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 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.
Đầu dị khối phổ được nối với đầu ra của cột sắc ký, tuy nhiên, việc ghép máy sắc ký lỏng (LC) vào máy khối phổ (MS) không thể thực hiện trực tiếp được. Ngun nhân là do q trình phân tích với đầu dị MS địi hỏi mức độ chân không cao, nhiệt độ cao, các chất khảo sát phải ở thể khí, vận tốc dịng chảy nhỏ trong khi đó hệ thống máy LC lại hoạt động trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ tương đối thấp, các chất khảo sát ở thể lỏng, vận tốc dòng chảy lớn.
Để khắc phục những khó khăn trên trong việc ghép hai loại máy lại với nhau, cần phải có một trung gian là giao diện. Có nhiều loại giao diện khác nhau dùng cho HPLC-MS như: chùm tia hạt (PB), bắn phá nhanh nguyên tử dòng liên tục (CF-FAB), tia nhiệt (TSP), ion hóa bằng cách phun ion (ESI), ion hóa hóa học ở áp suất khí quyển (APCI),…Tùy thuộc vào khối lượng phân tử và đặc tính (phân cực hay khơng phân cực) của hợp chất khảo sát mà có thể sử dụng máy LC-MS với các kỹ thuật giao diện khác nhau.
Trong phân tích khối phổ, việc xác định chính xác một ion (M+ hay các phân mảnh) rất quan trọng cho việc xác định chất được phân tích. Một hợp chất xác định, trong những đều kiện xác định sẽ cho cho các ion xác định trên khối phổ. Tuy nhiên, một ion có số khối xác định trên khối phổ lại có thể xuất phát từ nhiều chất khác nhau. Trong việc phân tích mẫu bằng sắc ký lỏng ghép khối phổ, nếu điều kiện sắc ký không đảm bảo, các chất tách ra không khơng hồn tồn dẫn tới khối phổ thu được sẽ có ion của các phân tử khác làm ảnh hưởng tới việc nhận định kết quả. Trong trường hợp này, việc xác định MS thông thường (một lần) khơng cho được kết quả chính xác. Để khắc phục, người ta sử dụng các kỹ thuật khối phổ n lần với n thường là 2 hay đôi khi hơn. Kỹ thuật này được gọi là MS/MS hay MSn. Nguyên tắc của kỹ thuật này là lựa chọn một ion xác định (thường là M+ nhưng cũng có thể là các ion con) trong các
13
ion con của lần ion hóa thứ nhất và loại bỏ tất cả các ion khác trong bộ phận phân tích ion. Các ion này sau đó được cho tiếp xúc với một lượng nhỏ các khí (thường là argon). Với vận tốc cao, các ion này sẽ va đập vào các phân tử khí và phân thành các mảnh nhỏ hơn. Các ion sinh ra trong lần phân mảnh thứ hai này sẽ được phân tích và ghi nhận phổ MS. Vì khối phổ ghi nhận được từ 1 loại ion duy nhất nên khơng cịn bị ảnh hưởng của các tạp chất trong mẫu nữa. Việc nhận định kết quả trên phổ MS/MS sẽ chính xác hơn, đặc biệt khi hàm lượng chất phân tích thấp và nằm trong hỗn hợp phức tạp.
Hình 4. Ngun lý hoạt động của đầu dị MS/MS
Các thiết bị để thực hiện MS/MS có 2 loại chính là: khối phổ ba tứ cực và bẫy ion. Trong đề tài này chúng tơi chỉ trình bày cụ thể về khối phổ ba tứ cực.