Việc phát hiện và định lượng Imidacloprid và Thiamethoxam được thực hiện trên LC-MS. Đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong phân tích vết (ppb) các hợp chất cần định danh chính xác.
➢ Nguyên lý chung của phương pháp sắc ký lỏng khối phổ LC-MS
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của LC-MS
Phương pháp khối phổ (Mass Spectrometry-MS) là phương pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo, phân tích chính xác khối lượng phân tử của chất đó dựa trên sự chuyển động của các ion nguyên tử hay ion phân tử trong một điện trường hoặc từ trường nhất định. Tỉ số giữa khối lượng và điện tích (m/z) có ảnh
21
hưởng rất lớn đối với chuyển động này của ion. Nếu biết được điện tích của ion thì ta dễ dàng xác định được khối lượng của ion đó.
Trong nghiên cứu khối phổ m/z của bất kỳ chất/ hợp chất nào, trước tiên nó phải được chuyển sang trạng thái bay hơi, sau đó được ion hoá bằng các phương pháp thích hợp. Các ion tạo thành được đưa vào nghiên cứu trong bộ phân tích khối của máy khối phổ. Tùy theo loại điện tích của ion nghiên cứu mà người ta chọn kiểu quét ion dương (+) hoặc âm (-). Kiểu quét ion dương (+) thường cho nhiều thông tin hơn về ion âm (-) nên được dùng phổ biến hơn. Hiện nay, các thiết bị có chức năng tích hợp hai kiểu quét này thành một nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các nhà nghiên cứu, tuy nhiên thường độ nhạy không cao bằng từng kiểu quét riêng lẻ.
Trong rất nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu kỹ thuật LC-MS phải đối mặt với rất nhiều khó khăn trong việc đảm bảo sự tương thích giữa hệ thống sắc ký lỏng HPLC và đầu dò khối phổ MS. Nguyên nhân là do quá trình phân tích với đầu dò MS đòi hỏi mức độ chân không cao, nhiệt độ cao, các chất khảo sát phải ở trạng thái khí, vận tốc dòng chảy nhỏ; trong khi hệ thống LC lại hoạt động ởáp suất cao với một lượng dung môi tương đối lớn, nhiệt độtương đối thấp, các chất phân tích ở thể lỏng.
Để khắc phục những khókhăn trên, cần phải có một kỹ thuật trung gian gọi là giao diện. Rất nhiều kỹ thuật giao diện (interface technology) như chùm tia hạt (FB), bắn phá nguyên tử nhanh dòng liên tục (CF-FAB) … đã được nghiên cứu và ứng dụng, nhưng mãi cho đến cuối thập nhiên 80, mới có sự đột phá thật sự với kỹ thuật ion hóa tại áp suất khí quyển (Atmospheric Pressure Ionization-API). Ưu điểm nổi bật của API là khả năng hình thành ion tại áp suất khí quyển ngay trong buồng ion hóa. Điều này khác biệt với các kiểu ion hóa sử dụng trước đó cho LC-MS như bắn phá nguyên tử nhanh với dòng liên tục (continuous flow- fast atom bombardment CF-FAB) hay như tia nhiệt (thermospray-TS) đều đòi hỏi áp suất thấp. Một thuận lợi nữa của API là sự ion hóa mềm (soft ionization), không
22
phá vỡ cấu trúc của hợp chất cần phân tích nhờ đó thu được khối phổ của ion phân tử. Ngoài ra, với kỹ thuật này, người ta có thể điều khiển được quá trình phá vỡ ion phân tửđể tạo ra những ion con tùy theo yêu cầu phân tích.
Nhìn chung, LC-QTOF-MS là một trong những công cụ tốt nhất có khả năng phân tích đồng thời nhiều chất. Vì việc xác định và định lượng các chất được thực hiện chỉ trên một lần phân tích. Có 3 chế độ đo đồng thời trong LC-QTOF- MS: Phân mảnh ion (AIF), Thu nhận dữ liệu phụ thuộc (DDA), và Thu thập dự liệu độc lập (DIA). Nhưng việc xác định và định lượng đồng loạt các chất sử dụng các chế độ trên gặp một số vấn đề sau:
+ Trong AIF, vì tất cả các ion đi qua một tứ cực khối phổ kế được phân ly trong buồng va chạm, vấn đề(xác định sai do có các ion can thiệp) như phân mảnh trong nguồn thường xuyên xảy ra.
+ Với DDA, các ion có cường độ ion tối thiểu nhất định phân ly tạo ra các ion sản phẩm, có thể dẫn đến các chất cần xác định với nồng đồ thấp không tạo ra các ion phân mảnh.
+ Trong ba chế độ trên thì chế độ phù hợp nhất để sàng lọc, xác định và định lượng đồng loạt nhiều hợp chất trong nhiều thể loại mẫu như môi trường, nông sản… là DIA. Một phương pháp DIA là cửa sổ thu thập tuần tự tất cả các quang phổ ion phân mảnh lý thuyết (SWATH) đã được áp dụng rộng rãi
+ Chếđộ SWATH được thực hiện sau khi thực hiện quét TOF-MS trong một thời gian cố định, phạm vi quét TOF-MS được chia nhỏ hơn bởi một khối tứ cực quang phổ kế. Tất cả các ion trong phạm vi khối lượng tuần tự phân ly trong buồng va chạm và sau đó các ion sản phẩm tạo ra được quét trong TOF -MS. Nếu khối lượng, phạm vi phân cách hẹp, khả năng gây nhiễu chất kết dính thấp. Do đó, SWATH có thể mô phỏng như thực hiện quét TOF-MS và quét MS-MS cho tất cả các đỉnh bao gồm cả các đỉnh mà DDA không thể thực hiện được. Đồng thời cũng có độ chọn lọc tốt hơn nhiều so với AIF do rất ít sự giao thoa của vật liệu. Do đó, khảnăng nhận biết và độ nhạy cao, rất thích hợp đểphân tích môi trường.
23
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM