Chuyên đề hóa phân tích HPLC MS

Sắc ký lỏng khối phổ (LCMS, hoặc cách khác HPLCMS) là một kỹ thuật phân tích hóa học kết hợp các khả năng tách vật chất của sắc ký lỏng (hoặc HPLC ) với khả năng phân tích khối lượng của khối phổ (MS). LCMS là một kỹ thuật mạnh mẽ nhất hiện nay, có độ nhạy rất cao và chọn lọc tốt Ứng dụng trong phân tích lượng vết (ppm, ppb). Tách, phát hiện, xác định cấu tạo, công thức hay sự hiện diện của chất(trong một hỗn hợp phức tạp). Tinh chế, làm sạch một chất từ một hỗn hợp Phạm vi ứng dụng: Dược phẩm, hóa chất, nông nghiệp, thực phẩm, hình sự, y học và một số ngành công nghiệp khác ( Lấy ví dụ trong mỗi trường hợp)

KÊ HOẠCH BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ HOÁ HỌC PHÂN TÍCH PHẦN: SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC), SẮC KÝ LỎNG GHÉP KHỐI PHÔ (LC-MS), (LC-MS/MS) - Sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS, cách khác HPLC-MS) kỹ thuật phân tích hóa học kết hợp khả tách vật chất sắc ký lỏng (hoặc HPLC ) với khả phân tích khối lượng khối phổ (MS) - LC-MS kỹ thuật mạnh mẽ nay, có độ nhạy cao chọn lọc tốt - Ứng dụng phân tích lượng vết (ppm, ppb) Tách, phát hiện, xác định cấu tạo, công thức hay diện chất(trong hỗn hợp phức tạp) Tinh chế, làm chất từ hỗn hợp - Phạm vi ứng dụng: Dược phẩm, hóa chất, nông nghiệp, thực phẩm, hình sự, y học số ngành công nghiệp khác ( Lấy ví dụ trường hợp) Khối phổ MS (mass spectrometry) Phương pháp phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry - MS) phương pháp phân tích công cụ quan trọng phân tích thành phần, cấu trúc chất  Bắt đầu từ cuối kỷ XIX, Goldstein (1886) Wein (1898) thấy chùm tia ion dương tách khỏi tác dụng điện trường từ trường  1913, Thomson thấy khí neon tự nhiên gầm loại có khối lượng nguyên tử khác (isotope) 20 22 (g/mol), ông sử dụng máy phổ khối lượng phân tích hóa học, xác định khối lượng phân tử nguyên tử  1940 MS sử dụng phát dầu mỏ phân tích hormon/steroid (1950) Sự kết hợp GC/MS thực năm 1960 LC/MS năm 1970 Sau nhiếu kỹ thuật MS nhanh chóng phát triển FAB, TS, tứ cực, TOF, MALDI…  Có phạm vi ứng dụng rộng lớn ngành hóa hữu cơ, hóa sinh, vô nguyên tố đồng vị Mục tiêu: + Trình bày nguyên tắc phổ khối + Các thành phần nhiệm vụ thành phần + Ứng dụng phổ khối Khối phổ là gì ? - Là công cụ phân tích hay dùng - Là kỹ thuật cung cấp thông tin về: + Khối lượng công thức phân tử hợp chất (VD: Đường C6H12O6) + MS với NMR IR cho phép nghiên cứu cấu trúc phân tử ( C6H12O6 dạng vòng cạnh hay cạnh) + MS với LC, GC cung cấp định tính, định lượng cấu trúc chất (VD: nhóm thuốc) + Phân tích mẫu nhỏ, dạng rắn, lỏng, khí chất phân tử lương nhỏ cỡ Da tới protein cỡ 300 000 Da ( 1Da = amu = khối lượng nguyên tử H) → Nguyên tắc bản: Sự tạo thành ion Các ion tách hay lọc theo tỷ lệ m/z chúng Và phát Phương pháp khối phổ (Mass Spectrometry-MS) phương pháp nghiên cứu chất cách đo, phân tích xác khối lượng phân tử chất dựa chuyển động ion nguyên tử hay ion phân tử điện trường từ trường định.Các ion tách hay lọc theo tỷ lệ m/z Đo trực tiếp tỉ số khối lượng điện tích (m/z) chất cung cấp thông tin định tính, định lượng, cấu trúc chất Giải thích: Như vậy, nghiên cứu khối phổ chất phải qua bước sau: - Trước tiên chất pt phải chuyển sang trạng thái bay hơi, sau ion hoá phương pháp thích hợp.