Trong kĩ thuật ion hóa phun mù Ďiện ESI, sự ion hoá Ďược thực hiện bằng cách sử dụng Ďiện trường Ďể tạo các giọt tích Ďiện, tiếp theo các ion phân tử sẽ Ďược tạo ra thông qua sự hoá hơi dung môi từ các giọt Ďó. Ion hoá phun mù Ďiện là một quá trình mà các ion Ďược tạo nên từ pha lỏng và phát sinh từ sự co các giọt tích Ďiện. Luồng khí N2 Ďược phun cùng với dung dịch Ďể tạo mù, các giọt ban Ďầu Ďược hình thành là nhờ vào Ďiện trường, sự giới hạn tốc Ďộ dòng và % nước trong dung dịch... Luồng khí trơ nóng Ďược thổi vào các giọt tích Ďiện, làm bay hơi dần dung môi, khi Ďó diện tích bề mặt của các giọt sẽ bị co lại. Khi tỷ lệ Ďiện tích/thể tích giọt vượt quá giới hạn Rayleigh sẽ dẫn Ďến sự nổ Coulomb tạo thành các giọt tích Ďiện mới bé hơn và dần dần là ion phân tử.
Có 5 bước chính trong quá trình hình thành ion :
- Ion hoá trong dung dịch: mẫu Ďược ion hoá trong dung dịch nhờ vào bản chất của mẫu và sự có mặt của các ion khác trong dung dịch.
M – NH2 + HA [M-NH3]+ + A-M – COOH + B [M-COO]- + BH+ M – COOH + B [M-COO]- + BH+ Hoặc:
M + Na+ [M – Na+]
- Quá trình tạo mù : Quá trình tạo mù bắt Ďầu khi dung dịch mẫu Ďi vào buồng phun thông qua một kim phun, khí tạo mù cũng Ďi vào buồng phun qua một ống bọc ngoài kim này. Sự kết hợp của một dòng khí tạo mù với một Ďiện trường mạnh (2-6kV) trong buồng phun kéo dung dịch mẫu rơi xuống và tạo thành các giọt tích Ďiện.
- Đề solvat hoá các giọt tích Ďiện: Khí nitơ nóng hoá hơi dần dung môi trong các giọt làm tăng tỉ lệ Ďiện tích/thể tích. Giới hạn Rayleigh là Ďiện tích tối Ďa mà một giọt còn có thể giữ Ďược so với thể tích vốn có của nó. Khi Ďiện tích vượt quá
giới hạn này sẽ dẫn Ďến sự nổ Coulomb, giải phóng ra các giọt nhỏ hơn và sau Ďó sẽ là ion mẫu.
- Giải phóng ion khỏi dung dịch: khi năng lượng của giọt vượt quá năng lượng solvat hoá của chất tan trong dung dịch, ion sẽ Ďược giải phóng vào pha khí.
- Phản ứng của ion trong pha khí: Các phản ứng chuyển và trao Ďổi Ďiện tích có thể xảy từ buồng áp suất thường Ďến tận vùng chuyển ion.
Cơ chế phân mảnh của cacbohydrat Ďã Ďược các nhà khoa học Ďề xuất như sau [117]. O O H O H O H O H O O H O H O H O H O O H O H O H O H R A1 B1 C1 X1 Y1 Z1 B2 C2 Y2 Z2
Hình 2.1. Cơ ế phân m nh c a carbohydrat
Như vậy, sự phân mảnh của các oligosaccharide nhìn chung chủ yếu diễn ra ở các vị trí anomer hay ở các liên kết glycoside.
Hiện nay phương pháp phổ khối lượng với kỹ thuật phổ khối nhiều lần (Tandem – mass spectrometers) là công cụ rất hữu hiệu Ďể phân tích cấu trúc chuỗi của polysaccharide [79]. Bằng cách sử dụng hai hay nhiều hơn lần phân tích trên một mẫu Ďo. Lần Ďầu bằng cách sử dụng từ trường bắn phá chọn một ion muốn nghiên cứu từ hỗn hợp, sau Ďó xem chi tiết các phân mảnh của ion Ďược chọn này.
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổ qu t về p ổ ố ều ầ
2.2.4 Tán xạ ánh sáng (LS) và tán xạ tia X góc nhỏ (SAXS) [105], [65]
Hiện nay các phương pháp tán xạ là rất hữu hiệu Ďể nghiên cứu cấu trúc không gian của phân tử chất tan trong dung dịch. Điều lý thú của các phương pháp này là dựa vào Ďường cong tán xạ ta có thể biết Ďược các thông số cấu trúc như trọng lượng, kích thước và hình dạng của phân tử chất tan.
Các quá trình tán xạ Ďều tuân theo phương trình Bragg =dsin
Ở Ďây, d và là bước sóng của tia tới, kích thước của vật tán xạ và góc tán xạ. Như vậy, với góc tán xạ nhỏ thì có thể nghiên cứu Ďược phân tử lớn. Đường tán xạ phản ánh sự phụ thuộc của cường Ďộ tán xạ vào góc tán xạ.
SAXS với bước sóng nhỏ ( = 0,154nm) có thể Ďo Ďược các kích thước của phân tử ở kích thước cỡ nano (local atructure), còn với phương pháp LS với bước sóng lớn ( = 350-800nm) là rất phù hợp Ďể nghiên cứu cấu trúc không gian của cả phân tử (overall structure). Do vậy, bằng cách kết hợp cả 2 phương pháp này, cấu trúc không gian của phân tử Ďược nghiên cứu Ďầy Ďủ.
Tán xạ ánh sáng là phương pháp hữu hiệu Ďể xác Ďịnh kích thước, hình dạng của phân tử chất tan trong dung dịch. Phương pháp này cho biết các thông tin cấu trúc như bán kính hồi chuyển, bán kính Ďộng học, trọng lượng phân tử... từ sắc Ďồ tán xạ. Từ bán kính hồi chuyển Rg (xác Ďịnh từ tán xạ ánh sáng tĩnh) và bán kính Ďộng học Rh (xác Ďịnh từ tán xạ ánh sáng Ďộng) có thể tính Ďược thông số cấu trúc :
thông số này cung cấp các thông tin về cấu trúc không gian của phân tử chất tan trong dung dịch. Nó giúp chúng ta xác Ďịnh phân tử có cấu trúc không gian kiểu chuỗi xoắn, hình trụ hoặc hình cầu. Bảng 2.2. cho ta các giá trị khác nhau của trong cấu trúc các cao phân tử [105].