stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Kütle spektrometrisi
Kütle analizi > Uçuş süresi

Daha fazla bilgi: Uçuş süresi kütle spektrometrisi
Uçuş süresi (time-of-flight/TOF) analizörü aynı potansiyel ile iyonları bir elekrik alan kullanarak hızlandırır ve iyonların detektöre varma sürelerini ölçer. Eğer bütün parçalar aynı yüke sahip ise, kinetik enerjileri de aynı olma eğilimindedir ve bu durumda yionların hızları kütlelerine bağıl olarak değişir. Ancak aynı m/z' ye sahip olanlar parçalar bile detektöre farklı zamanlarda varabilirler çünkü farklı ilk hızlara sahiptirlerdir. İyonun ilk hızı kütleye bağıl değildir, yani ilk hız kütleden bağımsızdır, bu da TOF-MS(TOF- kütle spektrometri) tekniğinin problemli noktasıdır. İlk hızlar arasındaki fark kendini son hızlarda da gösterir, ilk hızlardaki fark son hızlardaki farka dönüşür. Böylece, aynı m/z değerine sahip iyonlar detektöre farklı zamanlarda varmış olur. Bu problemin üzerinden gelebilmek için zaman-gecikmesi odaklı/ertelenmiş ekstraksiyon TOF-MS ile birleştirilir.
Kütle analizi > Kuadrupol kütle filtresi

Daha fazla bilgi: Kuadrupol kütle filtresi
Kuadrupol kütle analizörleri, radyo frekansı(RF) kuadrupol alanının (kuadrupol alanı 4 paralel çubuk ile oluşturur) içinden geçen iyonların rotalarını titreşen elektrik alan kullanarak seçici olarak stabilize ve destabilize eder. alandan sadece belirli bir m/z aralığının içinde kalan parçalar girer ama çubuklardaki potansiyelin değiştirilmesiylem/z değerleri geniş bir aralığa hızlıca kaydırılabilir. Bu kaydırma işlemi tek bir hamlede kesiksiz veya kesikli (birden fazla hamlede) gerçekleştirilebilir. Bir kuadrupol kütle analizörü bir kütle seçici filtre gibi davranır ve Paul tuzağı, iyon tuzağı tuzaklanması hedeflenen parçaları değil de hedeflenmeyen parçaları tuzaklamak için tasarlanmış olması dışında  özellikle de lineer kuadrupol iyon tuzağı ile yakından ilişkilidir. Bu özelliğinden dolayı bu yapılar geçiş kuadrupolleri olarak da bilinirler. Manyetik olarak güçlendirilmiş kuadrupol kütle analizörleri ek bir manyetik alan içerirler, bu ek alan eksen veya en boyunca uygulanabilir. Yeni tip bu alet çözünürlük ve/veya hassaslık açısından ek bir perfromans sağladı. Çözünürlük ve hassaslık uygulanan manyetik alanın yön ve büyüklüğüne göre değişir. Geçiş kuadrupolünün yaygın bir çeşidi olarak üçlü kuadrupol kütle spektrometreleri mevcuttur. "Üçlü kuad" birbirini izleyen üç adet kuadrupol basamağına sahiptir. Bu basamaklardan ilki ikinci kuadrupole gitmesi gereken belirli iyonların geçişini sağlar ve bu amaçla bir kütle filtresi gibi davranır. İkinci kuadrupole bir çarpışma çemberidir, çemberinde için iyonlar parçalara ayrılabilir. Üçüncü kuadrupol de bir kütle filtresi gibi işlev görür, belirli iyonların iyon detektörüne geçişini sağlar. Eğer bir kuadrupolüne bazı kütle filtresi ayarları aralığı ani ve tekrar ederek döngüler oluşturulursa, tüm spektra rapor edilebilir. Benzeri şekilde, bir üçlü kuad ile ardışık kütle spektrometrisi karakteri tipi taramalar yapılabilir.
Kütle analizi > İyon tuzakları > Üç boyutlu kuadrupol iyon tuzağı

