SPEKTROSKOPİK İLAÇ ANALİZ YÖNTEMLERİ (DEVAMI)

İnfrared (IR) Spektroskopisi Elektromanyetik spektrumda farklı dalga boyuna ya da enerjiye sahip ışının, madde ile etkileşimi sonunda birtakım değişikliklere neden olduğundan bahsetmiştik. Bu enerjinin, molekülün titreşmesine neden olduğu bölgeye infrared (IR) bölgesi (kırmızı/kızıl ötesi bölge) denmektedir. Elektromanyetik spektrumda infrared (IR) spektroskopisi, görünür bölge ile mikrodalga bölgesi arasında yer almaktadır. IR bölgesine karşılık gelen elektromanyetik ışının enerjisi, bileşiklerin atomları arasındaki bağ uzunluklarının ve konumlarının değişmelerine (titreşim) ve olası dönmelere neden olmaktadır. Orta infrared bölgesine karşılık gelen 4000 cm-1 ile 400 cm-1 dalga sayısı aralığı bölgesi en çok kullanılan bölgedir. Dalga sayısı, titreşim frekansı ve bazen de sadece frekans olarak kullanılmaktadır.

IR bölgesindeki ışının enerjisi ile bileşikteki bağların titreşim veya dönme hareketi yapabilmesi için, bileşikteki bağların dipol momentinde bir değişme meydana gelmesi gerekmektedir. Diğer bir deyişle, bileşiklerin infrared bölgesinde aktif olabilmesi için polar bağlara sahip olmaları gerekir. Bileşiği oluşturan atomların kütlelerinin farklılığı, bağların gücü ve bileşiğin geometrisi, bağların polar olmasına, yani dipol momentinin farklı olmasına neden olan etkilerdir. Molekülleri oluşturan atomlar, sürekli bir hareket halinde olduklarından, molekülün öteleme hareketleri ve bir eksen etrafında dönme hareketleri, bir kimyasal bağın uzunluğunun periyodik olarak azalıp çoğalmasına veya moleküldeki açıların periyodik olarak değişmesine neden olan titreşim hareketleri doğar. Moleküllerde ortaya çıkan titreşimler, gerilme ve eğilme hareketlerini oluşturur.

v=0 titreşim düzeyinde bulunan ve  frekansı ile titreşmekte olan bir molekülü v=1 ile belirlenen titreşim düzeyine çıkarmak için, yani titreşim enerjisini arttırmak için bu molekülü, titreşim frekansına eşit frekansa sahip bir foton ile etkileştirmek gerekir. Moleküllerde titreşim enerji düzeyleri arasındaki geçişleri gerçekleştirecek fotonlar, elektromanyetik ışımanın infrared bölgesinde yer alırlar. Bu bölgee moleküller için infrared absorpsiyon spektrumları tanımlanmıştır. İki atomlu bir molekülde gerilme titreşiminin mekanik modeli, Atomik gerilme titreşiminin özellikleri, bir yayın iki ucuna bağlanmış iki kütleden oluşan mekanik bir modelle ifade edilebilir: Yayın iki ucundaki kütlelerden birinin yayın ekseni yönünde çekilip bırakılması basit harmonik hareket denen olaya neden olur.

Moleküllerin infrared absorpsiyon bantlarında iki bölge tanımlanır Moleküllerin infrared absorpsiyon bantlarında iki bölge tanımlanır. İnfrared bölgesinin 4000-1000 cm-1 arasında kalan kısmı fonksiyonel grup bölgesi ve <1000 cm-1 bölgesi ise parmak izi bölgesidir.

Formaldehitteki CH2’nin hesaplanmış IR bandları gerilme eğilme O || H ̶̶ C ̶̶ H için, gerilme titreşimlerine karşılık gelen IR absorpsiyon bandı, eğilme titreşimlerine karşılık gelen IR absorpsiyon bandından daha yüksek frekanstadır.

