질량 분석법 MS 원리, 장점, 단점

질량 분석법(Mass Spectrometry, MS)은 화합물의 질량 대 전하 비율(m/z)을 측정하여 분자량과 구조를 분석하는 강력한 기술입니다. 이 방법은 이온화된 분자를 전기장과 자기장을 이용해 분리하고 검출하여 스펙트럼을 생성합니다.

 

원리

질량 분석법은 세 가지 주요 단계로 구성됩니다:

1. 이온화 (Ionization): 시료를 이온화하여 양성 이온이나 음성 이온으로 변환합니다. 일반적으로 사용되는 이온화 방법으로는 전자 이온화(EI), 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화(MALDI), 전기분무 이온화(ESI) 등이 있습니다.
2. 이온 분리 (Ion Separation): 이온화된 분자를 질량 분석기를 통해 분리합니다. 쿼드러폴 필터, 비행시간형(TOF), 자기 섹터 분석기 등이 사용됩니다. 각 장치는 이온의 질량 대 전하 비율에 따라 이온을 분리합니다.
3. 검출 (Detection): 분리된 이온을 검출하여 스펙트럼을 생성합니다. 검출기에는 전자증배관(electron multiplier)과 파라데이 컵 등이 있습니다.

 

장점

• 높은 감도: 매우 낮은 농도의 분석물질도 검출할 수 있어 정밀한 분석이 가능합니다.
• 다양한 시료 분석: 기체, 액체, 고체 등 다양한 상태의 시료를 분석할 수 있습니다.
• 구조 정보 제공: 분자의 구조적 특징을 확인할 수 있어 화합물의 정체를 파악하는 데 유용합니다.
• 다양한 응용 분야: 프로테오믹스, 약물 발견, 환경 분석, 법의학, 식품 안전 등 여러 분야에서 활용됩니다.

단점

• 비용: 고가의 장비와 유지보수 비용이 소요됩니다.
• 복잡성: 분석 방법이 복잡하여 전문 지식이 필요합니다.
• 시료 준비: 특정 이온화 방법에 따라 시료 준비 과정이 까다로울 수 있습니다.

 

활용

질량 분석법은 다양한 과학 및 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다.

• 프로테오믹스: 단백질의 식별 및 정량화, 단백질 발현 및 수정 분석.
• 약물 발견: 신약 후보물질의 화학적 구성 및 대사 분석.
• 환경 분석: 농약, 중금속 등 환경 오염물질 검출 및 정량화.
• 법의학: 약물, 폭발물, 독성 화학물질의 식별 및 정량화.
• 식품 안전: 오염물질, 알레르기 유발 물질 등의 검출 및 정량화.

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질량분석법(mass spectrometry, MS), 질량분석기 원리와 응용

 

질량 분석법은 현대 과학 연구와 산업에서 필수적인 도구로 자리잡고 있으며, 다양한 화합물의 분자량과 구조를 정확하게 분석할 수 있는 능력은 연구, 산업 및 규제 환경에서 매우 중요합니다.