(Thực buồng ion hóa) - Các ion tạo thành đưa vào nghiên cứu phân tích khối máy khối phổ - Tín hiệu m/z chuyển tới detecter phân tích cho số liệu (máy tính xử lý) Tín hiệu tương ứng với ion thể số vạch (pic) có cường độ khác tập hơppj lại thành khói phổ đồ phổ khối Các thành phần bản của một máy MS Về máy MS có phận sau: Nạp mẫu, nguồn ion, phân tích khối, detecter phận thu nhận xử lý số liệu 2.1 Bộ phận nạp mẫu Có cách nạp mẫu bản:  Nạp mẫu trực tiếp: Mẫu (R, L, K) phải chuyển thành dạng trước đưa vào buồng chân không máy MS (VD: cho mẫu vào buồng trung gian có p thấp; tách phần mẫu màng bán thấm; nhiệt phân mẫu…)  Nạp mẫu gián tiếp: Bộ nạp mẫu đầu thiết bị phân tích khác kết nối với khối phổ: GC/MS ; LC/MS ; CE/MS ; SFC/MS ( VD: GC/MS đầu cột mao quản GC nối trực tiếp với nguồn ion máy khối phổ ; LC/MS phải chuyển chất pt từ pha lỏng sang pha để ion hóa; CE/MS không hay dùng ảnh hưởng dung môi cần them vào để tang tốc độ dòng dịch rửa giải từ mao quản vào buồng ion hoa Ngoài hạn chế thể tích mẫu nhỏ cần dung dung dịch đệm bay hơi; SFC/MS pha động CO siêu tới hạn chuyển thành pha khí trước vào buồng ion hóa) 2.2 Nguồn ion hoá: Nhiệm vụ Biến đổi chất phân tích, tạo thành ion phân tử ( molecule) ion  mảnh (fragment)  Hai kỹ thuật hay dùng: • Bắn phá electron ( Electron impact – EI): Tạo ion cách dùng chùm lượng cao: Phương pháp “cứng” • Ion hoá hoá học ( chemical ionization – CI): Tạo ion thông qua phản ứng với ion thuốc thử: Phương pháp “mềm” a, Bắn phá electron (EI) Bắn phá electron EI Giải thích hình ảnh: Trong buồng ion hóa, chum electron phát từ catot đốt nóng, chùm electron bay về phía anot với vận tốc lớn (e ~ 70eV) va chạm với phân tử nguyên tử mẫu loại 1e khác khỏi phân tử nguyên tử mẫu chất Quá trình tạo cation anion tùy theo điện tích ion nghiên cứu mà người ta chọn kiểu quét ion (+) hay (-) Kiểu quét ion (+) thường cho nhiều thong tin nghiên cứu nên dung phổ biến Ngày nay, kỹ thuật cho phép tích hợp kiểu quét thành nhằm thuận lợi cho nhà ngiên cứu, nhiên độ nhạy không cao kiểu quét riêng lẻ Cơ chế ion hoá ( tạo ion +) Giải thích: Mẫu chất M bắn phá electron cho cation gốc (ion mẹ, ion phân tử) Các ion phân tử phần lớn bị phá thành mảnh nhỏ (cation, gốc, phân tử trung hòa) Sau chuyển sang phận phân tích khối M + 1e- → M+ + 2e- (M-) Ví dụ: Electron bắn phá methanol tạo cation gốc methanol ( ion phân tử) CH3OH + 1e- → CH3OH+ + 2eCH 3OH+ → CH2OH+ + H∙ CH 3OH+ → CH3+ + OH ?