SPECTROMÉTRIE DE MASSE

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Spectromètre de masse : principe

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Spectromètre de masse à analyseur magnétique

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Spectre de masse

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Filtre de masse quadripolaire

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La spectrométrie de masse est une technique d'analyse de la matière en fonction de la masse de ses constituants : particules subatomiques, atomes, molécules, macromolécules biologiques ou non, agrégats, etc. Elle offre trois fonctions principales : la séparation des constituants atomiques ou moléculaires, la mesure de leur abondance relative et la mesure précise des masses atomiques ou moléculaires. Contrairement à ce qui se passe à l'échelle macroscopique, où la gravitation sert à déterminer la masse des objets, à l'échelle atomique, c'est la masse inertielle qui est déterminée à travers un processus dynamique.

La matière à analyser est injectée, à l'aide d'un système d'introduction, dans le vide poussé de l'appareil où la source d'ions la transforme en particules électriquement chargées : les ions. Ces derniers sont analysés en masse, à l'aide d'un système analyseur qui met en jeu des combinaisons de champs électromagnétiques. Les ions transmis par le dispositif sont détectés, comptés, voire identifiés, à l'aide d'un détecteur. Un ordinateur pilote l'appareil, effectue l'acquisition des données réduites sous forme de spectres de masse qu'il permet d'analyser. Les performances d'un spectromètre de masse se caractérisent par sa limite en masse – la masse la plus élevée qu'il est capable d'analyser –, son pouvoir de résolution – son aptitude à séparer des ions de masses voisines – et sa sensibilité – la plus petite quantité de matière qu'il peut détecter (≤10—15 g). Lorsqu'il s'agit de mesurer la masse atomique ou moléculaire, il est caractérisé par sa justesse.

Spectromètre de masse : principe

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Schéma de principe d'un spectromètre de masse montrant la disposition des éléments constitutifs. 

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Historique

Apparue au début du xxe siècle, la spectrométrie de masse a apporté des éléments clés pour la compréhension du noyau atomique. Elle est issue de la découverte, par Eugen Goldstein en 1886, des rayons canaux dus [...]

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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules)

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Autres références

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  • Jean FARGES, 
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Dans le chapitre « Agrégats atomiques et moléculaires »  : […] où on les étudie « en vol ». Parmi les nombreuses méthodes physiques utilisées, la spectrométrie de masse est la plus importante. Elle permet en effet de classer les agrégats selon le nombre N d'atomes ou de molécules qu'ils contiennent. Ainsi, les spectres de masses, pour certaines valeurs de N appelées « nombres magiques […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/agregats-physico-chimie/#i_26210

ALCALOÏDES

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Dans le chapitre « Détermination de la structure »  : […] c'est-à-dire de son squelette moléculaire, souvent même avec sa configuration spatiale. Le spectre de masse est fondé sur l'ionisation d'une molécule dans le vide par divers agents (bombardement d'électrons ou d'ions, champ électrique). Si cette ionisation est suffisamment énergétique, elle s'accompagne d'une fragmentation de la molécule, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alcaloides/#i_26210

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Dans le chapitre « Spectrométrie de masse »  : […] En spectrométrie de masse, les molécules sont ionisées et fragmentées en une grande variété d'ions de masse plus faible. Sous l'effet d'un champ électrique ou magnétique, ces différents ions sont séparés en fonction de leur rapport masse/charge. Le diagramme représentant la fréquence des ions en fonction du rapport masse/charge constitue le « […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-analytique/#i_26210

ARÔMES

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  • Gaston VERNIN
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nommée ionisation électrospray, qui permet d'utiliser la spectrométrie de masse sur de grosses molécules. Ainsi, il soumet un échantillon de la molécule à étudier dilué (souvent dans l'eau) à une différence de potentiel. Ce brouillard de gouttelettes chargées est alors exposé au vide et le champ disperse les espèces ioniques dans un bain gazeux. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-b-fenn/#i_26210

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Dans le chapitre « Méthodes physico-chimiques »  : […] La spectrométrie de masse est applicable à des analyses continues à condition de disposer d'appareils à champ magnétique comportant plusieurs collecteurs, ou d'analyseurs quadripolaires. Le dosage des gaz de hauts fourneaux par cette technique permet le réglage automatique de ces appareils […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/analyse-des-gaz/#i_26210

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Dans le chapitre « Datations pariétales et imprécision chronologique »  : […] quant à la valeur absolue accordée aux datations directes données par S.M.A. de micro-échantillons pariétaux doit être observée pour apprécier la validité comparative avec les datations conventionnelles sur traces ou vestiges dans l'environnement immédiat de la cavité. La méthode induit en effet une approximation supplémentaire par rapport à la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/datation-des-grottes-prehistoriques/#i_26210

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Pour citer l’article

Michel de SAINT SIMON, « SPECTROMÉTRIE DE MASSE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 novembre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectrometrie-de-masse/