ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 12 MỤC LỤC I.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GC/MS II.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP LC/MS III.SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP GC/MS VỚI LC/MS IV.ỨNG DỤNG V.KẾT LUẬN
Trang 1 ĐỀ TÀI: TỔNG QUAN VỀ P2
GC/MS VÀ LC/MS ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG
THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 12
MỤC LỤC
I.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GC/MS
II.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP LC/MS
III.SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP GC/MS VỚI LC/MS
IV.ỨNG DỤNG
V.KẾT LUẬN
I.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GC/MS
Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS_Gas Chromatography Mass Spectometry) là một trong những phương pháp sắc ký hiện đại nhất hiện nay với độ nhạy và độ đặc hiệu cao và được
sử dụng trong các nghiên cứu và phân tích kết hợp
SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY GC/MS
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Mẫu được đưa vào trong máy dẫn đến buồng phân tích, thường là buồng ion hóa Trong buồng ion hoá, (cũng có thể dùng các phương pháp thích hợpva chạm điện tử ,bằng trường điện từ ,ion hoá học,chiếu xạ bằng các photon) các điện tử phát ra từ cathode làm bằng vonfram hoặc reni, bay về anode với vận tốc lớn Các phân tử chất nghiên cứu ở trạng thái hơi sẽ va chạm với điện tử trong buồng ion hoá, có thể nhận năng lượng điện tử và bị ion hoá.Các chất đã được phân tích sẽ được chuyển đến đầu dò và sau do là hiển thị thông tin trên máy tính.
MÁY GC/MS TỐT HIỆN NAY
MÁY HAPSITE ER VÀ MÁY VONYOGER
HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY
Trang 2 Máy HAPSITE ER(GC/MS) là máy sắc ký khí/khối phổ cá nhân mà nó yêu cầu sự huấn luyện tối thiểu để thực hiện định tính và định lượng các kết quả chất lượng phòng thí nghiệm - ở hiện trường, ít hơn 10 phút.
Có khả năng xác định phân tích trong giới hạn ppm (phần triệu) – ppt (phần tỷ) Cột
GC cung cấp sự ghi sắc ký sắc nét và độ phân giải tuyệt vời.
HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY
Máy sắc ký khí VONYOGER có công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới.
Bao gồm cấu hình ba cột đi kèm với lò đẳng nhiệt cho phân tích sắc ký khí nhanh lên tới 40 EPA
Với một hệ thống phát hiện (Detector) đôi PID/ECD thu nhỏ nó dễ dàng
Sắc ký đồ và/hoặc các kết quả được trình bày dễ dàng nhìn thấy
Ngày nay người ta ứng dụng kỹ thuật GC/MS rất nhiều và sử dụng rộng rãi trong các nghành như y học, môi trường, nông sản, kiểm nghiệm thực phẩm…
Ở Hoa Kỳ ứng dụng phương pháp này để kiểm tra chất lượng nguồn nước cung cấp cho công cộng
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam để phân tích thành phần hóa học và định danh các cấu tử trong tinh dầu pơmu.
xác định thành phần và hoạt tính sinh học.
Phân tích và xác định thành phần các hợp chất thiên nhiên khác.
Phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật động thực vật.
Phân tích dư lượng kháng sinh trong sản phẩm thịt, thủy sản.
xác định chất lượng dầu thực vật
Xác định hàm lượng tinh dầu.
phân tích xăng dầu và dung môi.