( rõ đâu ion mẹ, ion phân tử, ion mảnh ) Nhận xét: Chỉ có số ( ~ 0,01%) phân tử chất phân tích (M) ion hoá Phần lớn ion phân tử bị phá thành mảnh nhỏ (cation, gốc, phân tử trung hoà nhỏ hơn) Ví dụ: Phổ MS pentobarbital bắn phá electron Ưu điểm : Cho biết khối lượng phân tử mẫu chất cần nghiên cứu, cấu trúc hóa học phân tử mẫu thông qua thông tin cung cấp mảnh Dùng phổ biến Gc-MS Quá trình tạo nhiều mảnh hữu ích cho xác định cấu trúc chất Nhược điểm: E ion hóa cao Không áp dụng cho chất không bền nhiệt không bay hô, không phân biệt đồng phân b, Ion hoá hoá học CI ( chemical ionisation) • Cơ chế ( kỹ thuật) +Là kỹ thuật tạo ion dùng quang phổ khối lượng + Trong kỹ thuật CI mẫu khí mang, lượng lớn khí thử đưa vào buồng ion hóa Lượng khí thử lớn so với mẫu, điện tử phát từ dây tóc đều va chạm vào khí thử tạo ion khí thử + Các ion khí thử va chạm phản ứng với phân tử mẫu tạo ion mẫu + E ion hóa CI nhỏ so với EI nên số phân tử phân mảnh tạo Xác xuất hình thành ion mẹ lớn nên thường dùng xác định trọng lượng phân tử + Có chế hình thành ion ion hóa hóa học (+) ion hóa hóa học (-) Ví dụ : Dùng thuốc thử CH4 ( ion hóa hóa học +) + Tạo mảnh + Dùng thừa thuốc thử dạng khí CH4, isobutan, amoniac… + Chùm electron (100-200eV) chuyển CH4 thành sản phẩm CH5+ CH5+ chất cho proton mạnh, phản ứng hoá học với chất phân tích tạo phân tử proton hoá MH+, có nhiều phổ MS ion hoá hoá học dùng methan CH4 + e- → CH4+ + 2e- ( va chạm e ion hóa thuốc thử CH4) CH4+ + CH4 → CH5+ + CH3∙ ( Tạo ion thứ cấp) CH5+ + M → CH4 + MH+ (CH5+ cho proton mạnh tác dụng chất phân tích M) Ưu điểm : + Dùng CI khí EI không cho thấy ion phân tử + Tạo mảnh + E ion hóa thấp Nhược điểm : Không áp dụng cho chất không bền nhiệt hay không bay c, Nguồn ion giải hấp ( ionisation desorption sources) • Nguyên tắc : Dựa trình phát thứ cấp + Bắn phá mẫu dạng lỏng rắn chùm tia sơ cấp : electron, ion, photon + Các hạt thứ cấp electron, ion phân tử trung hòa hình thành + Chỉ hạt phân tích khối phổ + Tên nguồn ion phụ thuộc vào chất chùm tia sơ cấp A Kỹ thuật : Bắn phá nhanh nguyên tử ( fast atom bombardment - FAB) Ion hóa điện trường giải hấp ( FDI) Ion hóa giải hấp lase MALDI  Kỹ thuật FAB + Mẫu hòa tan dung môi có độ nhớt cao (glyxerin) đưa lên bề mặt kim loại + Dùng dòng nguyên tử Ar ( Xe) lượng cao bắn phá mẫu + Các ion dạng MH+ MH- sản phẩm cộng hợp ion tạo thành + Áp dụng cho chất phân cực dễ phân hủy nhiệt + Nếu ta thay Ar ion Cs+ ta có bắn phá nhanh ion (FIB)  Kỹ thuật FDI + Sử dụng điện trường mạnh để làm bật điện tử từ phân tử Với bề mặt kim loại anot có hình nhọn hay sợi mỏng áp suất chân không (10 -6 torr) phat sinh lực tĩnh điện đủ làm bật e khỏi phân tử mà không đòi hỏi lượng dư Nguồn ion tạo nhờ kim nhỏ có d = vài micrometer làm anot gắn trước khe buồng ion hóa, khe vào catot, khe hội tụ để tập trung nguồn ion  Kỹ thuật MALDI + Đưa vào chất nền, chất nền chất có phân tử lượng lớn ( thường axit hữu yếu) + Chất nền trộn với chất cần phân tích + Sự chiếu xạ hỗn hợp gồm chất nền chất phân tích tia lase kết dẫn tới bay chất nền mang theo chất phân tích Trong kỹ thuật chất nền đóng vai trò quan trọng Các phân tử mẫu hóa không trực tiếp hấp thu lượng lase Điều dẫn tới phân tử không bị tia lase biến đổi + Hỗn hợp hấp thu mạnh bước song lase 355nm Khi chiếu lase lên, hỗn hợp hấp thu lượng lớn, chất phân tích giải hấp khỏi bề mặt chất mang trao đổi proton chất mang