La spectrométrie de masse

Nathalie Balcar
Institut de formation des restaurateurs
d'œuvres d'art (IFROA)

Principe

La spectrométrie de masse [1] est une technique de détection extrêmement sensible qui permet de déterminer des structures moléculaires.
Le spectromètre de masse est souvent couplé avec un système de chromatographie en phase gazeuse, et cette association, d'une méthode séparative et d'une méthode d'identification, permet d'étudier des mélanges complexes à l'état de traces (quelques nanogrammes de mélange).

Le principe de la spectrométrie de masse est le suivant :

Un composé organique introduit dans le spectromètre de masse est ionisé par bombardement électronique à 70 eV. L'ion ainsi obtenu, appelé ion moléculaire, permet la détermination de la masse molaire du composé.

Il peut y avoir des ruptures des liaisons chimiques au sein de l'ion moléculaire, formant ainsi des ions fragments caractéristiques puisque cette dissociation éventuelle ne se fait pas au hasard mais selon des mécanismes bien déterminés.

Ces ions fragments sont ensuite séparés en fonction de leur rapport masse/charge par l'application d'un champ magnétique et/ou électrique, puis collectés par un détecteur.

L'ensemble de ces ions fragments constitue le spectre de masse dont la lecture permet l'identification de la structure moléculaire.

La figure 1 représente le spectre de masse de l'ester méthylique de l'acide abiétique, constituant majoritaire de la colophane.

La présence des ions 316, 301 et 241 permet l'identification de la colophane sans ambiguïté.

Figure 1. Exemple d'un spectre de masse