İnfrared bölgesinin parmak izi bölgesinde gözlenen bandların tümü incelenen moleküle özgüdür. Moleküllerin infrared spektrumları yardımıyla yapılarının aydınlatılması, bu yöntemin en yaygın olarak kullanıldığı alandır. Bilinmeyen maddelerin infrared spektrumları, şüphenilen maddelerin aynı koşullarda çekilen spektrumları ile veya katologlarda bulunan spektrumlarla karşılaştırılır. Bunun için kullanılan cihazlar, infrared absorpsiyon spektrofotometreleridir.

Infrared spektrometre cihazının genel bileşenleri ışık kaynağı, monokromatör, dedektör ve kaydedicidir. Birçok farklı spektrometre cihazı vardır. Bu cihazlar spektrum bölgeleri ile optik sistemin farklı olmasına göre, değişik uygulama alanlarına uygun üretilmişlerdir. Spektrometre cihazlarının çift ışınlı ve daha gelişmiş olan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) türleri vardır. IR absorpsiyon spektrofotometrelerinde ışık kaynağı olarak, elektrik akımı yardımı ile ısıtıldıkları zaman siyah cisim ışıması yapan ve yüksek sıcaklıklarda bozunmayan katılar kullanılır. İnfrared ışınlarının şiddetinin ölçülmesi, foton dedektörleri veya ısısal dedektörlerle yapılır.

Analitik Uygulamalar Numune Hazırlama: İnfrared spektroskopisi ile gaz, sıvı ve katı örnekler incelenebilir. Bütün maddeler infrared ışığını absorplama eğilimi gösterdiği için, örnek kabının ışık yolundaki pencerelerinin yapımında kullanılan malzemenin ilgilenilen bölgede infrared ışınlarını geçirmesi istenir. Örnek kabının penceresi olarak sık kullanılan ve infrared bölgesinde geçirgen olduğu bilinen alkali halojenürler (NaCl, KBr) nem çekici maddelerdir ve bunlar kuru bir ortamda kullanılmalıdır. Sıvılar saf halde inceleniyorsa, kalınlığı yaklaşık 0,02 mm olan hücreler, çözeltilerin spektrumunun çekildiği durumlarda ise, kalınlığı yaklaşık 0,50 mm olan hücreler örnek kabı olarak kullanılmalıdır.

İnfrared bölgesinde, ışığı absorplamayan çözücü olmadığı için çözücü seçiminde dikkatli olmak gerekir. Bu bölgede en uygun çözücüler, polar olmayan ve hidrojen içermeyen CS2, CCl4 gibi çözücülerdir. CS2 1350 cm-1 ile 400 cm-1 arasında, CCl4 ise 4000 cm-1 ile 1335 cm-1 arasında geçirgendir. Bu yüzden tüm infrared bölgesinde spektral bilgilerin elde edilmesi için her iki çözücüde hazırlanmış çözeltiler ile ölçüm yapılır. Su, infrared spektroskopisinde kullanılması uygun olmayan bir çözücüdür. Katı örneklerin ölçümleri, çok ince toz haline getirilmiş bir örneğin KBr ile karıştırıldıktan sonra basınç altında oluşturulmuş tabletleri ile yapılır. Birkaç mg ağırlığındaki katı örnek, bir kaç yüz mg kuru KBr ile iyice karıştırılır ve bir preste birkaç tonluk basınç uygulanarak, 0,5 mm kalınlığında ve 1 cm çapında bir tablet haline getirilir.

