CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.4. Thiết bị phân tích
2.4.1. Nguyên lý hoạt động của thiết bị phân tích LC-MS/MS
Thiết bị phân tích Sắc ký lỏng ghép nối khối phổ: LC-MS/MS là sự kết hợp giữa khả năng tách tách của thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và khả năng
Lọc mẫu Sử dụng màng lọc sợi thủy tinh (Ø= 0,45µm) Phân tích trên LC-MS/MS Rửa giải - Với 4ml MeOH
- Tiếp với 4ml Amoniac/MeOH 0,1%
Ammonia/MeOH
Chiết mẫu
Sử dụng cột chiết pha rắn đã hoạt hóa, tốc độ: 1 giot/giây
Mẫu nƣớc mặt
Hoạt hóa cột chiết pha rắn với: - 4 ml Amoniac/MeOH 0,1% - 4ml MeOH - 4ml H2O Phần nước khơng có cặn lơ lửng Cặn lơ lửng bám trên màng lọc Thêm 10ml MeoH, ngâm và lắc nhẹ trong 15 phút MeOH Thêm 1ml chất chuẩn PFCsvào hỗn hợp dung dịch
Cô cạn dung dịch mẫu về 1ml
phát hiện của detectơ khối phổ (MS). Đây là một kỹ thuật phân tích với độ nhạy và tính chọn lọc rất cao, cho phép người phân tích nhận diện và định lượng từng cấu tử trong mẫu thông qua các dung dịch chuẩn và sắc đồ tương ứng [14,21].
Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo thiết bị LC-MS/MS
Thành phần cơ bản của hệ thống LC-MS/MS bao gồm 3 bộ phận chính: (1) Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao, (2)detectơ khối phổ, (3)hệ thống nhận dữ liệu (máy tính).
Hệ thống sắc ký lỏng hiểu năng cao (HPLC):
Sắc ký lỏng là quá trình tách xảy ra trên cột tách với pha tĩnh là chất rắn và pha động là chất lỏng (sắc ký lỏng - rắn). Mẫu phân tích được chuyển lên cột tách dưới dạng dung dịch. Khi tiến hành chạy sắc ký, các chất phân tích được phân bố liên tục giữa pha động và pha tĩnh. Trong hỗn hợp các chất phân tích, do cấu trúc
Dung môi Cổng bơm mẫu
Cột sắc ký
Bộ phận Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Bộ phận Khối phổ
Truy xuất dữ liệu Bơm
phân tử và tính chất lí hố của các chất khác nhau, nên khả năng tương tác của chúng với pha tĩnh và pha động khác nhau. Do vậy, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau.
Trong HPLC, pha tĩnh chính là chất nhồi cột làm nhiệm vụ tách hỗn hợp chất phân tích. Đó là những chất rắn, xốp và kích thước hạt rất nhỏ, từ 3 – 7mm, còn pha động trong HPLC đóng góp một phần rất quan trọng trong việc tách các chất phân tích trong q trình sắc ký nhất định. Mỗi loại sắc ký đều có pha động rửa giải riêng cho nó để có được hiệu quả tách tốt.
Các cấu tử trong mẫu tách ra khỏi nhau đi ra khỏi cột với tốc độ khác nhau và thời gian khác nhau, chuyển sang detectơ khối phổ [14].
Detectơ khối phổ (MS)
Phương pháp khối phổ (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 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.
Nếu như MS chỉ đo m z của một hợp chất thì MS MS đo m z của hợp chất đó c ng với những hợp chất trung gian. MS/MS lọc các hợp chất đặc trưng sau đó phá vỡ thành các hợp chất trung gian nhỏ hơn, sau đó lại lọc các chất trung gian đó và phát hiện những chất con đặc trưng. Điều này s tạo sự chính xác và độ nhạy cao hơn.
2.4.2. Điều kiện phân tích của thiết bị LC-MS/MS 8040, Shimadzu
Các mẫu nước sau khi đã được xử lý tại phịng thí nghiệm hóa mơi trường, Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ môi trường và Phát triển bền vững được phân tích bằng thiết bị sắc ký lỏng ghép nối hai lần khối phổ LC-MS/MS 8040, Shimadzu trong cùng phịng thí nghiệm của Trung tâm.
Điều kiện phân tích của thiết bị LC-MS MS 8040 được thể hiện chi tiết như sau:
Tiền cột: C30-UG-5 (4.0 mm I.D. × 35 mm L.)
Pha động A: Dung dịch amoniacetat 2mM : dung dịch metanol = 9:1
Pha động B: Metanol
Chương trình dung mơi: 30 B (2,01ph t) - 95 %B (18 phút) - 95 %B (22 phút) – 30% (22,1-25 phút). Tốc độ dòng: 0.3 mL/phút Thể tích bơm mẫu: 5μL Nhiệt độ cột: 40°C Tốc độ d ng khí phun sương: 3 L ph t Tốc độ khí làm khơ: 15 L/phút Nhiệt độ thanh DL: 250°C
Bảng 2.2. Thơng số phân tích của các hợp chất PFCs bằng thiết bịLC-MS/MS STT Hợp chất Ion mẹ Ion sản phẩm Thế Q1 (V) Thế CE (V) Thế Q3 (V) 1 PFHxA 313,00 268,90 15 10 27 2 PFHpA 363,00 318,85 17 10 20 3 PFOA 412,80 368,85 15 11 24 4 PFNA 462,80 418,85 13 11 28 5 PFDA 512,80 468,85 30 12 30 6 PFUnDA 562,80 518,85 20 12 36 7 PFDoDA 612,80 568,85 22 14 38 8 PFTrDA 662,80 618,85 24 15 40 9 PFTeDA 712,80 668,80 26 16 30 10 PFBS 299,00 98,95 14 31 17 11 PFHxS 398,80 98,95 15 37 17 12 PFOS 498,80 99,00 18 44 17 13 PFDS 598,80 98,90 20 55 16 14 C4-PFOA 416,80 317,90 15 12 25 15 C4-PFOS 502,80 98,90 38 46 17