bị quang hoạt với chất cần khảo sát dẫn tới tạo ion chất cần khảo sát Ưu điểm: + Phạm vi định lượng lên tới 300.000Da Những mảnh có khối lượng lớn detecter phát + Ion hóa mềm với phân mảnh + Có thể dung muối nồng độ nhỏ (micro) + Phù hợp cho phân tích hợp chất phức tạp Nhược điểm: + Chất nền ảnh hưởng cho hợp chất có khối lượng < 700Da + Độ nhiễu đường nền phụ thuộc nhiều vào vât liệu nền Kỹ thuật MALDI d, Nguồn ion phun sương khử solvat ( Sử dụng kết hợp HPLC/MS)  Ion hóa tia điện ( electrospray ionization – ESI)  Ion hóa nhiệt ( Thermospray ionization – TSI)  Ion hóa hóa học áp suất khí (atmospheric pressure chemical ionization – APCI)  Ion hóa photon áp suất khí (Atmospheric Pressure Photoionization – APPI) Tìm hiểu phần kết nối LC/MS Bộ phận phân tích khối (đầu dò khối phổ) Đây trái tim máy khối phổ, có nhiệm vụ tách ion có trị số m/z khác thành phần riêng biệt Hiện nay, có bốn kiểu đầu dò khối phổ sử dụng Chúng khác về thiết kế thao tác, với ưu nhược điểm riêng Phân loại: Có kiểu hay dùng + Bộ phân tích từ (magnetic) + Bộ phân tích tứ cực ( Quadrupole) Bộ phân tích bãy ion tứ cực (ion trap) + Bộ phân tích thời gian bay ( Time of flight - TOF) + Đầu dò khối phổ cộng hưởng cyclotron sử dụng phép biến đổi Fourier (Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry, FTICR hay FT-MS) 3.1 • Bộ phân tích tư Thiết bị khối phổ hội tụ đơn (bộ hội tụ đơn, khối phổ hình quạt hay lệch từ) Sơ đồ tạo ion dương nguồn ESI Giaỉ thích: + Dung dịch mẫu vào vòi phun ESI, nơi đặt điện cao + Vòi phun ESI phun dung dịch mẫu dạng sương tạo giọt sương mù tích điện bề mặt + Mật độ tích điện bề mặt hạt sương gia tang làm cho tương tác tĩnh điện tăng dẫn tới hạt bị vỡ ra, chia thành giọt sương nhỏ Tiến trình lặp lặp lại + Từ giọt sương nhỏ tích điện cao tạo ion mẫu chuyển vào thể khí lực đẩy tĩnh điện + Những ion vào phận phận tích khối phân tích Ưu điểm: ESI kỹ thuật ion hóa ứng dụng cho hợp chất không bền nhiệt, phân cực, có khối lượng phân tử lớn hợp chất sinh học (protein, nucleotide, peptid, …) polymer công nghiệp polyetyl glycol… + Rất thích hợp cho phân tích theo kỹ thuật MS/MS, kết hợp với bẫy ion tứ cực, ba + Có thể phân tích ion tích điện >1 có khối lượng lớn + Không bị ảnh hưởng nền mẫu Nhược điểm: Trong kỹ thuật ESI, phân tử thiết phải biến thành chất điện ly, tan dung dịch dùng để phun sương Điều phụ thuộc vào: dung môi sử dụng, pKa chất điện ly pH dung dịch Các dung môi phù hợp để phun sương là: methanol, acetonitrile,ethanol,… + Sự diện muối, cặp ion thuộc thử (TFA) làm giảm độ nhạy phương pháp + Sự tạo phức làm giảm độ nhạy + Không thể phân tích nhiều thành phần + Những ion đa hóa trị dễ nhầm lẫn phân tích hỗn hợp + Cần độ tinh khiết cao NanoESI: Đầu mũi kim thiết kế nhọn đặt vị trí gần với đường dẫn tới thiết bị phân tích khối phổ Ưu điểm ESI: + Làm tăng hiệu trình phân tích, tăng độ nhạy, tỷ lệ dòng thấp (giảm lượng mẫu đo), kích thước hạt nhỏ + ÁP dụng tốt cho LC/MS + Có thể áp dụng cho dung dịch muối nồng độ thấp (micro) + Áp dụng cho ion đa hóa trị + Ion hóa mềm Nhược điểm: + Tỷ lệ dòng thấp đòi hỏi tính cao thiết bị + Có thể bị hạn chế phân tích hỗn hợp Kết nối HPLC(LC)/MS Được bắt nguồn từ hệ thống sắc ký lỏng, đầu ống dẫn mao quản, ảnh hưởng điện cao hỗ trợ khí mang, mẫu phun thành hạt sương nhỏ mang tích điện bề mặt Khí xung quanh giọt tạo nhiệt làm bay dung môi khỏi giọt sương, đó, mật độ điện tích bề mặt hạt sương gia tăng Mật độ điện tích tăng đến điểm giới hạn (giới hạn ổn định Rayleigh) để từ hạt sương phân chia thành hạt nhỏ lực đẩy lúc lớn sức căng bề mặt Quá trình lặp lại nhiều lần để hình thành hạt nhỏ Từ hạt nhỏ mang điện tích cao này, ion phân tích chuyển thành thể khí lực đẩy tĩnh điện sau vào phân tích khối 3.3 Ion hóa bằng photon tại áp suất khí (APPI) Thông thường, hợp chất phân tích thường ion hóa nguồn ESI APCI, nhiên, có số chất không ion hóa tốt hai kỹ thuật này, ví dụ polyaromatic hydrocarbons (PAHs), người ta sử dụng nguồn APPI Kết hợp ưu điểm dòng khí phun thẳng góc với dòng ion, đèn krypton nguồn phát photon có lượng cao đủ để ion hóa nhiều hợp chất hóa học khác Ngoài ba nguồn ion hóa trên, có nguồn ion hóa đa phương thức (MMI, Multimode ionization) vận hành, thao tác hai chế độ ion hóa ESI APCI Lựa chọn kiểu tạo ion * Ion hóa nhiệt ( TSI) Ion hóa nhiệt dựa hình thành ion nguyên tử hay ion phân tử bề mặt day tóc đốt nóng Mẫu bề mặt dây tóc (dây tóc Re hay Ta), sau sấy khô từ từ Dây tóc gia nhiệt chậm dẫn tới trình bay hóa mẫu Kỹ thuật dùng nhiều cho xác định cho cấu tử nhiệt bay thấp nhiệt độ ion hóa cao Ca TSI áp dụng tốt cho phép đo cần độ độ xác xác định tỷ lệ đồng vị Nó dung xác định hàm lượng vết độc tố nguyên tố có thực phẩm Ứng dụng LC-MS * Dược động học LC-MS thường sử dụng dược động học nghiên cứu về dược phẩm kỹ thuật thường xuyên sử dụng lĩnh vực hoá sinh học Những nghiên cứu cung cấp thông tin về cách nhanh chóng loại thuốc bị xóa khỏi lưu lượng máu gan phận thể MS sử dụng cho việc tính nhạy cảm cao đặc biệt so với tia cực tím (miễn chất phân tích phù hợp ion hóa), thời gian phân tích ngắn Ưu điểm MS có việc sử dụng song song MS-MS Máy dò lập trình để chọn ion định để mảnh Quá trình về kỹ thuật lựa chọn, thực tế phức tạp Số lượng đo tổng hợp mảnh vỡ phân tử lựa chọn nhà điều hành Miễn can thiệp hay ức chế ion , tách biệt LC nhanh chóng Nó phổ biến để có thời gian phân tích phút MS-MS phát hiện, so với 10 phút với tốc độ phát tia cực tím thông sử dụng hệ thống HPLC-MS/MS cho trao đổi chất ma túy pharmacokinet Henion JD [4] Protein / metabolomics [ sửa ] LC-MS sử dụng nghiên cứu protein nơi thành phần lại hỗn hợp phức tạp phải phát xác định số cách Các protein từ lên LC-MS tiếp cận với protein thường liên quan đến protease tiêu hóa biến tính (thường trypsin protease, urê để làm biến tính cấu trúc đại học iodoacetamide để giới hạn dư lượng cysteine) LC-MS với dấu vân tay hàng loạt peptide LC-MS / MS ( MS song song ) để lấy chuỗi peptide cá nhân [5] LC-MS/MS thường sử dụng để phân tích proteomic mẫu phức tạp, nơi quần chúng peptide chồng lên với độ phân giải cao khối phổ Mẫu dịch