Kalitatif Analiz: Moleküllerin infrared spektrumları yardımıyla yapılarının aydınlatılması bu yöntemin en yaygın olarak kullanıIdığı alandır. Bilinmeyen maddelerin infrared spektrumları şüphelenilen maddelerin aynı koşullarda çekilen spektrumları ile veya kataloglarda bulunan spektrumlarla karşılaştırılır. Spektrumlar, özellikle parmak izi bölgesi kataloglarındaki spektrumlar ile uyuşmalıdır. Bir molekülün yapısı eldeki öteki fiziksel özelliklerle birlikte IR spektrumunu yorumlayarak açıklanamıyorsa, o zaman o moleküle ait Raman spektrumu, nükleer manyetik rezonans spektrumu ve kütle spektrumu da incelenir ve bunların birlikte yorumu yapılarak sonuca daha kolay gidilir. Kantitatif Analiz: İnfrared spektroskopisi daha çok nitel analize uygun olmakla beraber bazen nicel analizde de kullanılır. Bu bölgede de Lambert-Beer eşitliği geçerlidir ve pratik bir yöntem olarak, analiz için seçilen pikin zemin çizgisine karşı gelen % geçirgenlik değeri ile pik maksimumuna karşı gelen % geçirgenlik değerinin logaritmik farkı alınarak absorbans hesaplanır. Karışımların analizinde ise bileşenlerin birbiri ile örtüşmeyen piklerinden yararlanılır.

İLAÇ ETKEN MADDELERİNİN IR SPEKTROSKOPİSİ İLE MİKTAR TAYİNİ IR analizlerinde maddeleri çözmek için kloroform başta olmak üzere CCl4, CS2, piridin vb. gibi çözücüler kullanılabilir. Burada esas, çözücülerin absorpsiyon yaptıkları belirli bölgelerin dışında, maddenin karakteristik uygun bir bandının seçilmesidir. Kantitatif tayinlerde, eğer madde bilinen çözücülerin hiçbirinde çözünmüyorsa, KBr tabletlerinden yararlanılabilir. Maddenin izole bandı seçildikten sonra referans standardı ile değişik konsantrasyonlardaki çözeltileri hazırlanır ve bu izole bant üzerinde aşağıdaki eşitlikten yararlanarak absorbanslar bulunur. Aşağıdaki şekildeki gibi, önce maddenin IR spektrumunda izole ve simetrik bir bandı seçilir ve I0 ve I değerleri tam olarak okunur. Bu değerler çözücünün ve madde çözeltisinin transmittanslarına (geçirgenliklerine) tekabül eder (T0, T). Bu durumda çözücünün absorbansı A0 ve çözeltinin absorbansı A olur.

Bu bağıntılardan maddenin absorbansı Am şu şekilde hesaplanır: Örneğin; %T0 : 89, %T: 43,1 olduğu bir durumda: Eğer belirli bir alan içinde, konsantrasyonla absorbans arasında doğrusal bir orantı varsa, lineer bir grafik elde edilecektir. Miktarı tayin edilecek analiz örneğinin yukarıdaki şekilde bulunan absorbans değerine karşı gelen konsantrasyon ya bu grafik yardımıyla saptanır ya da standart madde ile analiz örneğinin aynı anda ve aynı koşullarda hazırlanan çözeltilerinin absorbans değerleri; Cm= C. (Am/As) formülünde yerine konarak hesaplanır. Referans standart madde, incelenen maddenin hemen hemen saf bir örneğidir.

% 100 Transmitans I0 I Kantitatif tayin için izole ve simetrik bir bandın bulunması, her zaman mümkün olmayabilir. Bu durumda seçilen bandın çevresindeki bantların kirlilikten değil de maddeden ileri geldiği belirlendikten sonra, simetrik olmayan bandın I0 değerini saptamak için baseline (temel çizgi) tekniği uygulanır. Bunun için max. absorpsiyonun her iki yanındaki min. noktalar arasından düz uygun bir çizgi çizilir ve I0 değeri bulunur.

