有機化学

有機化学では質量分析が重要な役割を担っています。 化学分析におけるその有用性は、適切な実験技法を説明する際に前述しました。 同じ技術は、複雑な分子の構造を決定する際にも使用できますが、おそらくそのような作業でさらに大きな価値を持つのが、高分解能の測定です。

高分解能質量分析計を使用すると、分子イオン（またはスペクトル中の他のイオン）に対して、100万分の1の精度で質量測定を実行することが可能です。 この質量は、イオン式を決定するための最適な指標となります。 例えば、C6H12+とC4H4O2+の正確な質量はそれぞれ84.0939と84.0211であり、これらのイオンは質量だけで容易に区別することが可能です。 分子式がわかれば、分子構造を構成する環と二重結合の総数を推測することができ、構造式の可能性を推測し始めることができる。 分子式から構造式を推測するためには、マススペクトルのフラグメントイオンを調べることが不可欠である。 有機分子のフラグメンテーションパターンを決定的に予測することはまだできないが、フラグメンテーションに関する多くの半経験的規則が知られており、通常、スペクトルから特定の化学基に特徴的なピークを拾い出すことが可能である。 この手法の利点は、未知化合物の完全または部分的な構造を推定するために、その組成の詳細を知る必要がないことである。

高分解能質量分析計に接続したコンピュータを使用すると、毎分約1000の質量ピークを最大2万の分解能でプロットでき、それぞれのピークを正確に測定し、ピーク高さとイオン組成を「元素マップ」の形でプリントアウトして、スペクトルを解釈するのに役立てることができます。

反応容器に含まれる物質の連続的なサンプリングとそれに続く質量分析計による分析は、反応中に生成する中間種の量を時間の関数として特定し測定するために使用されてきた。 このような分析は、反応全体がどのようなメカニズムで起こるのかを示唆し、また反応の詳細なキネティクスを解明する上で重要である。 転位反応では、分子内プロセスか分子間プロセスかを示し、交換反応では、たとえば水素のような特定の原子が反応する種の間で交換されていることを示すことができる。

質量分析を用いる研究分野には、タンパク質構造の研究、薬物代謝、香りと匂い、石油と石油化学製品、有機化石、遺伝性代謝疾患、大気と呼吸ガス、その他多くの高度に専門的なテーマが含まれます。