sinh học phức tạp huyết người chạy hệ thống LC-MS/MS đại kết 1000 protein xác định, với điều kiện mẫu lần tách gel SDS-PAGE HPLC-SCX [ cần dẫn nguồn ] Hồ sơ chất chuyển hóa trung học nhà máy thực phẩm phenol đạt với chất lỏng chromatography-mass spectrometry [6] Phát triển thuốc [ sửa ] LC-MS thường sử dụng phát triển thuốc nhiều giai đoạn khác bao gồm đồ peptide, glycoprotein lập đồ, sản phẩm tự nhiên dereplication, sàng lọc bioaffinity, thể sàng lọc thuốc, chuyển hóa kiểm tra ổn định, nhận dạng chất chuyển hóa, xác định tạp chất, định lượngbioanalysis , kiểm soát chất lượng [ 7] Ví dụ: Phát tạp chất thuốc tổng hợp: Điều kiện Pha động ACN-amoni ethanoat ; cột C18 ; giao diện phun điện Sắc đồ TIC: ion mẹ rửa giải phút thứ 17,7 pic tạo trước sau MS: Chất 8,35 phút cho phổ khối có pic thuốc ion xuất m/z = 225 227 theo tỷ lệ 3:1 cho thấy có mặt nguyên tử clo Chất tạp quinazolin có nhóm LC-MS/MS Kỹ thuật MS lần có số đắc điểm sau: Không nghiên cứu chế phân mảnh, khác biệt đồng phân, xác định thêm chi tiết cấu trúc hoá học, kỹ thuật ion hoá nhẹ nên khối phổ đồ cho thấy ion phân tử…Kỹ thuật MS/MS khắc phục điểm đồng thời tăng thêm độ nhạy, độ xác Đầu dò khối phổ MS/MS hay máy đo khối phổ hai lần liên tiếp gồm hai hệ thống phổ riêng biệt độc lập nối liền với cách buồng va chạm (collision cell) MS ( tứ cực Q1) sử dụng để cô lập ion mẹ, ion liền sau bị phân mảnh buồng va chạm collision cell ion (product ion), MS thứ hai (tứ cực Q2) phân tách ion Những ion mong muốn tới detecterr chuyển thành tín hiệu Figure 1: MRM chromatograms of four aflatoxin standards at 0.1 ng/mL in MRM mode LC conditions: instrument, Agilent 1200 HPLC; column, Zorbax Extend C18 100 x 2.1 mm, 1.8 μm; temperature, 40 °C; mobile phase, A = 10 mM ammonium acetate in H20, B = methanol, 40% A/60% B; flow rate, 0.2 mL/min; injection volume, μL MS conditions: instrument, Agilent 6410 LC /MS Triple Quadrupole; source, positive ESI; drying gas flow, 10 L/min; nebulizer, 50 psig; drying gas temperature, 350 °C; Vcap, 4000 V; scan: m/z 100–550; fragmentor, variable 100 V; MRM ions, shown in Table 1; collision energy, shown in Table Nếu điều kiện sắc ký nhiệt độ, loại cột… gống chất có thời gian lưu giống nhau, biết thời gian lưu hợp chất chấp nhận độ nhạy Tuy nhiên, chất có tính chất giống thường có thời gian lưu giống Hình 1: sắc đồ sắc ký khí Khối phổ: Khối phổ dùng để xác định chất hóa học dựa cấu trúc Khi giải hấp hợp chất riêng lẻ từ cột sắc ký, chúng vào đầu dò có dòng điện ion hóa (mass spectrometry) Khi đó, chúng công vào luồng, chúng bị bỡ thành mảnh vụn, mảnh vụn lớn nhỏ; Những mảnh vụn thực tế vật mang điện hay gọi iôn, điều quan trọng hạt cần trạng thái tích điện qua lọc Các khối nhỏ chắn, khối mảnh vỡ chia vật mang gọi tỉ lệ vật mang khối (M/Z); Hầu hết mảnh vụn có điện tích +1, M/Z thường miêu tả phân tử nặng mảnh vụn.Nhóm gồm có nam châm điện gọi tứ cực (quadrapole), tiêu điểm mảnh vụn xuyên qua khe hở vào đầu dò detector, tứ cự thành lập phần mền chương trình hướng mảnh vụn vào khe khối phổ Phân