ASETAZOLAMİD tabletleri için IR yönteminin uygulanması 200 mg civarında tabletlerden tam olarak tartılmış madde, 10 ml’lik bir balon jojede bir miktar piridinde çözülür, 10 ml’ye tamamlanır ve karıştırılır. Bu çözeltinin ve asetazolamid referans standardının aynı şekilde hazırlanmış, 1 ml’de 20 mg civarında madde içeren standart çözeltisinin absorbansları, 0,1 mm’lik küvetlerde piridinin körüne karşı tayin edilir. Alınan örnekteki asetazolamid miktarı, mg olarak; Tm = 10. C. (Am/As) formülüyle hesaplanır (Cm= C. (Am/As)). C : standart çözeltideki asetazolamid referans standardının ml’deki mg konsantrasyonu, Am : asetazolamid çözeltisinin absorbansı, As : referans standart çözeltisinin absorbansı

Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi Manyetik rezonans temelli yöntemler, manyetik bir alan içerisine konulmuş bir atomda bulunan çekirdek ve elektronların, belirli frekanslarda radyo dalgası veya mikrodalga absorbsiyonu ile rezonansına dayanır. (Rezonansı genel olarak, iki farklı enerji düzeyi arasında, alt enerji düzeyinden üst enerji düzeyine geçiş olarak tanımlayabiliriz.) Çekirdeklerin manyetik alanda radyo dalgalarını absorblayarak rezonans olmasına dayanan spektroskopi yöntemine, Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) spektroskopisi denir.

NMR spektroskopisinde; elektromagnetik radyasyon, radyo frekansı alanında absorplanır. Atomu oluşturan yüklü taneciklerden olan elektronlar, kendi etraflarında dönerler yani bir “spin” hareketi yaparlar. Çekirdeğin kendi etrafında dönmesi, eksen boyunca magnetik bir dipol (µ) ve magnetik bir alan oluşturur. Aynı zamanda atom çekirdeklerinin çoğu da “spin” hareketi yaparlar. Atom çekirdeklerinde proton ve nötron sayıları çift sayılı ise (4He, 12C, 16O gibi) bu çekirdeklerin net bir spini yoktur. Yani magnetik özellikleri yoktur, spin sayıları sıfırdır ve NMR sinyali vermezler. Çekirdekteki nötron ve proton sayıları tek sayılı ise yani nötron ve proton sayılarının toplamı çift sayılı ise çekirdeğin net spini bir tam sayıdır. Çekirdekteki nötron veya proton sayısı tek sayılı ise spini yarımlı değer alır. Kendi ekseni etrafında dönen yüklü bir parçacık, dairesel bir elektrik alanı oluşturur ve bu akım, bir manyetik alan yaratır.

Kısaca NMR, bir manyetik çekirdeği incelemek için onun manyetik momentini dışardan uygulanan kuvvetli bir manyetik alan ile aynı doğrultuya sokar, sonra momentlerin yönlenmesi bir elektromanyetik dalganın etkisiyle ile bozulur. Manyetik alan tarafından yönlendirilmiş olan çekirdeğin momentinin yer alabileceği iki enerji seviyesi vardır, biri manyetik alanla aynı yönde olan düşük enerjili bir seviye, öbürü manyetik alana ters yönde olan, yüksek enerjili bir seviyedir. Bu iki seviye arasındaki enerji farkına karşılık gelen frekansta bir foton soğurulursa, moment bir an için yön değiştirir, dolayısıyla o frekansta bir rezonans gözlemlenir. Bu rezonans, nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve manyetik rezonans görüntülemede kullanılır.

Dıştan uygulanan magnetik alan şiddeti, H0 Daha detaylı açıklamak gerekirse, manyetik alan içinde tutulan bir çekirdeğin elektromanyetik ışımayı önemli ölçüde absorplaması için, örnek içerisindeki bolluğu çok olmalı ve büyük bir manyetik moment değerine (µ) sahip olmalıdır. Bu iki özelliği bir arada taşıyan çekirdekler 1H, 19F, 31P, 13C gibidir. En yaygın kullanılan çekirdekler ise, 1H ve 13C'dür. Dıştan bir magnetik alan uygulaması olmadığında, protonlar küçük bir mıknatıs gibi hareket ederek, aynı spin enerjileri ile gelişi güzel yönlenirler. Buna karşılık bir magnetik alan uygulandığında, dizilme bir düzene girer ve protonlar ya alana paralel ya da antiparalel olarak belli bir enerji ile yönlenirler. Yani spin hareketi yapan yüklü bir tanecik, küçük bir mıknatıs gibi davranır ve dolayısıyla dıştan uygulanan bir manyetik alandan etkilenir. Dıştan uygulanan magnetik alan şiddeti, H0

