Redigerer Masse (massespektrometri)

[[Fil:Discovery_of_neon_isotopes.JPG|miniatyr|[[Joseph John Thomson|J. J. Thomson]] oppdaget isotoper av [[neon]] ved hjelp av [[massespektrometri]].]]
'''Massen''' registrert av et [[Massespektrometri|massespektrometer]] kan referere til forskjellige fysiske størrelser, avhengig av egenskapene til instrumentet og måten massespektret vises på.

== Enheter ==
[[Atommasseenhet|Dalton]] (symbol: Da) er standardenheten som brukes til å indikere masse på en atom- eller molekylær skala (atommasse).<ref>{{Kilde artikkel|tittel=The International System of Units (SI)|publikasjon=Bureau International des Poids et Mesures|url=https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-EN.pdf|dato=2019}}</ref> Den enhetlige atommasseenheten (symbol: u) tilsvarer dalton. Én dalton er omtrent massen av et enkelt [[proton]] eller [[nøytron]].<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/61500079|tittel=Biochemistry|etternavn=Berg|fornavn=Jeremy M.|dato=2007|utgiver=W.H. Freeman|isbn=0-7167-8724-5|utgave=6th ed|utgivelsessted=New York|side=35|oclc=61500079}}</ref> Den enhetlige atommasseenheten har en verdi på 1.660538921(73)×10<sup>−27</sup> [[Kilogram|kg]].<ref>{{Kilde www|url=https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html|tittel=Fundamental Physical Constants from NIST|besøksdato=2021-02-25|verk=physics.nist.gov}}</ref> ''Amu'' uten det "enhetlige" prefikset er en foreldet enhet basert på [[oksygen]], som ble erstattet i 1961.

== Molekylær masse ==
[[Fil:Caffeine_mass.gif|miniatyr|Teoretisk isotopfordeling for [[Koffein|koffeinets]] molekylære ion]]
[[Molekylmasse|Molekylmassen]] (forkortet M<sub>r</sub>) til et [[Kjemisk substans|stoff]], tidligere også kalt molekylvekt og forkortet MW, er massen til ett molekyl av det stoffet, i forhold til den enhetlige atommassenheten u (lik 1/12 massen til et [[atom]] av [[Karbon-12|<sup>12</sup>C]]). På grunn av denne relativiteten blir molekylmassen til et stoff ofte referert til som den relative molekylmassen, og forkortet til M<sub>r</sub>.

== Gjennomsnittlig masse ==
Den gjennomsnittlige massen til et molekyl oppnås ved å summere de gjennomsnittlige atommassene til bestanddelene. For eksempel er den gjennomsnittlige massen av naturlig vann med formel H<sub>2</sub>O <math>1.00794 + 1.00794 + 15.9994 = 18.01528 Da</math>.

== Massetall ==
{{Hovedartikkel|Massetall}}Massetallet, også kalt [[nukleon]]<nowiki/>nummeret, er antall [[Proton|protoner]] og [[Nøytron|nøytroner]] i en [[atomkjerne]]. Massetallet er unikt for hver isotop av et element og skrives enten etter elementnavnet eller som et overskrift til venstre for et elementets symbol. For eksempel har karbon-12 (<sup>12</sup>C) 6 protoner og 6 nøytroner.

== Nominell masse ==
Den '''nominelle massen''' for et element er massetallet på den mest vanlige, naturlig forekommende stabile isotopen, og for et ion eller molekyl er den nominelle massen summen av de nominelle massene til de sammensatte atomer.<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/704393903|tittel=Mass spectrometry : a textbook|etternavn=Gross|fornavn=Jürgen H.|dato=2010|utgiver=Springer|isbn=978-3-642-10711-5|utgave=2nd ed|utgivelsessted=Berlin|side=71|oclc=704393903}}</ref><ref name=":0">{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/897581732|tittel=Introduction to Mass Spectrometry Instrumentation, Applications, and Strategies for Data Interpretation|etternavn=Watson|fornavn=J. Throck|dato=2013|isbn=978-1-118-68158-9|utgave=4., Auflage|utgivelsessted=New York, NY|side=385|oclc=897581732}}</ref> Isotopforekomster er tabellert av [[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]]:<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Isotopic compositions of the elements 2009 (IUPAC Technical Report)|publikasjon=Pure and Applied Chemistry|doi=10.1351/PAC-REP-10-06-02|url=https://www.degruyter.com/view/journals/pac/83/2/article-p397.xml|dato=2011-01-14|fornavn=Michael|etternavn=Berglund|etternavn2=Wieser|fornavn2=Michael E.|serie=2|bind=83|sider=397–410|issn=1365-3075|besøksdato=2021-02-25}}</ref> for eksempel har [[karbon]] to stabile isotoper <sup>12</sup>C ved 98,9% naturlig overflod og <sup>13</sup>C ved 1,1% naturlig overflod, og dermed er den nominelle massen av karbon 12. Den nominelle massen er ikke alltid det laveste massetallet, [[jern]] har for eksempel isotoper <sup>54</sup>Fe, <sup>56</sup>Fe, <sup>57</sup>Fe og <sup>58</sup>Fe med overflod henholdsvis 6%, 92%, 10% og 2% og en nominell massen er da på 56 Da. For et molekyl oppnås den nominelle massen ved å summere de nominelle massene til bestanddelene, for eksempel har vann to hydrogenatomer med nominell masse 1 Da og et oksygenatom med nominell masse 16 Da, derfor er den nominelle massen av H<sub>2</sub>O 18 Da.