tích kết Máy tính ghi lại biểu đồ lần quét Trục hoành biểu diễn tỉ lệ M/Z trục tung biểu diễn cường độ tín hiệu mảnh vụn quét đầu dò detector Đây đồ thị số khối Làm để phân tích kết từ máy tính? Dưới hình khối phổ Trục X khối lượng trục Y số lượng Mỗi hóa chất tạo mô hình nhất, nói cách khác chất có “dấu vân tay” để nhận dạng, dựa mô hình ion Trên hình ta thấy phân tử ban đầu có khối lượng Trên sơ đồ khối phổ hạt lớn gọi ion phân tử (molecular ion) Các hạt nhỏ có khối lượng 1,2,3 gọi ion phân mảnh (fragment ions) Trong trường hợp ví dụ ta thấy phân tử chất có xu hướng bị phá vỡ thành tổ hợp 1-4 2-3 Các nhà nghiên cứu so sánh khối phổ thu thí nghiệm họ với thư viện khối phổ chất xác đinh trước Việc giúp họ định danh chất (nếu phép so sánh tìm kết tương ứng) sở để đăng ký chất (nếu phép so sánh không tìm kết tương ứng) Trong hình 2, hình ảnh khối cao dodecane, phần nềm GC/MS giống thư viện hình ảnh dùng để nhận chất chưa biết tồn hỗn hợp mẫu Thư viện so sánh hình ảnh khối từ thành phần mẫu với hình ảnh khối thư viện máy Hình 2: Mass-spectrum Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS_Gas Chromatography Mass Spectometry) Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) phân tích hỗn hợp hóa chất phức tạp không khí, nước…Nếu mẫu có chất lạ xuất hiện, khối phổ nhận dạng cấu trúc hóa học độc (giống việc lấy dấu vân tay) Cấu trúc chất sau so sánh với thư viện cấu trúc chất biết Nếu không tìm chất tương ứng thư viện nhà nghiên cứu, dựa cấu trúc tìm để phát triển ý tưởng cấu trúc hóa học Nói cách khác, nhà nghiên cứu thu liệu đóng góp vào thư viện cấu trúc nói trên, sau tiến hành thêm biện pháp để xác định xác loại hợp chất Khi GC kết hợp với MS, trở thành máy phân tích đa năng, nhà nghiên cứu hóa học hòa tan hỗn hợp hợp chất hữu cơ, tách chiết bơm vào máy để nhận dạng chúng, nhà nghiên cứu xác định nồng độ thành phần hóa chất Hình mô tả chiều (dài, rộng, sâu) GC kết hợp với MS Hình 3: Mô tả kết phân tích qua hệ thống sắc ký khí khối phổ 3D Một số ứng dụng sắc ký khí ghép khối phổ Khác với máy phân tích dư lượng kháng sinh sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC/MS/MS), sắc ký khí ghép khối phổ độ phận giải cao (HRGC/HRMS), GC/MSN sắc ký ghép khối phổ có ứng dụng phân tích độc chất nước tương, nước mắm (3 MCPD ); Nghiên cứu chiết xuất xác định thành phần chất hóa học, độc chất, kháng sinh, đánh giá độ tồn lưu hóa chất diệt côn trùng khác vật liệu hợp chất khác ... với ưu nhược điểm riêng Phân loại: Có kiểu hay dùng + Bộ phân tích từ (magnetic) + Bộ phân tích tứ cực ( Quadrupole) Bộ phân tích bãy ion tứ cực (ion trap) + Bộ phân tích thời gian bay ( Time... hóa trị không tồn trình ion hóa có mức lượng cao ESI So sánh ESI và ACPI ESI APCI + Ion hóa pha lỏng vùng cao Các + Bay dung môi, chất phân tích Dễ dàng chất phân cực dễ dạng ion hóa phân tích. .. để phân biệt ion Đầu dò tứ cực (một ba tứ cực) có độ nhạy cao phân tích định lượng chất biết, tạo nhiều phân mảnh chế độ MS/ MS, làm kiểu đo phân tử trung hòa (neutral loss), thích hợp cho phân