Phương pháp Sắc ký khí kết hợp với Khối phổ(viết tắt là GC-MS hoặc GCMS) là một phương pháp mạnh mẽ với độ nhạy cao được sử dụng trong các nghiên cứu về thành phần các chất trong không khí
Bản chất GC-MS là sự kết hợp của Sắc ký khí (Gas Chromatography) và Khối phổ (Mass Spectometry) Ngưỡng phát hiện của phương pháp này là 1 picogram (0.000000000001 gram)
Cấu tạo của GC-MS
Sắc ký khí (GC): phân tách hỗn hợp hóa chất thành một mạch theo từng chất tinh khiết Khối phổ (MS): ) xác định định tính và định lượng
A Cửa tiêm mẫu (injection port): 1 microliter dung môi chứa hỗn hợp các chất sẽ được tiêm vào hệ thống tại cửa này Mẫu sau đó được dẫn qua hệ thống bởi khí trơ, thường là helium Nhiệt độ ở cửa tiêm mẫu được nâng lên 3000C để mẫu trở thành dạng khí
B Vỏ ngoài (oven): Phần vỏ của hệ thống GC chính là một lò nung đặc biệt Nhiệt độ của lò này dao động từ 400C cho tới 3200C
C Cột (column): Bên trong hệ thống GC là một cuộn ống nhỏ hình trụ có chiều dài 30 mét với mặt trong được tráng bằng một loại polymer đặc biệt Các chất trong hỗn hợp được phân tách bằng cách chạy dọc theo cột này
Sau khi đi qua cột sắc kí khí, các hóa chất tiếp tục đi vào pha khối phổ.Ở đây chúng bị ion hóa.Sau khi khối phổ,chúng sẽ tới bộ phận lọc dựa trên khối lượng ,bộ lọc lựa chọn chỉ cho phép các hạt có khối lượng nằm trong một giới hạn nhất định đi qua
Trang 3Thiết bị cảm biến có nhiệm vụ đếm số lượng các hạt có cùng khối lượng Thông tin này sau đó được chuyển đến máy tínhvà xuất ra kết quả gọi là khối phổ
Khối phổ là một biểu đồ phản ánh số lượng các ion với các khối lượng khác nhau đã đi qua bộ lọc
Máy tính:
Bộ phận chịu trách nhiệm tính toán các tín hiện do bộ cảm biến cung cấp và đưa ra kết quả khối phổ
Công dụng
Phân tách: GC-MS có thể phân tách các hỗn hợp hóa chất phức tạp trong không khí hay trong nước Ở đây, tốc độ được quyết định bởi tính bay hơi Chất nào có tính bay hơi cao
sẽ di chuyển nhanh hơn chất có tính bay hơi thấp
Định lượng: GC-MS có thể định lượng một chất bằng cách so sánh với mẫu chuẩn, là chất biết trước và đã được định lượng chuẩn bằng GC-MS
Nhận dạng: Nếu trong mẫu có một chất lạ xuất hiện, khối phổ có thể nhận dạng cấu trúc hóa học độc nhất của nó Cấu trúc của chất này sau đó được so sánh với một thư viện cấu trúc của các chất đã biết Nếu không tìm được chất tương ứng trong thư viện ,ta thu được một dữ liệu mới và đóng góp vào thư viện cấu trúc sau khi tiến hành thêm các biện pháp
để xác định được chính xác loại hợp chất mới này
Một số loại GC-MS khác
1.3.1 Máy sắc kí khí kết hợp khối phổ với độ phân giải cao(HRGC-HRMS) chuyên phân tích DIOXIN
Máy có thể phân tích được hàm lượng siêu vết Dioxin phù hợp với tiêu chuẩn EPA 1613 của Mỹ ở độ phân giải 10.000, giới hạn phát hiện ở mức 0,5ppt
Máy có thể đạt đến độ phân giải 80.000, định lượng được đồng thời 17 đồng phân
PCDDs / PCDFs trong mẫu vật ở mức giới hạn phát hiện 0,01ppt
Máy còn có chức năng tự động kiểm tra độ phân giải sau mỗi 12 giờ và tự động dừng phân tích nếu phát hiện độ phân giải giảm thấp hơn giới hạn cho phép
Ứng dụng
phân tích Dioxin và Furan trên nhiều lĩnh vực về môi trường : đất, bùn trầm tích, nước sông ngòi, nước ngầm…
về thủy hải sản : tôm, cá, mực…
về nông sản thực phẩm : gạo, đậu, cà phê, sữa…
đặc biệt là quy trình phân tích định lượng Dioxin trong mẫu bệnh phẩm : mô mỡ, huyết thanh, gan…
Máy sắc kí khí kết hợp với khối phổ nhiều lần(GC/MSn)
Chức năng
Nhận danh, xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ tổng hợp và tự nhiên tương đối dễ bay hơi
Định lượng vi lượng và đa lượng
Khả năng phân tích
Dư lượng hóa chất có nồng độ ppb trở lên
Độc tố, dư lượng thuốc trừ sâu, diệt cỏ, dư lượng kháng sinh
Phụ gia công nghiệp, hương liệu, dầu…
Đối tượng mẫu
Trang 4Thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ;
Thực phẩm, nông sản thực phẩm;
Dược phẩm, hương liệu, tinh dầu;
Hợp chất tự nhiên khác;
Sản phẩm công nghiệp
II.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP LC/MS
SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Mẫu lỏng được đưa vào buồng bơm mẫu sau đó được bơm tự động vào cột tách Dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai pha: một pha thường đứng yên, có khả năng hấp thu chất phân tích gọi là pha tĩnh do các cấu tử chất phân tích
có ái lực khác nhau khi các cấu tử tách ra khỏi nhau sẽ lần lượt đi vào detector, tại
đó chúng được chuyển thành tín hiệu điện Tín hiệu này được khuyếch đại rồi
chuyển sang bộ ghi Các tín hiệu được xử lý ở đó rồi chuyển sang bộ phận in và lưu kết quả.
