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Tutorial MenueMassenspektrometrieLerneinheit 14 von 14

Massenspektrometer - Der Detektor

Erforderliche Empfindlichkeit der Detektoren

Die Empfindlichkeit, die für den Detektor des Massenspektrometers gefordert wird, ist abhängig von der verwendeten Messtechnik. Sehr geringe Probenmengen müssen beispielsweise bei der Verwendung von Chromatographen als Einlass-System nachgewiesen werden. Das soll mit folgendem Beispiel belegt werden:

In einen Gaschromatographen werden 100 ng eines Stoffes (das ist relativ viel!) mit einem Molekulargewicht von 100 g/mol eingespritzt. Das entspricht 1 nmol, also 10-9 mol. Wenn am Maximum des GC-Peaks der Substanz das Massenspektrum aufgenommen wird, werden etwa 10 % des Analyten erfasst, das sind 10-10 mol.

Abb.1
Vom Detektor zu registrierende Ladungsmenge

Die Ionisierungseffektivität bei der Elektronenstoß-Ionisation beträgt etwa 10-6. Es werden also 10-16 mol ionisiert. Der Analysator lässt zu jedem Zeitpunkt der Aufnahme des Spektrums nur Ionen mit einem bestimmten Masse/Ladungsverhältnis durch. Wenn beispielsweise über einen Massenbereich von 100 gemessen wird (also m/z 30 bis 130, das ist wenig!), werden nur 1 % der Ionen zum Detektor durchgelassen, das sind 10-18 mol. Die Avogadro-Konstante definiert, dass 1 mol eines Stoffes etwa 6·1023 Moleküle enthält. In den Detektor gelangen also nur 6·105 Moleküle. Die Ionenladung beträgt 1,6·10-19 C. Für einfach geladene Ionen wird also eine Ladung von etwa 10-13 C erzeugt. Diese muss vom Detektor erfasst werden!!!

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