Daha fazla bilgi: Paul tuzağı
Paul tuzağı kuadrupol kütle analizörü ile aynı fiziksel presipleri paylaşır fakat iyonları yakalaması ve sonra düzenekten çıkartması özelliği yönünden farklı bir konuma sahiptir. İyonlar başlıca kuadrupol RF (Kuadrupol RF alanı,genellikle DC vya yardımcı AC potansiyellerine bağlı,iki tane sonbaşlık elektrotunun arasındaki bir çember elektrotun içerisinde kalan alanı ifade eder)  alanında tutulurlar. Numune dahili olarak (bir elektron veya lazer hüzmesi ile) veya harici olarak(bir sonbaşlık elektrotundaki bir açıklıktan alete giriş sağlanarak) iyonize edilir.
Birçok m/z ayırma ve izolasyon yöntemi mevcuttur. Ancak bunların en yaygın kullanılanı kütle kararsız modudur. Bu modda RF potansiyeli yükseltilir ve bundan dolayı  a > b kütleli iyonların yörüngesi kararlı hale gelmişken, b kütleli iyonlar karasız hale gelmiş ve detektörün z-eksenine atılırlar. Aynı zamanda, yok edici olamayan analiz yöntemleri de vardır.
İyonlar rezonans heycanlanma metodu ile de atılabilir, bu durumda tamamlayıcı  sonbaşlık elektrotlarına titreştiricisine heycanlanma voltajı uygulanır ve tuzaklama voltajı büyüklüğü ve/veya heycanlanma voltajı frekansı, m/z oranınca esasınca sıralanarak rezonans konumuna gelecek iyonlara göre değişir.
Kütle analizi > İyon tuzakları > Silindrik iyon tuzağı

Silindrik iyon tuzağı kütle spektrometresi (cylindrical ion trap mass spectrometer/CIT-MS) kuadrupol iyon tuzağının bir türevidir, farkı hiperbolik sekilli eltrotlardansa düz çemberlerden oluşan elektrotlar kullanıyor olmasıdır. Mimarisi minyatürleştirlmeye oldukça uygundur çünkü tuzağın boyutu düştükçe elektrik alanın şekli- iyonların yakalandığı- tuzak merkezine yaklaşır ve hiperbolik tuzağın şekline yakın bir şekil oluşur.
Kütle analizi > İyon tuzakları > Lineer kuadrupol iyon tuzağı

Lineer kuadrupol iyon tuzağı kuadrupol iyon tuzağına benzer ancak 3D kuadrupol iyon tuzağında bulunan üç boyutlu kuadrupol alanı yerine iki boyutlu kuadrupol alan kullanarak iyonları tuzaklar. Thermo Fisher'ın LTQ ("Lineer tuzaklı kuadrupol-linear trap quadrupole") aleti lineer kuadrupol iyon tuzağına bir örnektir.
Bir toroydal (halkasal) iyon tuzağı eğilmiş bir lineer kuadrupol şeklinde betimlenebilir. Bu tip iyon tuzağı, uçta toroyid şeklini oluşturarak dönen-donat şekilli- 3D iyon tuzağının sonuna bağlı olarak ya da enine kesitinde bulunur. Bu toroyidal şekilli tuzak kütle analizörünün ilerletilmiş seviyede minyatürleştirilmesine olanak sağlayan bir konfigürasyondur. Ek olarak, aynı tuzaklama alanında tutulan tüm iyonlar beraber atılırlar. Böylece oluşacak çeşitli dizilerin işlenmesi gibi karmaşık bir problem oluşmadan işlem basitçe gerçekleştirilmiş olur.
Toroyidal tuzakta olduğu gibi, lineer tuzaklar ve 3D kuadrupol iyon tuzakları en çok minyatürize edilmiş kütle analizörleridir, sebep ise sahip oldukları yüksek hassalıkları, mTorr basıncına toleransları ve yalnız ardışık kütle spektrometrisindeki-ürün iyon taraması gibi- yetenekleridir.
Kütle analizi > İyon tuzakları > Orbitrap

Daha fazla bilgi: Orbitrap
Orbitrap aleti Fourier dönüşümü iyon siklotron rezonansı kütle spektrometresine (aşağıdakıdaki metine bkz.) benzerdir. İyonlar dingil şekilli bir elektrotu merkez alarak çevresinde elektrostatik olarak tuzaklanıp bir yörüngeye otururlar. Elektrot iyonları hapseder böylece ikisi birden(elektrot ve iyonlar) merkez elektrot çevresinde yörüngeye oturur. ve merkez elektrotun uzun olan eksenince bir ileri bir geri titreşirler. Titreşimler aletin üzerine kayıt yaptığı detektör tabağının üzerinde bir görüntü akımı oluşturur. Görüntü akımının frekansı iyonların m/z oranlarında bağlıdır. Kütle spektrumu  kaydedilmiş  görüntü akımının Fourier dönüşümü ile elde edilir. Orbitrap yüksek kütle kesinliğine, yüksek hassaslığa ve iyi bir dinamik aralığına(menziline) sahiptir.
Kütle analizi > Fourier dönüşümü iyon siklotron rezonans

Daha fazla bilgi: Fourier dönüşümü iyon siklotron rezonansı
Fourier dönüşümü iyon siklotron rezonans (Fourier transform mass spectrometry-FTMS),veya tam adıyla Fourier dönüşümü iyon siklotron rezonansı MS, kütleyi iyonların siklotronlaması ile üretilen  görüntü akımını belirleyerek ölçer. Bir detektör (elektron multipleri) ile iyonların sapmalarını ölçmek yerine iyonlar bir Penning tuzağına (bir statik elektrik/manyetik iyon tuzağı) doldurulur. Penning tuzağında iyonlar etkin bir biçimde bir düzeneğin parçası haline gelir. Boşlukta sabitlenmiş pozisyondaki detektörler, kendilerine yakın noktalardan geçen iyonların elektrik sinyalini ölçer ve periyodik sinyaller üretir. İyonların döndürülmesinin frekansı m/z oranı tarafından belirlendiğinden, Fourier transfromu sinyaller üzerinde kullanılarak m/z oranı belirlenebilir. Fourier dönüşümü kütle spektrometrisi (Fourier transform mass spectrometry-FTMS) yüksek hassaslık (bir iyon birden fazla kere "hesap" edildiğinden) ve daha yüksek çözünürlüğe (daha ince ölçümler sağlar) sahip olmasından avantajlı konumdadır.
İyon siklotron rezonansı (Ion cyclotron resonance-ICR) FTMS' e benzer ve daha eski bir tekniktir. FTMS' den farkı iyonları geleneksel bir detektör ile belirlemesidir. İyonlar Penning tuzağında bir RF elektrik alanı ile detektörün bulunduğu yer olan tuzak duvarına çarpıncaya kadar heycanlandırılır. Farklı kütlelere sahip iyonlar çarma zamalarına göre tespit edilir.
Dedektörler

Kütle spektrometrelerinin son parçası detektördür. Detektör tetiklenmiş yükleri veya bir iyon geçişi ile veya yüzeye çarpması ile üretilmiş olan akımı ölçer. Bir tarama aletinde, tarama boyunca detektörde üretilen sinyale karşı enstrumanın tarama yaptığı nokta(taramadaki m/Q noktası) bir kütle spektrumu üretir. Bu spektrum, iyonların m/Q' nun bir fonksiyonu şeklindeki kaydıdır.
Tipik olarak, elektron multiplerleri detektör olarak kullanılmasına karşın, Faraday kupası ve iyon-foton detektörlerinin de kullanımı mevcuttur. Genelde kütle analizöründen ayrılan iyon sayısı çok azdır ve bundan dolayı sinyal eldesi için kaile alınır bir arttırma(sinyal) işlemine ihtiyaç duyulur. Mikrokanal plaka dedektörleri modern cihazların içerisinde sıkça kullanılır. Fourier dönüşümü kütle spektrometrisi ve orbitraplarda, dedektörler parçacıkların titreyerek yakınından geçtiği kütle analizörü/iyon tuzağı alanının içinde bulunan bir çift Faraday metal yüzeyinden oluşur. Direkt akım oluşmaz, sadece zayıf bir alternatif akım elektrotlar arasındaki bir düzenekte üretilir. Diğer uyarımsal detektörler de kullanımdadır.
Ardışık kütle spektrometrisi