Uygun bir radyo dalgası, fotonu ile etkileştiğinde, proton manyetik rezonansa gireceğinden 1H-NMR yöntemiyle bir örnekte hidrojen atomu olup olmadığını anlamak ve varsa ne kadar hidrojen atomu olduğunu ölçmek mümkündür. Farklı kimyasal çevreye sahip çekirdeklerin uygulanan radyo dalgası fotonu ile farklı manyetik alanlarda rezonansa girmesine kimyasal kayma denir. Kimyasal kayma değerlerini birbirleri ile karşılaştırabilmek ve tablo haline getirebilmek için incelenen örnekle beraber bir karşılaştırma maddesinin de kullanılması gerekir.

1H-NMR yanısıra 19F-NMR, 31P-NMR spektrometreleri de tasarlanmış ve bunlarla çeşitli maddelerin NMR spektrumları elde edilmiştir. Sulu olmayan çözeltilerde kullanılan karşılaştırma maddesi tetrametil silandır [TMS, Si(CH3)4]. Bu madde, örnek çözeltisine %5 oranında eklenir. TMS’nin proton rezonansına ait pikin kimyasal kayma değeri sıfır kabul edilir ve öteki piklerin kimyasal kayma değerleri TMS’ninkine göre verilir.

NMR spektrumları, daha çok saf haldeki bileşiklerin nitel analizinde ve yapılarının belirlenmesinde kullanılır. 1H-NMR için, 20-50 mg ağırlığında örnek 0,5 mL çözücüde çözülerek 15 cm uzunluğunda ve 0,5 cm çapında cam bir tüp içinde manyetik alana yerleştirilir. Nitel analizde kimyasal kayma değerleri tablolardaki değerlerle karşılaştırılır. NMR spektroskopisi ile nicel analiz de gerçekleştirilebilir. Ancak bu amaçla kullanılırken yöntemin duyarlılığı çok azdır.

İLAÇ ETKEN MADDELERİNİN NMR SPEKTROSKOPİSİ İLE MİKTAR TAYİNİ NMR spektroskopisinde, radyo frekansı alanına konulan bir ilaç analiz örneği, elektromagnetik radyasyonu, molekülde bulunan bazı çekirdeklerin bir fonksiyonu olarak absorplar. Analiz örneğinin içerdiği protonlar, çevresindeki kimyasal gruplara bağlı olarak bir seri pik verir. Bu piklerin altında kalan alan ya da integral değerleri proton sayısı ile orantılıdır. Bu özellikten yararlanarak NMR spektroskopisi ile miktar tayini yapılabilir. Bunun için miktar tayini yapılacak maddenin, diğer pikler tarafından etkilenmeyen, izole bir piki, analit pik olarak seçilir.

Ayrıca miktar tayini için kullanılacak bir referans standarda da (iç standart) gereksinim vardır. Referans standart için de, aynı şekilde uygun bir analit pik seçilir. İyi bir iç standardın analitik piki, singlet olmalı ve maddenin analitik pikinden 30 Hz farklı alanda bulunmalı, analitik çözücülerde kolay çözünmeli ve molekül ağırlığı yararlanılan pikin proton sayısına bölündüğünde bulunan sayı mümkün olduğunca küçük olmalıdır. İç standart olarak genellikle benzil benzoat, maleik asit, ter-butanol, 1,4-dinitrobenzen gibi değişik maddelerden yararlanılır. Miktar tayini için, analizi yapılacak maddenin analitik piki ile iç standart olarak seçilen maddenin analitik piki kıyaslanır. Analitik piklerin proton sayısı birden fazla ise, maddenin ve iç standardın molekül ağırlıkları, yararlanılan pikteki proton sayısına bölünerek ekivalent ağırlık bulunur.

