Kütle Spektrometresi
Kütle spektrometresi şüphesiz halen kullanımda bulunan tüm analitik yöntemlerin en geniş uygulama alanı olanıdır ve
• Maddelerin elementel bileşimlerinin belirlenmesinde,
• İnorganik, organik ve biyolojik moleküllerin yapılarının aydınlatılmasında,
• Karmaşık karışımların kalitatif ve kantitatif analizlerinde,
• Katı yüzeylerinin yapılarının ve bileşimlerinin aydınlatılmasında,
• Bir numunedeki atomların izotopik oranlarının bulunmasında
oldukça yararlı bir yöntemdir.
Kütle spektrometresinin kimyasal analizlerde ilk kullanımları, 1940’ lı yıllarda, petrokimya endüstrisinde katalitik kraking ürünlerindeki hidrokarbon karışımlarının kantitatif analizleriyle başlamıştır. Daha önce, dokuz kadar hidrokarbon içeren bu tip karışımların analizi fraksiyonlu damıtma ve sonra ayrılan bileşenlerin kırma indisleri ölçülerek yapılıyordu. Böyle bir analizin tamamlanması 200 saat veya daha fazla süre gerektiriyordu. Benzer bir analiz kütle spektrometresi ile birkaç saat veya daha kısa sürede gerçekleştirilebilmektedir. Bu durum, ticari kütle spektrometrelerinin hızla gelişip yaygınlaşmasına sebep olmuştur. 1950’ li yılların başında bu ticari kütle spektrometreleri, kimyacılar tarafından, çok sayıda organik maddelerin teşhisinde ve yapı tayininde kullanılmaktaydı. Bu kütle spektrometrelerinin daha sonra nükleer manyetik rezonans ve geliştirilmiş infrared spektrometreleri ile birleştirilmesi sonucunda organik kimyacılar için, hem madde tanımada hem de moleküllerin yapılarını aydınlatmada kullanılan mükemmel bir yöntemin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Kütle spektrometrelerinin bu şekle uygulanışı günümüzde de çok önemlidir.
Moleküler kütle spektrometrelerinin uygulamaları, 1980’ li yıllarda, biyokimyacı ve biyologların sık sık karşılaştıkları uçucu olmayan ve termal olarak kararsız maddeleri iyonlaştırmak için geliştirilen yöntemler sayesinde önemli ölçüde değişime uğramıştır. 1990’ dan beri bu yeni iyonlaştırma yöntemlerinin kullanımı çok fazla artmıştır. Günümüzde, kütle spektrometreleri, polipeptitlerin, proteinlerin ve diğer yüksek molekül ağırlıklı biyopolimerlerin yapılarının aydınlatılmasında kullanılmaktadır.
Kütle spektrometresinin ana bileşenleri;

1. Numune giriş sistemi,
2. İyon kaynağı,
3. Kütle analizörü,
4. Detektör,
5. Sinyal işleyici,
6. Gösterge
şeklindedir.
Numune giriş sisteminin amacı, çok az miktardaki numuneyi (mikromol veya daha az) kütle spektrometresinin içine verebilmektir. Burada numune, gaz halde iyonlara dönüştürülür. Numune giriş bölmesi, çoğu zaman katı ve sıvıları buharlaştırmak için bir ünite içerir. Kütle spektrometrelerinin iyon kaynakları, numune bileşenlerini iyonlara dönüştürür. Çoğu kez iyon kaynağı ile giriş sistemi birleştirilmiştir. Her iki durumda da pozitif veya negatif iyonlar (çoğunlukla pozitif iyonlar) kütle analizörüne doğru hızlandırılırlar.
Kütle analizörünün işlevi, optik spektrometrelerdeki optik ağa benzer. Ancak burada, fotonların dalga boylarına göre ayrılması yerine kütle / yük oranına göre ayrılma olur. Kütle spektrometreleri kütle analizörünün yapısına bağlı olarak birkaç sınıfa ayrılır.
Optik sistemlerdeki gibi, transduserli kütle spektrometreleri (iyonlar için) iyon demetini elektriksel sinyallere çevirirler, bu sinyaller bilgisayar sisteminde değişik şekillerde işlenir, hafızaya kaydedilir, görünürleştirilir ve grafiklenir.
Optik sistemlerde bulunmayıp kütle spektrometrelerinde bulunan karakteristik özellik, sinyal işleme ve gösterge kısımları hariç, cihazın diğer bütün bileşenlerinde sağlanmış ileri vakum (10-4 – 10-8 torr) sistemidir. Yüksek vakuma olan gereksinme, yüklü parçacıklar ve elektronların atmosfer bileşenleriyle etkileşmesi ve sonuçta yok olması problemidir.