Ardışık kütle spektrometrisi birden çok sefer kütle spektrometrisi sağlayan araçtır. Genellikle bu farklı spektrometriler bazı molekül parçalarının oluşumu ile birbirinden ayrılır. Örneğin, bir kütle analizörü alete giren diğer bileşenlerden bir peptidi izole ederken ikinci kütle analizörü peptit iyonları gala çarpışırken peptit iyonlarını stabilize ederek bu iyonların çarpışmaya bağlı ayrışmasına (Collision-Induced Dissociation-CID) sebebiyet verir. Üçüncü kütle analizörü peptitten çıkan parçaları işler (sıralar). Ardışık MS aynı zamanda aynı kütle analizörünün tekrarı ile de oluşturulabilir, Paul tuzağında olduğu gibi. Çarpışmaya bağlı ayrışma, elektron yakalama ayrışması (Electron Capture Dissociation-ECD), elektron transfer ayrışması (Electron Transfer Dissociation-ETD), kızılötesi multifoton ayrışma (Infrared Multiphoton Dissociation-IRMPD), kara cisim kızılötesi ışınım ayrışması (Blackbody Infrared Radiative Dissociation-BIRD), elektron koparma ayrışması (Electron-Detachment Dissociation-EDD) ve yüzey kaynaklı ayrışma (Surface-Induced Dissociation-SID) gibi teknikler ardışık MS için var olan molekül parçalama yöntemleridir. Ardışık MS' i kullanan önemli uygulamalardan biri protein karekterizasyonudur.
Ardışık MS çeşitli deney dizilerini imkânlı kılar. Çoğu ticari MS rutin dizileri (seçilmiş reaksiyon izleme (Selected Reaction Monitoring-SRM) ve ata iyon tarama gibi) işlemeyi hızlandırmak için tasarlanmıştır. SRM' de ilk analizör sadece bir kütlesinin kendi içinden geçişine müsaade eder. İkinci analizör ise kullanıcının seçtiği birçok parça iyondan sorumludur. İkinci kütle analizinin görev döngüsü kısıtlı olduğunda SRM genellikle bir tarama cihazı ile beraber kullanılır. Bu deneyler bilinen moleküllerin belirlenmesinde spesifikliği artırmak amaçlı kullanılır, özellikle farmakokinetik çalışmalarda bu durum ön plandadır. Ata iyon tarama ata iyondan spesifik bir kaybın aranışı için yapılan görüntülenmesidir. İlk ve ikinci kütle analizörleri kullanıcı tarafından belirlenmiş m/z değerini kapsayan spektrum boyunca tarama yaparlar. Bu deney bilinmeyen moleküllerde spesifik bir motif tanımlama amacı ile kullanılır.
Hızlandırıcı MS (accelerator mass spectrometry-AMS) radyokarbon tarihleme için kullanılır. Bu ardışık MS türü negatif iyonları bir ardışık MS' e doğru hızlandırmak için genelde mega-volt seviyelerinde çok yüksek voltajlar kullanılır.
Yaygın kütle spektrometre konfigürasyonları ve teknikleri

Bir kaynak, analizör ve detektör komibasyonu yaygın olarak kullanılmaya başlandığında bu kombinasyona bileşenlerin isimlerinin kısaltmalarından yeni bir kısa isim türetilir. Buna örenek olarak MALDI-TOF mevcuttur. Bu ikili isim MALDI iyonizasyon kaynağı ve TOF kütle analizörünün kombinasyonunu ifade eder. Diğer örnekler arasında tetikli bir şekilde eşlenmiş plasma-kütle spektrometrisi (coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS)), AMS, Termal iyonizasyon-MS (thermal ionization-mass spectrometry (TIMS)) ve kıvılcım kaynağı-MS (spark source mass spectrometry (SSMS)) bulunur.
MS ile kombine edilmiş ayırma teknikleri

MS' i kütle belirleme ve kütle çözünürlüğünde güçlendirmek için MS' e ardışık kromatografik ve diğer ayrım tekniklerinin kullanılır.
MS ile kombine edilmiş ayırma teknikleri > Gaz kromatografisi

Ana madde: Gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi
Yukarıda bahis geçen yaygın kombinasyonlardan biri gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi (GC/MS ve GC-MS). Bu teknikte gaz kromatografisi farklı bileşikleri ayırmak amacı ile kullanılır. Ayrılmış bileşiklerin buharı iyon kaynağına(voltaj uygulanan bir metal filament) yönlendirilir. Bu filament bileşiklerin iyonlaşmasını sağlayan elektronları yayar. İyonlar yine iyonlaşarak parçalar oluşturabilir ve tahmin edilebilir modeller oluştururlar. Bütün haldeki iyon ve parçalar önce MS' in analizörüne ve en sonunda teşhis edilirler.
MS ile kombine edilmiş ayırma teknikleri > Sıvı kromatografisi

Ana madde: Sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi
GC-MS' e benzer olarak sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi (liquid chromatography-mass spectrometry (LC/MS veya LC-MS)) bileşikleri kromatografik olarak ayırır, bu işlem bileşikler iyon kaynağı ve kütle analizörüne girmeden gerçekleşir. GC-MS' den mobil fazının sıvı olması ile farklıdır. Bu sıvı faz genelde su ve -gaz yerine- bir organik çözücünün karışımıdır. En yaygın LC-MS, sıvı kromatografisi ile ESI' nin kombinasyonudur. Diğer kombinasyonlar ise APCI ve APP iyonizasyon kaynaklarını içerir. Bunların yanı sıra yeni geliştirilmiş teknikler de sıvı kromatografisi ile kombine edilir, lazer sprey gibi.
MS ile kombine edilmiş ayırma teknikleri > Kapiler elektroforez–kütle spektrometrisi

Ana madde: Kapiler elektroforez kütle spektrometrisi
Kapiler elektroforez–kütle spektrometrisi (Capillary electrophoresis–mass spectrometry (CE-MS)) kapiler elektroforezin sıvı ayırma işlemini MS ile kombine eden bir tekniktir. CE-MS genellikle ESI ile kombine edilir.
MS ile kombine edilmiş ayırma teknikleri > İyon hareketliliği

Ana madde: İyon hareketlilik spektrometrisi-kütle spektrometrisi
İyon hareketlilik spektrometrisi-kütle spektrometrisi (Ion mobility spectrometry-mass spectrometry (IMS/MS veya IMMS)), iyonları MS' e girmeden bir nötral gaz içinde ve bir uygulanmış elektriksel potansiyel gradiantı varlığında birbirinden ayıran bir tekniktir. Sürükllenme süresi iyonun yarıçap/yük oranı ile ilişkilidir. IMS' in görev döngüsü (deneyin gerçekleştiği süre) çoğu MS tekniğinden uzundur. Normal bir MS işini IMS ayırma işlemini tamamlayana değinki sürede bitirir. Teknik, LC-MS' benzer şekilde, IMS ayırması ve m/z oranı hakkında veri üretimi sağlar.
IMS'nin görev döngüsü, sıvı kromatografisine veya gaz kromatografisi ayırmalarına göre kısadır ve bu nedenle bu iki tekniğe bağlanarak LC/IMS/M gibi üçlü yöntemler üretebilir.
Veri ve analiz > Veri sunumları

Ayrıca bakınız: Kütle spektrometrisi veri formatı
Kütle spektrometrisi çeşitli veriler üretir. En yaygın veri sunum şekli kütle spektrumudur.
Belli MS veri tipleri en iyi şekilde bir kütle kromatogramı şeklinde sunulur. Bu kromatogramlar arasında seçilmiş iyon izleme (selected ion monitoring-SIM), total iyon akımı (total ion current-TIC) ve seçilmiş reaksiyon izleme (selected reaction monitoring-SRM) yer alır.
Diğer MS veri tipleri 3D kontur haritaları şeklinde iyi bir şekilde ifade edilir. Bu durumda, m/z oranı x-eksenine, yoğunluk y-eksenine ve zaman gibi ek bir parametre z- ekseni üzerine kaydedilir.
Veri ve analiz > Veri analizi

MS veri analizi veriyi üreten deneye özgüdür. Verinin genel altbölünmesi her veriyi analamak üzerine temellenmiştir.
Çoğu MS hem negatif iyon modu veya pozitif iyon modunda çalışabilme yeteneğine sahiptir. Bu yetenek gözlenen iyonların pozitif mi yoksa negatif mi olduğunu anlamak açısından çok önemlidir. Genellikle bu durum nötral kütleyi hesaplamakta çok önemli olsa da aynı zamanda molekülün doğası hakkında ipuçları da verir.
Farklı tip iyon kaynakları-orijinal molekülden üretilmiş- birbirinden farklı bir dizi parçacık oluşumu ile sonuçlanır. Bir elektron iyonlaştırma kaynağı birçok parça (çoğu tek yüklü (-1) radikaller) üretirken ESI genellikle radikal olmayan yarımoleküler iyonlar üretir, bu moleküller genelde multi yüklüdür. Ardışık MS amaç olarak parça iyonları kaynak-sonrası üretir ve deney tarafından üretilen verinin çeşidini şiddetli bir şekilde değiştirebilir.
Numunenin kökeni hakkında bilgi molekülün bileşenleri ve parçaları hakkında bilgi sağlayabilir. Bir sentez/imalat işlemi ürünü numunesi hedef molekül çevresinde düşünüldüğünde kimyasal safsızlıklar içerecektir. Ham bir şekilde hazırlanmış biyolojik numuneler muhtemelen belli bir miktarda tuz içerecektir. Bu tuz, belli analizlerde, analit molekülle birleşerek bir birleşim ürünü oluşturabilir.
Sonuçlar aynı zamanda numunenin nasıl hazırlandığına ve ne şekilde MS' e sokulduğu ile de ilşkilidir. Bunun önemli bir örneği, MALDI noktalaması için kullanılan matrikstir, matriks yayılım/iyonlaşma olayı enerjisinin kontrolünde lazerden daha önemlii bir faktördür. Bazen numuler sodyum veya diğer iyon taşıyan türlerle muamele edilir ve böylece, protone edilmiş türler yerine, toplanma ürünleri elde edilmiş olur.
MS molar kütleyi ve numune saflığını ölçebilir ve moleküler yapıyı çözebilir. Her bir ölçüm hedefi farklı bir deneysel prosedürü yanında getirir. Bundan dolayı deney amacının uygun şekilde tanımlanması doğru veri toplamak ve verileri doğru şekilde yorumlamak için bir önkoşuldur.
Veri ve analiz > Veri analizi > Kütle spektrumunun yorumlanması