Miktarı tayin edilecek madde ve iç standart tam olarak tartılıp, NMR tüpünde belli bir çözücüde çözüldükten sonra, miktar tayinine esas olacak piklerin çıkacağı bölgede, yan bantların oluşmasını önleyecek şekilde spin hızı ayarlanarak spektrum alınır. Miktar tayini için değerlendirilecek her pik, uygun bir integral şiddeti kullanılarak, en az 5 kez integre edilir ve miktar tayini hesabında bu integral değerlerinin ortalaması alınarak formülde yerine konulur: İilaç: maddenin miktar tayini için yararlanılan pikin ortalama integral değeri İiçst.: miktar tayininde kullanılan iç standart pikinin ortalama integral değeri EAilaç: maddenin ekivalent ağırlığı (maddenin molekül ağırlığı, tayinde kullanılan piki veren proton sayısına bölünerek bulunur.) EAiçst.: iç standardın ekivalent ağırlığı (standart maddenin molekül ağırlığı, tayinde kullanılan pikin proton sayısına bölünerek bulunur.) Tiçst.: iç standardın ağırlığı (mg)

Fenazon için NMR yönteminin uygulanması: 25-50 mg pirazolon türevi olan ilaç etken maddesi (fenazon) ve 15 mg civarında iç standart tam olarak tartılır. 0,5 ml çözücüde çözüldükten sonra analitik pik civarında yan bantların oluşmayacağı şekilde spin hızı ayarlanarak spektrum alınır. Miktar tayini için seçilen pikin 5 kez integrali alınır ve hesaplamalarda ortalama değerler kullanılır. Spektrumlar, Varian A-60 NMR spektrometrede alınmış, sıcaklık 350C, sweep süresi 250 sn., sweep genişliği 500 Hz olarak seçilmiştir. Eksternal standart olarak TMS, çözücü olarak CHCl3, iç standart olarak ise 3,5-dimetilpirazol kullanılmıştır. Fenazon için analitik pik: 3,02 ppm deki –N-N-CH3 protonları, 5,38 ppm deki C4-H protonudur. İç standart için analitik pik: 5,80 ppm deki C4-H protonudur. Fenazon tartımı: 51,66 mg, 3,5-dimetilpirazol tartımı: 14,66 mg. Tartım: 51,66 mg, Bulunan: 51,67 mg

Kütle spektrometrisi (MS) Kütle spektrometri yöntemi, bilinmeyen bileşiklerin tanımlanmasında, bileşiklerin miktarlarının belirlenmesinde, moleküllerin kimyasal ve yapısal özelliklerinin aydınlatılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla geliştirilen ticari cihaz olan kütle spektrometreleri ise ilk olarak petrol bileşiklerinin analizinde kullanılmıştır. Daha sonra organik, inorganik ve biyokimya alanlarında yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Kütle spektrometrisinde analitin, özel düzenekler aracılığıyla gaz halinde yüklü ve hareketli bileşenlere dönüştürülmesi ve bunun sonucunda parçalanan yüklü analit parçacıklarının kütle/yük (m/z) oranlarına göre ayrılması işlemleriyle tanımlama ve tayini gerçekleştirilir. Bu amaçla kullanılan kütle spektrometresi cihazlarından analitin yüklü parçacıklarının kütlesini (m) ve yüklerini (z) sergileyen spektrumlar elde edilir ki bunlar, analitin yüklü parçacıklarının doğada % bulunma miktarlarına yani doğal bolluklarına karşı m/z değerlerinin aktarıldığı kütle spektrum grafikleridir.