MÁY LC/MS PHỔ BIẾN HIỆN NAY
HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY
Chức năng:
Định danh và xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ tổng hợp và tự nhiên; định lượng vi lượng.
Khả năng phân tích:
Phân tích được các chỉ tiêu ở hàm lượng siêu vết (ppb/ppt);
Vitamin, kháng sinh ở dạng nguyên liệu hay trong thành phẩm;
Độc tố: sinh học biển (okadaic acid), aflatoxin và các độc tố khác;
Dư lượng thuốc trừ sâu, diệt cỏ, kháng sinh trong nông, thủy hải sản, thức ăn gia súc;
Hóc môn tăng trưởng (họ β-Agonist, Clenbuterol, Salbutamol…);
Phụ gia công nghiệp, chất bảo quản, chất hoạt động bề mặt;
Polypeptid, Protein;
Thành phần hợp chất thiên nhiên;
Đối tượng mẫu
Thủy hải sản;
Nông sản thực phẩm;
Dược phẩm, mỹ phẩm, sản phẩm công nghiệp khác;
Môi trường, bệnh phẩm.
xác định thành phần và hoạt tính sinh học của hợp chất.
xác định thành phần các hợp chất thiên nhiên khác
Phân tích hàm lượng melamine trong sữa và các sản phẩm từ sữa.
Xác định protein:
Kiểm tra chất lượng nông sản, thực phẩn chế biến, thức ăn gia súc và thủy hải sản: độc tố nấm mốc, vitamin, thành phần aa, phụ gia thực phẩm, chất hoạt động bề mặt,
dư lượng kháng sinh (chloramphenicol, nitrofuran, fluoroquinolone, họ tetracycline, sulfamide…), dư lượng hormone kích thích tăng trưởng đã bị cấm, vi sinh vật có hại, mầu bị cấm trong thực phẩm (các loại Soudan), dư lượng thuốc trừ sâu.
Trang 5Điện di kết hợp khối phổ
Thường được dùng để xác định protein Phương pháp này cho phép ta quan sát và nhận dạng sự hiện diện tất cả các protein ở các trạng thái tế bào
Khối phổ là phương pháp mang lại năng suất và độ chính xác cao trong quá trình nhận biết những protein đã phân tách bằng điện di 2 chiều.
Protein được phân tách trên gel polyacrylamide sau đó được đưa vào máy khối phổ
để phân tích.Các máy móc ngày nay có thể tự thực hiện các bước phân tích và cho phép chúng ta quan sát được những protein có mực độ lớn.
Hình: xác định protein thu được trong các mẩu sinh học.Protein từ mẩu có thể được phân tách bằng điện di một hoặc hai chiều và protein được nhận dạng bằng cách sử dụng MALDI-TOF và đánh dấu khối peptide.Peptide thu được tại những vị trí đặc biệt của protein đã được phân tách trên gel polyacrylamide có thể được phân tách bằng cách sử dụng khối phổ tandem.Dữ liệu từ khối phổ tandem có thể được dùng
để tạo nên 1 cơ sở dữ liệu.
SO SÁNH GC/MC VÀ LC/MS
VỚI NHIỀU ỨNG DỤNG VÀ CHỨC NĂNG ĐÃ NÊU Ở TRÊN NHƯ CHÚNG TA
ĐÃ BIẾT THÌ PHƯƠNG PHÁP GC/MS LÀ PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG NHIỀU HƠN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
http:// en.wikipedia.org
www.sinhhocvietnam.com
www.vatgia.com
www.sisc.com.vn