Ana madde: Kütle spektrumu analizi
Moleküllerin kesin yapıları ve peptid dizileri parça kütleleri setleri ile deşifre edildiğinden, kütle spektrumunun yorumu çeşitli tekniklerin kombinasyonunu gerektirir. Genellikle bilinmeyen bir bileşiğin kütlesini belirlemek için ilk strateji bileşiğin deneysel kütle spektrumunu kütle spektrum kütüphanesi ile karşılaştırmaktır. Eğer eşleşme yoksa, ya manuel yorumlamaya geçilir ya da yazılım yardımlı ile kütle spektrasının yorumlanması yapılır. MS' te olan iyonizasyon ve parçalanmanın bilgisayar simülasyonu peptid yapısı veya dizisinden bir moleküle kadar tanımlama yapmak için kullanılacak ilk araçtır. Bir önsel yapısal bilgi in silico (bilgisayarda) parçalanır ve sonuç gözlenen spektrum ile karşılaştırılır. Böyle similasyonlar genelde bir parçalama kütüphanesi tarafından desteklenir. Kütüphane bilinen parçalanma reaksiyonlarını içerir. Hem ufak moleküller hem de proteinler için geliştirilmiş bu fikir MS yazılımını avantajlı kılar.
Kütle spektra analizi kesin kütle spektrası ile de olabilir. Sadece bir tam sayı m/z oranı ile iyon yapısının teoritik olarak mümkün bir mükemmel sayı ile ifade edilebilir. Ancak, daha hassas kütle figürleri aday moleküler formülün sayısını azaltır. Formül oluşturucu adındaki bilgisayar algoritması verilen kütle ile ona özel tanımlanmış toleransa uygun şekilde teorik olarak bütün moleküler formülleri hesaplar.
Ata iyon parmak izi MS' te yapı çıkarımı yapmak için yeni çıkarılmış bir tekniktir. Teknik yapısal bilginin bireysel parçalarını belirler ve onları molekülün ardışık spektra araması ile bağdaştırır. Bu aramada yapısal olarak karakterize edilmiş ata iyonların ürün iyon spektrası kütüphanesi ile karşılaştırma yapılır.
Uygulamalar