Kısacası, kütle spektrometrisi yönteminde, atom veya moleküllerden gaz fazında iyonlar oluşturulur ve bu iyonlar kütlelerine göre birbirinden ayrılarak kaydedilir. İyonların bağıl miktarlarının kütle/yük oranlarına göre çizilmiş grafiğine de kütle spektrumu denir. Bir maddenin kütle spektrumunun elde edilebilmesi için bunun önce gaz fazına geçirilmesi ve daha sonra iyonlaştırılması gerekir. Örnek önce kütle spektrometresinin vakum altında tutulan giriş kısmına gönderilir ve madde gaz fazında değilse, ısıtılarak gaz fazına geçmesi sağlanır. Gaz haline getirilmiş maddenin molekülleri ince bir delikten difüzyon ile iyonlaşma bölgesine sızarlar. Pozitif yüklü bir başka iyon ve yüksüz bir partikül m + e-  m+ + 2e- m+ m1+ + m2 Pozitif yüklü molekül

Kütle spektrometrelerinin kütle spektrumlarını elde etmek üzere üç temel bileşen söz konusudur. 1. İyon kaynağı: Bileşen önce gaz fazına geçer ve daha sonra iyonlaşır, genellikle elektronun kaybedilmesiyle katyonlar oluşur. Ancak negatif yüklü parçacıklar oluşturan iyon kaynakları da mevcuttur. 2. Kütle analizörü: İyonlar m/z oranlarına bağlı olarak ayrılırlar. 3. Dedektör: Ayrılan iyonlar tayin edilir ve sinyal veri sistemine gönderilir. Her biri m/z iyon miktarlarının ölçülmesi gerçekleşir.

Örneğin ve uygulamanın türüne göre çeşitli iyonlaştırma yöntemleri uygulanır. En çok uygulanan iyonlaştırma yönteminde; örnek ısıtılmış bir flamandan yayılan ve elektrik alanından geçirilerek hızlandırılan 50-80 eV’luk bir enerjiye sahip elektron demetiyle bombardıman edilerek iyonlaştırılır.

Kütle spektrometresinde iyonlaştırma bölgesinde elde edilen iyonlar, elektrikle yüklü plakalara doğru çekilerek hızlandırılır ve kütle ayırıcısına gönderilir. Kütle spektrometresinde hem pozitif hem de negatif iyonlar incelenebilir, ancak pozitif iyonların incelenmesi daha yaygın bir uygulamadır. sapma

Gaz haline getirilmesi zor olan veya ısıtılınca bozunmaya uğrayan bileşiklerin kütle spektrometrik analizi için uygulanacak yöntem ise, bu bileşikleri belli moleküllerle tepkimeye sokarak, uçucu özelliği olan ürünlere çevirmektir.

Kütle spektrometresinde, belli koşullarda elde edilen ve parçalanma ürünlerini içeren kütle spektrumu, aynı koşullarda elde edilmiş spektrumlarla karşılaştırılarak, molekülün nitel analizi yapılır. Kütle spektrumunda ölçülen en şiddetli pik, temel pik adını alır ve bu pik, parçalanma ürünleri içinde en kararlı iyona aittir. Öteki piklerin bağıl şiddetleri de bu pike göre hesaplanır.

Kütle spektrometresinde gözlenen piklerin yüksekliği örnekte bulunan maddenin derişimi ile doğru orantılı olduğundan, bu yöntem nicel analiz amacıyla da kullanılır. Bu yöntemle nicel analiz, 10-9-10-6 g gibi çok az örnek miktarı ile ve büyük bir duyarlıkla yapılabilir. Kütle spektrometresi ile, alkoloidler, terpenler, steroidler, ilaçlar ve petrol ürünlerinin nitel ve nicel analizi yapılabilir. Yöntem, adli tıpta ve uyuşturucu madde analizinde de sıklıkla kullanılır.