I massespektrometri er forskjellen mellom den nominelle massen og den monoisotopiske massen massedefekten.<ref name=":1">{{Kilde artikkel|tittel=The use of mass defect in modern mass spectrometry: Mass defect in mass spectrometry|publikasjon=Journal of Mass Spectrometry|doi=10.1002/jms.2953|url=http://doi.wiley.com/10.1002/jms.2953|dato=Februar 2012|fornavn=Lekha|etternavn=Sleno|serie=2|språk=en|bind=47|sider=226–236|besøksdato=2021-02-25}}</ref> Dette skiller seg fra definisjonen av massefeil brukt i fysikk, som er forskjellen mellom massen til en sammensatt partikkel og summen av massene til dens bestanddeler.<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/647809749|tittel=Liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry : principles, tools, and applications for accurate mass analysis|etternavn=Ferrer|fornavn=Imma|dato=2008|utgiver=Wiley|isbn=978-0-470-42995-2|utgivelsessted=Hoboken, NJ|side=18-22|oclc=647809749}}</ref>

== Nøyaktig masse ==
Den '''nøyaktige massen''' (mer hensiktsmessig er den målte nøyaktige massen<ref name=":2">{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/71331980|tittel=Mass spectrometry desk reference|etternavn=Sparkman|fornavn=O. David|dato=2006|utgiver=Global View Pub|isbn=0-9660813-9-0|utgave=2nd ed|utgivelsessted=Pittsburgh, Pa.|side=60|oclc=71331980}}</ref>) en eksperimentelt bestemt masse som gjør at elementersammensetningen kan bestemmes.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Using a triple-quadrupole mass spectrometer in accurate mass mode and an ion correlation program to identify compounds|publikasjon=Rapid Communications in Mass Spectrometry|doi=10.1002/rcm.2112|url=http://doi.wiley.com/10.1002/rcm.2112|dato=2005-09-30|fornavn=Andrew H.|etternavn=Grange|etternavn2=Winnik|fornavn2=Witold|etternavn3=Ferguson|fornavn3=Patrick L.|etternavn4=Sovocool|fornavn4=G. Wayne|serie=18|språk=en|bind=19|sider=2699–2715|issn=0951-4198|besøksdato=2021-02-25}}</ref> For molekyler med en masse under 200 Da, er 5 ppm nøyaktighet ofte tilstrekkelig til å bestemme den unike sammensetningen.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Accurate masses for structure confirmation|publikasjon=Journal of the American Society for Mass Spectrometry|doi=10.1016/1044-0305(94)85036-4|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jasms.8b00518|dato=Februar 1994|fornavn=Michael L.|etternavn=Gross|serie=2|språk=en|bind=5|sider=57–57|issn=1044-0305|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

== Eksakt masse ==
Den '''eksakte massen''' til en isotopisk art (mer hensiktsmessig er den beregnede eksakte massen<ref name=":2" />) oppnådd ved å summere massene til de enkelte isotoper av molekylet. For eksempel er den eksakte massen av vann som inneholder to hydrogen-1 (<sup>1</sup>H) og en oksygen-16 (<sup>16</sup>O) <math>1,0078 + 1,0078 + 15,9949 = 18,0105 Da</math>. Den nøyaktige massen av [[tungtvann]], som inneholder to hydrogen-2 ([[deuterium]] eller <sup>2</sup>H) og en oksygen-16 (<sup>16</sup>O) er <math>2.0141 + 2.0141 + 15.9949 = 20.0229 Da</math>.