Kütle spektrometrisi hem nitel hem nicel amaçlı kullanıma sahiptir. Bu kullanımlara bilinmeyen bir bileşiğin tanımlanması, bir molekülün içerisindeki elementlerin izotopik içeriklerinin belirlenmesi ve bir bileşiğin parçalanmasının gözlenmesiyle yapısının tanımlanması dahildir. Diğer kullanımlar arasında bir numune içerisindeki bir bileşiğin miktarının belirlenmesi veya gaz fazı iyon kimyası (bir vakum içindeki nötral ve iyonların kimyası) temelleri çalışmaları bulunur. MS şu anda, birçok çeşit bileşiğin fiziksel, kimyasal veya biyojik özellikleri üzerine çalışmalar yapan analitik laboratuvarlarda yaygın bir biçimde kullanılır.
Bir analitik teknik olarak MS, diğer benzeri tekniklerden farklı avantajlara sahiptir. Bu avantajlardan arasında MS' in bir analiz cihazının, bir kütle-yük filtresi gibi, arka plan müdahalelerini azaltmasından dolayı birçok diğer analitik teknikten daha yüksek hassaslığa sahip olması, bilinmeyen bir bileşiğin tanımlanması ya da şüphelenilen bileşiklerin numunedeki varlığının onaylanması için karakteristik parçalanmalar üretmesinden doğan mükemmel özgüllüğü, moleküllerin moleküler ağırlığı ve elementlerin izotopik bollukları hakkında bilgi verebilmesinin yanı sıra geçici çözümlenmiş kimyasal veriler sağlaması vardır.
Bu metodun birkaç dezaavantajı arasında optik ve geometrik izomerleri birbirinden ayırmakta ve aromatik halkadaki o-, m- ve p- dallanma pozisyonlarını birbirinden ayırmakta başarısız olması bulunur. Buna ek olarak, metot benzer parçalanmış iyonlar üreten hidrokarbonları tanımlamada kısıtlı bir kapsama sahiptir.
Uygulamalar > İzotop oranı MS: izotop tarihleme ve izsürme

Ana madde: İzotop oranı kütle spektrometrisi
MS aynı zamanda numune içindeki elementlerin izotopik içeriklerinin belirlenmesi için de kullanılır. Bir elementin izotopları arasındaki kütle farkı oldukça azdır ve bir elementin daha az yaygın bulunan izotopları çok nadirlerdir ve bundan dolayı çok hassas bir alete ihtiyaç vardır. Bu aletler, bazen İzotop oranı kütle spektrometresi (isotope ratio mass spectrometers, kısaca IR-MS) şeklinde hitap edilirler. Bu tip MS genellikle, iyonize parçacıkları, parçacık darbelerini elektrik akımına dönüştüren, bir dizi Faraday kupasına doğru yönlendirmek için bir magnet bulundurur. Suyun deuterium içerik analizi hızlı bir şekilde bilgisayar kontrolünde akıcı görüntü tutulması kütle spektrometrisi (flowing afterglow mass spectrometry, FA-MS) kullanılarak başarılabilir. Muhtemelen bu amaca uygun en hassas ve kesin kütle spektrometresi hızlandırıcı kütle spektrometresidir (accelerator mass spectrometer, AMS). Bunun sebebi AMS' nin en yüksek hassaslığı sağlaması, atomları birey atomlar halinde ölçebiliyor olması ve ana kararlı izotopa göre 1015 civarı dinamik menzilli nüklidleri ölçebilmesidir. İzotop oranları çeşitli işlemlerin önemli işaretçileridir. Bazı izotop oranları, karbon tarihlemedeki gibi, nesnenin yaşını belirlemede kullanılır. Buna ilave olarak, kararlı izotoplar ile etiketleme ise protein miktar belirlenmesi amacı ile kullanılır (aşağıdaki, protein karakterizasyonu bölümüne bakınız).
Uygulamalar > İzotop oranı MS: izotop tarihleme ve izsürme > Membran girişli kütle spektrometrisi: Çözeltideki gazları ölçme

Membran girişli kütle spektrometrisi, izotop oranı MS ile bir gaz geçirgen membran tarafından ayrılmış bir tepkime bölme/hücresini birleştirir. Bu yöntem çözeltilerin içinde gelişen gazların üzerinde çalışılmasına olanak sağlar. Yöntem, Fotosistem II' nin oksijen üretiminin üzerinde yapılan çalışmalarda yaygın bir şekilde kullanılmıştır.
Uygulamalar > İzmiktar gaz analizi

Bir akış veya kayış tüpüne aktarılmış bir iyon kaynağında üretilen iyonları kullanan birkaç teknik vardır, seçilmiş iyon akış tüpünü kullanan seçilmiş iyon akış tüpü MS (selected ion flow tube, SIFT-MS) ve proton transfer tepkimesinden faydalanan proton transfer tepkimesi MS (proton transfer reaction, PTR-MS). Bu teknikler hava, nefes veya sıvı kafaboşluğunun izmiktar gaz analizi için kullanılan kimyasal iyonizasyonun çeşitleridir. Çok hassas bir şekilde belirlenmiş bir tepkime süresi kullandıklarından bilinen bir reaksiyon kinetiğinin kullanımı ile iç standart veya kalibrasyon olmaksızın analit konsantrasyonu hesaplanabilir.