16 • Spectrométrie de masse
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➤ Affichage du spectre de masse issu du traitement du signal envoyé par le détecteur.
La méthode ne permet d’accéder qu’au rapport masse /charge des ions, m/q. Logiquement pour calculer m, il faudrait donc connaître q. Comme ces ions portent une charge du
type q = ze (e représentant la charge élémentaire de l’électron et z un nombre entier petit),
on dit qu’on détermine m au facteur z près. C’est pourquoi l’échelle du spectre porte comme
indication m/z (m étant en unités atomiques). Pour les molécules petites ou moyennes (M
< 1 000), qui génèrent des ions, généralement tous porteurs d’une charge unitaire (z = 1),
l’ordre croissant en masses est donc le même que celui du rapport m/z. L’usage admet alors
de graduer le spectre en unités de masse atomique unifiée (u). Dans le cas général m/z est
en thomsons (Th) unité rarement indiquée.
Le spectre de masse peut correspondre à deux types de tracés très différents :
➤ le spectre continu (le profil) de l’intervalle de masses sélectionné. Le tracé correspond
à un ensemble de signaux en forme de pics plus ou moins larges selon la qualité de
l’instrument (fig. 16.1c). Ces pics, répartis en fonction de leur masses, permettent de
déterminer les masses des ions avec une précision qui atteint 10
−5 Da pour les meilleurs
appareils. La limite supérieure en masse, en constante progression, dépasse 10
6 Da.
➤ spectre de fragmentation (« spectre-barres » ou diagramme en bâtonnets). Il correspond
à la répartition de tous les ions formés, regroupés aux masses nominales (cf. tabl. 16.1)
les plus proches de leurs masses réelles et présentés sous forme de traits verticaux. Le
type d’ion le plus abondant conduit au pic le plus intense, appelé pic de base, auquel
on donne l’indice 100. Les intensités des autres pics s’expriment en % du pic de base.
Cette représentation graphique des masses réparties en populations, dont les hauteurs
sont proportionnelles à leurs abondances correspond à un histogramme (fig. 16.1a,b). De
tels diagrammes sont faciles à archiver et à comparer en vue de faire des identifications.
Cette présentation normalisée, qui conduit au type de tracé le plus courant en analyse,
a cependant pour inconvénient qu’à une même masse nominale il peut correspondre des
ions de composition atomique différente.
L’expression « spectre de masse » ne doit pas prêter à confusion : l’appareil ne conduit
pas à un spectre au sens le plus habituel de ce terme, rencontré dans les méthodes basées sur
l’interaction entre un échantillon et des radiations lumineuses. L’origine de cette expression
vient probablement de la ressemblance entre les enregistrements obtenus avec les appareils
anciens et ceux des spectrographes qui permettaient une exploration du spectre optique
dans l’espace. La spectrométrie de masse ne fait pas partie des méthodes de spectroscopie
optique.
La spectrométrie de masse est devenue progressivement un moyen d’investigation irremplaçable des composés structurés que l’on rencontre aussi bien en chimie organique
qu’en biochimie (notamment en protéomique). Elle s’applique également à l’analyse de la
composition élémentaire des milieux inorganiques (technique ICP /SM). Elle permet aussi
l’étude des échantillons comportant des mélanges moléculaires, à condition de séparer les
composés en amont du spectromètre de masse avec un chromatographe par exemple. Les
couplages en ligne CPG /SM ou CLHP /SM font partie des meilleures méthodes d’analyse
des mélanges (infimes quantités d’échantillons complexes).
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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➤ Affichage du spectre de masse issu du traitement du signal envoyé par le détecteur.
La méthode ne permet d’accéder qu’au rapport masse /charge des ions, m/q. Logiquement pour calculer m, il faudrait donc connaître q. Comme ces ions portent une charge du
type q = ze (e représentant la charge élémentaire de l’électron et z un nombre entier petit),
on dit qu’on détermine m au facteur z près. C’est pourquoi l’échelle du spectre porte comme
indication m/z (m étant en unités atomiques). Pour les molécules petites ou moyennes (M
< 1 000), qui génèrent des ions, généralement tous porteurs d’une charge unitaire (z = 1),
l’ordre croissant en masses est donc le même que celui du rapport m/z. L’usage admet alors
de graduer le spectre en unités de masse atomique unifiée (u). Dans le cas général m/z est
en thomsons (Th) unité rarement indiquée.
Le spectre de masse peut correspondre à deux types de tracés très différents :
➤ le spectre continu (le profil) de l’intervalle de masses sélectionné. Le tracé correspond
à un ensemble de signaux en forme de pics plus ou moins larges selon la qualité de
l’instrument (fig. 16.1c). Ces pics, répartis en fonction de leur masses, permettent de
déterminer les masses des ions avec une précision qui atteint 10
−5 Da pour les meilleurs
appareils. La limite supérieure en masse, en constante progression, dépasse 10
6 Da.
➤ spectre de fragmentation (« spectre-barres » ou diagramme en bâtonnets). Il correspond
à la répartition de tous les ions formés, regroupés aux masses nominales (cf. tabl. 16.1)
les plus proches de leurs masses réelles et présentés sous forme de traits verticaux. Le
type d’ion le plus abondant conduit au pic le plus intense, appelé pic de base, auquel
on donne l’indice 100. Les intensités des autres pics s’expriment en % du pic de base.
Cette représentation graphique des masses réparties en populations, dont les hauteurs
sont proportionnelles à leurs abondances correspond à un histogramme (fig. 16.1a,b). De
tels diagrammes sont faciles à archiver et à comparer en vue de faire des identifications.
Cette présentation normalisée, qui conduit au type de tracé le plus courant en analyse,
a cependant pour inconvénient qu’à une même masse nominale il peut correspondre des
ions de composition atomique différente.
L’expression « spectre de masse » ne doit pas prêter à confusion : l’appareil ne conduit
pas à un spectre au sens le plus habituel de ce terme, rencontré dans les méthodes basées sur
l’interaction entre un échantillon et des radiations lumineuses. L’origine de cette expression
vient probablement de la ressemblance entre les enregistrements obtenus avec les appareils
anciens et ceux des spectrographes qui permettaient une exploration du spectre optique
dans l’espace. La spectrométrie de masse ne fait pas partie des méthodes de spectroscopie
optique.
La spectrométrie de masse est devenue progressivement un moyen d’investigation irremplaçable des composés structurés que l’on rencontre aussi bien en chimie organique
qu’en biochimie (notamment en protéomique). Elle s’applique également à l’analyse de la
composition élémentaire des milieux inorganiques (technique ICP /SM). Elle permet aussi
l’étude des échantillons comportant des mélanges moléculaires, à condition de séparer les
composés en amont du spectromètre de masse avec un chromatographe par exemple. Les
couplages en ligne CPG /SM ou CLHP /SM font partie des meilleures méthodes d’analyse
des mélanges (infimes quantités d’échantillons complexes).
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit