0000spar |publisher=Global View Pub |location=Pittsburgh |year=2000 |isbn=978-0-9660813-2-9}}</ref>

}}

== پیوند به بیرون ==
{{Library resources box
 |onlinebooks=no
 |by=no
 |lcheading=Mass spectrometry}}
{{ویکی‌انبار|Mass spectrometry}}
{{ویکی‌واژه}}
* {{Dmoz|Science/Chemistry/Analytical/Mass_Spectrometry|Mass Spectrometry|}}
<!--======================== {{پیوند اضافه مکنید}} ============================
  | PLEASE BE CAUTIOUS IN ADDING MORE LINKS TO THIS ARTICLE. Wikipedia |
  | is not a collection of links nor should it be used for advertising. |
  | |
  | Excessive or inappropriate links WILL BE DELETED. |
  | See [[ویکی‌پدیا:پیوند به بیرون]] & [[ویکی‌پدیا:هرزنامه]] for details. |
  | |
  | If there are already plentiful links, please propose additions or |
  | replacements on this article's discussion page, or submit your link |
  | to the relevant category at the Open Directory Project (dmoz.org) |
  | and link back to that category using the {{Dmoz}} template. |
=== {{پیوند اضافه مکنید}} =========-->
* [https://web.archive.org/web/20141023124721/http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/massspectra/index.html Interactive tutorial on mass spectra] National High Magnetic Field Laboratory
* [http://www.vias.org/simulations/simusoft_msscope.html Mass spectrometer simulation] An interactive application simulating the console of a mass spectrometer
* [https://sgazard.github.io/elemental/ Realtime Mass Spectra simulation] Tool to simulate mass spectra in the browser

{{طیف‌سنجی جرمی}}
{{شیمی تجزیه}}
{{آسیب‌شناسی}}
{{تعیین ساختار پروتئین}}
{{زیست‌شناسی مولکولی}}
{{علم شیمی}}
{{داده‌های کتابخانه‌ای}}

[[رده:طیف‌سنجی جرمی]]
[[رده:آسیب‌شناسی بالینی]]
[[رده:ابزارهای سنجش]]
[[رده:بیوشیمی بالینی]]
[[رده:تجهیزات علمی]]
[[رده:فنون علمی]]
[[رده:طیف‌سنج‌ها]]