Kvantitatīvā masas spektrometrija ir metode, kā noteikt gan savienojuma molekulmasu, gan to, no kā tas ir izgatavots. Masu spektrometrija darbojas, pakļaujot paraugu ekstremāliem siltuma un elektrības apstākļiem, izraisot tā sadalīšanos lādētos molekulāros fragmentos. Šo fragmentu sastāvs un pārpilnība tiek analizēta, lai atklātu masu un sastāvu.
Ir daudz veidu kvantitatīvās masas spektrometrijas, taču katrā metodē tiek izmantots viens un tas pats procesu kopums. Paraugu vispirms karsē, veidojot tvaiku, pēc tam jonizē un paātrina, izmantojot elektrisko lauku. Katram jonam ir viens pozitīvs lādiņš, un šīs uzlādētās daļiņas tiek novirzītas, izlaižot tās caur magnētisko lauku. Vieglākos jonus vairāk novirza magnētiskais lauks nekā smagākos jonus, tāpēc, mainot lauka stiprumu, noteikšanas aparātā tiek novirzīti dažādas masas joni.
Metāna, vienkāršākā ogļūdeņraža vai savienojuma, kas sastāv no ūdeņraža (H) un oglekļa (C), analīze atklāj fragmentu klātbūtni, kuru atomu masa ir 1, 12, 13, 14, 15 un 16 atomu masas vienības (amu ). Metāna formula ir CH4, un metāna parauga analīze atklāj attiecīgi H+, C+, CH+, CH2+, CH3+ un CH4+ klātbūtni. Tiek mērīts arī šo fragmentu daudzums, un lielākais ir 16 amu, kas atbilst nesadrumstalotā jona masai. Tas ir tāpēc, ka ir nepieciešams ārkārtīgi daudz enerģijas, lai atdalītu ūdeņražus no centrālā oglekļa, kas nozīmē, ka visizplatītākais jons būs enerģētiski vislabvēlīgākais.
Metāna masu spektrā ir ļoti mazs fragments, kas sver 17 amu. Šis rādījums ir saistīts ar oglekļa vai ūdeņraža izotopu klātbūtni. Izotopi ir elementi, kuriem ir vienādas ķīmiskās īpašības, bet atšķirīgs atomu svars, jo to kodolos ir atšķirīgs neitronu skaits. Oglekļa-12 kodolā ir seši neitroni un seši protoni, bet daudz retāk sastopamais oglekļa-13 izotops satur septiņus protonus. Līdzīgi neliels daudzums esošā ūdeņraža būs ūdeņradis-2, ko sauc arī par deitēriju, kuram ir viena protona un viena neitrona kodols.
Ne tikai analizējot organisko savienojumu sastāvu un izotopu relatīvo daudzumu paraugā, kvantitatīvā masas spektrometrija tiek izmantota arī, lai noskaidrotu bioloģisko molekulu, piemēram, olbaltumvielu, sastāvu. Olbaltumvielas sastāv no aminoskābju ķēdes vai secības, un masas spektrometriju var izmantot, lai noteiktu secību, kurā šie aminoskābju atlikumi rodas. Proteīna molekulmasu var atrast arī, izmantojot kvantitatīvo masas spektrometriju.