Khối phổ là phơng pháp phân tích mà trong đó một hợp chất xét nghiệm
đợc ion hoá và phá thành các mảnh nhỏ trong thể tích khí dới dạng chân không cao 10-6 mmHg. Sau quá trình ion hoá các điện tích đó đợc gia tốc trong điện tr- ờng. Đợc tách trong một từ trờng theo cờng độ của các hạt đó .
Quá trình ion hoá đợc thực hiện bằng cách cho một dòng electron có tốc
độ cao va đập vào một mẫu hợp chất hữu cơ trong thể hơi và ion hoá hoá học.
Trong quá trình này thông thờng một hoặc hai electron của lớp ngoài bị
bật ra khỏi phân tử và ion phân tử đợc tạo thành. M+ + 2e
M + e
M2+ + 2e
Để tách một electron nh vừa nói thì động năng va đập ít nhất tơng ứng
với thế ion hoá của phân tử, tức là khoảng 8- 15 eV.
Nếu trong quá trình đó một phân tử tiếp tục va chạm với dòng electron có năng lợng lớn (lớn hơn năng lợng cần thiết để ion hoá) thì khi đó phân tử đợc chuyển giao nhiều năng lợng đến mức các ion phân tử đợc hình thành bị phá ra thành các mảnh nhỏ gọi là quá trình phân mảnh. Trong các quá trình này một ion phân tử có thể phân hủy thành một gốc tự do (F0 ) và một ion dơng khác (F- ).
M+ → F0 + F+
Rồi các mảnh đó tiếp tục bị phá vỡ để cho một loạt các tiểu phân khác.
Trong quá trình ion hoá nói trên, các ion phân tử, các ion mảnh hoặc các ion tiểu phân không có diện tích đợc u tiên tạo thành trớc.
Dới những điều kiện đã cho xác suất để tạo thành mhững ion có điện tích âm thấp hơn 104 lần.
Phơng pháp này dựa trên nguyên tắc chung là tách và đo khối lợng của tất cả các ion và ghi chung trên một bản phổ . Sau đó dựa vào quy luật chung để phân tích thành phần các chất theo bản phổ ghi đợc.
Về kỹ thuật, quá trình phân tích khối phổ phải đợc thực hiên qua các bớc sau:
- Hoá khí mẫu phân tích. - Ion hoá mẫu.
- Tách các ion theo khối lợng. - Ghi nhận các ion.
- Xử lý số liệu.
Nói chung phổ khối lợng đợc ghi lại dới dạng phổ vạch hoặc dới dạng
các bảng, trong đó cờng độ của các đỉnh đợc đo bằng phần trăm so với cờng độ đỉnh cao nhất (đỉnh cơ sở). Thờng là đỉnh cao nhất trong nhóm các đỉnh có số khối lợng cao nhất của phổ (vì m/e ≈ m), vì vậy đỉnh này tơng đơng với khối l- ợng phân tử chinh xác của hợp chất khảo sát. Do đó, để đánh giá khối phổ của một hợp chất cha biết, ta phải bắt đầu giải thích đỉnh có số khối lợng cao nhất. Các đỉnh của những mảnh bền hoá hơn là các đỉnh có khối lợng thấp. Đối với một chất sẽ cho ta nhận đợc một phổ các mảnh điển hình (mảnh chìa khoá) và căn cứ vào mô hình phân huỷ để ráp lại các mảnh đó, sẽ cho phép ta suy ra hợp chất đợc khảo sát.
Phơng pháp phổ khối lợng có u điểm nổi bật là độ nhạy cao hơn các kỹ thuật phân tích khác, đặc biệt rất hữu ích trong việc nhận dạng hợp chất cha biết và khẳng định sự có mặt của hợp chất đã biết. Đồng thời nó là phơng pháp duy nhât đa ra trọng lợng phân tử chính xác.
Việc kết hợp phơng pháp sắc ký khí với phơng pháp khối phổ đã tạo ra
phơng pháp phân tích mới (phơng pháp GC/MS ) có ý nghĩa rất lớn ngày càng đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.