Når en eksakt masseverdi er gitt uten å spesifisere en isotopisk art, refererer den vanligvis til den mest utbredte isotoparten.

== Monoisotopisk masse ==
Den '''monoisotopiske massen''' er summen av massene til atomene i et molekyl som bruker den ubundne, grunntilstand. hvilemassen til den viktigste (mest utbredte) isotopen for hvert element.<ref name=":0" /><ref>{{Kilde oppslagsverk|tittel=monoisotopic mass spectrum|url=http://goldbook.iupac.org/M04014.html|utgiver=IUPAC|oppslagsverk=IUPAC Compendium of Chemical Terminology|dato=2009-06-12|besøksdato=2021-02-25|isbn=978-0-9678550-9-7|doi=10.1351/goldbook.m04014|språk=en|redaktørfornavn=Miloslav|redaktøretternavn=Nič}}</ref> Den monoisotopiske massen til et molekyl eller ion er den eksakte massen som oppnås ved bruk av hovedisotopene. Monoisotopisk masse uttrykkes vanligvis i dalton.

For typiske organiske forbindelser, der den monoisotopiske massen er mest brukt, resulterer dette også i at den letteste isotopen blir valgt. For noen tyngre atomer som jern og argon er ikke den viktigste isotopen den letteste isotopen. Massespektretoppen som tilsvarer den monoisotopiske massen blir ofte ikke observert for store molekyler, men kan bestemmes ut fra isotopfordelingen.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Determination of monoisotopic masses and ion populations for large biomolecules from resolved isotopic distributions|publikasjon=Journal of the American Society for Mass Spectrometry|doi=10.1016/1044-0305(95)00017-8|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jasms.8b00699|dato=April 1995|fornavn=Michael W.|etternavn=Senko|etternavn2=Beu|fornavn2=Steven C.|etternavn3=McLaffertycor|fornavn3=Fred W.|serie=4|språk=en|bind=6|sider=229–233|issn=1044-0305|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

== Mest forekommende masse ==
[[Fil:Glucagon mass.gif|miniatyr|335x335pk|Teoretisk isotopfordeling for det molekylære ionet av [[glukagon]] (C<sub>153</sub>H<sub>224</sub>N<sub>42</sub>O<sub>50</sub>S)]]
Dette refererer til massen til molekylet med den høyest representerte isotopfordelingen, basert på isotopens [[Naturlig forekomst|naturlige forekomst]].<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Molecular mass and location of the most abundant peak of the molecular ion isotopomeric cluster|publikasjon=Journal of Molecular Modeling|doi=10.1007/s00894-005-0245-x|url=http://link.springer.com/10.1007/s00894-005-0245-x|dato=September 2005|fornavn=Andrzej J.|etternavn=Gorączko|serie=4-5|språk=en|bind=11|sider=271–277|issn=1610-2940|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

== Isotopomer og isotopolog ==
Isotopomerer (isotopiske [[Isomeri|isomerer]]) er isomerer som har samme antall av hvert isotopatom, men som er forskjellige i posisjonene til isotopatomene.<ref>{{Kilde oppslagsverk|tittel=isotopomer|url=http://goldbook.iupac.org/I03352.html|utgiver=IUPAC|oppslagsverk=IUPAC Compendium of Chemical Terminology|dato=2009-06-12|besøksdato=2021-02-25|isbn=978-0-9678550-9-7|doi=10.1351/goldbook.i03352|språk=en|redaktørfornavn=Miloslav|redaktøretternavn=Nič}}</ref> For eksempel er CH<sub>3</sub>CHDCH<sub>3</sub> og CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>D et par strukturelle isotopomerer.

Isotopomerer bør ikke forveksles med isotopologer, som er kjemiske arter som avviker i den isotopiske sammensetningen av deres molekyler eller ioner. For eksempel er tre isotopologer av vannmolekylet med forskjellig isotopisk sammensetning av hydrogen: HOH, HOD og DOD, hvor D står for [[deuterium]] (<sup>2</sup>H).

== Kendrick-masse ==
'''Kendrick-massen''' er en masse oppnådd ved å multiplisere den målte massen med en numerisk faktor. Kendrick-massen brukes til å identifisere molekyler med lignende kjemisk struktur fra topper i massespektre.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=A Mass Scale Based on CH2 = 14.0000 for High Resolution Mass Spectrometry of Organic Compounds.|publikasjon=Analytical Chemistry|doi=10.1021/ac60206a048|url=https://doi.org/10.1021/ac60206a048|dato=1963-12-01|fornavn=Edward.|etternavn=Kendrick|serie=13|bind=35|sider=2146–2154|issn=0003-2700|besøksdato=2021-02-25}}</ref><ref>{{Kilde artikkel|tittel=Petroleomics: The Next Grand Challenge for Chemical Analysis|publikasjon=Accounts of Chemical Research|doi=10.1021/ar020177t|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ar020177t|dato=Januar 2004|fornavn=Alan G.|etternavn=Marshall|etternavn2=Rodgers|fornavn2=Ryan P.|serie=1|språk=en|bind=37|sider=53–59|issn=0001-4842|besøksdato=2021-02-25}}</ref> Metoden for å oppgi masse ble foreslått i 1963 av kjemikeren [[Edward Kendrick]].

Ifølge prosedyren skissert av Kendrick, er massen av CH<sub>2</sub> definert som 14.000 Da, i stedet for 14.01565 Da.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Advanced Instrumental Approaches for Characterization of Marine Dissolved Organic Matter: Extraction Techniques, Mass Spectrometry, and Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy|publikasjon=Chemical Reviews|doi=10.1021/cr050359b|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr050359b|dato=Februar 2007|fornavn=Kenneth|etternavn=Mopper|etternavn2=Stubbins|fornavn2=Aron|etternavn3=Ritchie|fornavn3=Jason D.|etternavn4=Bialk|fornavn4=Heidi M.|etternavn5=Hatcher|fornavn5=Patrick G.|serie=2|språk=en|bind=107|sider=419–442|issn=0009-2665|besøksdato=25.02.2021}}</ref><ref>{{Kilde artikkel|tittel=Mathematical tools in analytical mass spectrometry|publikasjon=Analytical and Bioanalytical Chemistry|doi=10.1007/s00216-006-0298-4|url=http://link.springer.com/10.1007/s00216-006-0298-4|dato=Juni 2006|fornavn=Juris|etternavn=Meija|serie=3|språk=en|bind=385|sider=486–499|issn=1618-2642|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

Kendrick-massen for en familie av forbindelser F er gitt med:<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Graphical Method for Analysis of Ultrahigh-Resolution Broadband Mass Spectra of Natural Organic Matter, the Van Krevelen Diagram|publikasjon=Analytical Chemistry|doi=10.1021/ac034415p|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ac034415p|dato=Oktober 2003|fornavn=Sunghwan|etternavn=Kim|etternavn2=Kramer|fornavn2=Robert W.|etternavn3=Hatcher|fornavn3=Patrick G.|serie=20|språk=en|bind=75|sider=5336–5344|issn=0003-2700|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

<math>\text{Kendrick masse }(F) =(\text{observet masse}) \times {\text{nominal masse }F \over \text{eksakt masse }F}</math>

For hydrokarbonanalyse, F = CH<sub>2</sub>.

== Massedefekt (massespektrometri) ==
Massedefekten som brukes i [[kjernefysikk]] er forskjellig fra dens bruk i massespektrometri. I kjernefysikk er massedefekten forskjellen i massen til en sammensatt partikkel og summen av massene til komponentdelene. I massespektrometri er massedefekten definert som forskjellen mellom den nøyaktige massen og nærmeste heltallsmasse.<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/144330936|tittel=Introduction to mass spectrometry : instrumentation, applications and strategies for data interpretation|etternavn=Watson|fornavn=J. Throck|dato=2007|utgiver=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-51634-8|utgave=4th ed|utgivelsessted=Chichester, England|side=274|oclc=144330936}}</ref><ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/990013362|tittel=Mass spectrometry : a textbook|etternavn=Gross|fornavn=Jürgen H.|dato=2017|isbn=978-3-319-54398-7|utgave=Third edition|utgivelsessted=Cham, Switzerland|side=143|oclc=990013362}}</ref>

Kendrick-massedefekten er den eksakte Kendrick-massen trukket fra nærmeste heltall Kendrick-masse.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Kendrick Mass Defect Spectrum: A Compact Visual Analysis for Ultrahigh-Resolution Broadband Mass Spectra|publikasjon=Analytical Chemistry|doi=10.1021/ac010560w|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ac010560w|dato=Oktober 2001|fornavn=Christine A.|etternavn=Hughey|etternavn2=Hendrickson|fornavn2=Christopher L.|etternavn3=Rodgers|fornavn3=Ryan P.|etternavn4=Marshall|fornavn4=Alan G.|etternavn5=Qian|fornavn5=Kuangnan|serie=19|språk=en|bind=73|sider=4676–4681|issn=0003-2700|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

Massedefektfilitrering kan brukes til selektivt å oppdage forbindelser med et massespektrometer basert på deres kjemiske sammensetning.<ref name=":1" />

== Pakningsfraksjon (massespektrometri) ==
Begrepet '''pakningsfraksjon''' ble definert av Aston som differansen mellom den målte massen M og den nærmeste heltallsmassen I (basert på [[oksygen-16]] masseskalaen) delt på mengden som omfatter massetallet multiplisert med ti tusen:<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Atoms and their Packing Fractions1|publikasjon=Nature|doi=10.1038/120956a0|url=http://www.nature.com/articles/120956a0|dato=Desember 1927|fornavn=F. W.|etternavn=Aston|serie=3035|språk=en|bind=120|sider=956–959|issn=0028-0836|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

<math>f= {M-I \over 10^4 I}</math>

Astons tidlige modell av kjernestruktur (før oppdagelsen av nøytronet) postulerte at de [[Elektromagnetisk felt|elektromagnetiske feltene]] til tett pakket protoner og elektroner i kjernen ville forstyrre og en brøkdel av massen ville bli ødelagt.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Mass spectrometry and isotopes: A century of research and discussion|publikasjon=Mass Spectrometry Reviews|doi=10.1002/mas.20061|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/mas.20061|dato=2006|fornavn=Herbert|etternavn=Budzikiewicz|etternavn2=Grigsby|fornavn2=Ronald D.|serie=1|språk=en|bind=25|sider=146–157|issn=1098-2787|besøksdato=2021-02-25}}</ref> En lav pakningsfraksjon er indikativ for en stabil kjerne.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=The Energy Content of the Heavy Nuclei|publikasjon=Physical Review|doi=10.1103/PhysRev.53.869|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.53.869|dato=1938-06-01|fornavn=A. J.|etternavn=Dempster|serie=11|bind=53|sider=869–874|besøksdato=2021-02-25}}</ref>

== Nitrogenregel ==
'''Nitrogenregelen''' sier at [[Organisk forbindelse|organiske forbindelser]] som inneholder utelukkende [[hydrogen]], [[karbon]], [[nitrogen]], [[oksygen]], [[silisium]], [[fosfor]], [[svovel]] og [[Halogen|halogenene]] enten har en merkelig nominell masse som indikerer et oddetall nitrogenatomer er til stede eller en jevn nominell masse som indikerer en jevnt antall nitrogenatomer er til stede i molekylionet.<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/28303905|tittel=Interpretation of mass spectra|etternavn=McLafferty|fornavn=Fred W.|dato=1993|utgiver=University Science Books|isbn=0-935702-25-3|utgave=4th ed|utgivelsessted=Mill Valley, Calif.|sider=37-38|oclc=28303905}}</ref><ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/71331980|tittel=Mass spectrometry desk reference|etternavn=Sparkman|fornavn=O. David|dato=2006|utgiver=Global View Pub|isbn=0-9660813-9-0|utgave=2nd ed|utgivelsessted=Pittsburgh, Pa.|side=64|oclc=71331980}}</ref>

== Prouts hypotese og heltallregelen ==
'''Heltallsregelen''' sier at massene til isotopene er heltallsmultipler av hydrogenatomets masse.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Mass spectrometry and isotopes: A century of research and discussion|publikasjon=Mass Spectrometry Reviews|doi=10.1002/mas.20061|url=http://doi.wiley.com/10.1002/mas.20061|dato=Januar 2006|fornavn=Herbert|etternavn=Budzikiewicz|etternavn2=Grigsby|fornavn2=Ronald D.|serie=1|språk=en|bind=25|sider=146–157|issn=0277-7037|besøksdato=2021-02-25}}</ref> Regelen er en modifisert versjon av Prouts hypotese som ble foreslått i 1815, slik at atomvekter er multipler av vekten av hydrogenatomet.<ref>{{Kilde www|url=http://web.lemoyne.edu/~giunta/PROUT.HTML|tittel=Prout|besøksdato=2021-02-25|verk=web.lemoyne.edu}}</ref>

== Referanser ==
<references />

{{Massespektrometri}}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Masse]]
[[Kategori:Massespektrometri]]