Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp phổ khối lượng, viết tắt là MS(mass Spectrometry) là một phương pháp phân tích công cụ quan trọng để phân tích thành phần và cấu trúc của các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Lịch sử phát triển của phương pháp được bắt đầu từ cuối thế kỷ XX. Goldstein(1886) và Wein(1898) đã chỉ ra rằng một chùm tia ion dương có thể tách biệt ra khỏi nhau nhờ tác dụng của điện trường và từ trường. Thompson(1913) đã chỉ ra là khí nenon tự nhiên gồm hai loại có khối lượng nguyên tử khác nhau(isotop) là 20 và 22(gmol). Năm 1919, Aston đã chế tạo được thiết bị nghiên cứu isotop qua đó đo được khối lượng của chúng. Về sau Thompson đã chế tạo được thiết bị ghi nhận các ion trên giấy ảnh. Vào những năm 30 của thế kỷ XX(Frank 1926, Condon 1928) đã chế tạo máy phổ khối lượng hoàn thiện hơn đo các ion theo tỷ số me. Trong thời kỳ này người ta đã thu được các thành công trong lĩnh vực nghiên cứu isotop. Smythe(1934) đã thu được 1mg 39K trong 7 giờ phân tích. Oliphant (1934) đã tách và thu gom được 108g của liti isotop tinh khiết, Nier (1940) đã tách ra được 235U và 238U. Alvaerez và Cornog (1939) đã thu được 3He trong tự nhiên. Thompson cũng là người sử dụng máy phổ khối lượng trong phân tích hóa học, xác định khối lượng nguyên tử hay phân tử. Conrad(1930) đã đưa ra thông báo đầu tiên về nghiên cứu phổ khối lượng các hợp chất hữu cơ. Tiếp theo là sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực này. Năm 1940 phố khối lượng được dùng vào việc phát hiện dầu mỏ và những năm 1950 được sử dụng phân tích các mẫu hocmon và steroit. Sự kết hợp sắc ký khí khối phổ (GCMS) được thực hiện vào những năm 1960 còn sự kết hợp sắc ký lỏng khối phổ(LCMS) được tiến hành vào những năm 1970. Đồng thời phát triền nhanh chóng nhiều kỹ thuật mới của phương pháp phổ khối lượng như phương pháp bỏ bom nguyên tử(FAB), phương pháp phun nhiệt(TS), khối phổ tứ cực, khối phổ kế thời gian bay(TOF), kỹ thuật xác định các chất có phân tử khối lớn (MALDI),…và nhiều kỹ thuật mới khác. Phạm vi ứng dụng của phương pháp phổ khối lượng rất rộng lớn đặc biệt có ý nghĩa quan trọng với ngành hóa học hữu cơ, hóa sinh và ngành hóa học vô cơ, nguyên tố đồng vị, vì vậy các sách và tải liệu về phổ khối lượng được phân thành hai loại: “Phổ khối lượng của hợp chất hữu cơ và hóa sinh” và “Phổ khối lượng của các nguyên tố và hợp chất vô cơ”.
5. Ứng dụng trong phân tích 4. Phương pháp kết hợp sắc ký – khối phổ 3. Detecto và giải phổ khối lượng 2. Các phương pháp ion hóa và khối phổ kế 1. Giới thiệu và nguyên tắc của phương pháp Phương pháp quang phổ khối lượng(MS) 1. Giới thiệu Quang phổ khối lượng là một kỹ thuật phân tích hóa học giúp xác định số lượng và loại chất hóa học có trong mẫu bằng cách đo chính xác tỷ lệ khối lượng - điện tích và số lượng các ion pha khí. Phương pháp quang phổ khối lượng còn gọi là khối phổ hay phổ khối lượng, Mass spectrometry(MS). Lịch sử • !"#$%&&'()$*( +,$-./$01&23/$4$5"1&+36&+37 • 89(!:;(<"#$=&(/><?@A"BC3"-(D"# $%&&'EFCG(=$-+H>CI/$ <:J::K(7 • 89(!!L"#$="+H$0C$M<N"-""+H$ +H$5$O7 • /$0"<?1,69(!P:7 1. Giới thiệu • Đối với hợp chất vô cơ, phương pháp phân tích khối phổ thường được dùng để nghiên cứu hành phần đồng vị hoặc để xác định vết các chất nghiên cứu. • Đối với hợp chất hữu cơ, phương pháp phân tích khối phổ thường được dùng trong quá trình đồng nhất chất hoặc phân tích cấu trúc. • Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng của nó Kĩ thuật này có nhiều ứng dụng, thường được kết hợp với một số sinh học phân tử khác như: • Khối phổ kết hợp với sắc ký khí. • Khối phổ kết hợp với sắc ký lỏng. • Khối phổ kết hợp điện di 1. Giới thiệu Cơ sở của phương pháp QF0R</$/$<SIH<$TU$,&V$/$<SI ("1E$+,W$</X$/$(YZ L[\] → L[\]]: ^W$L[\]]]P ^W$L[\− _6&+3"1&+3$/$$-"1E$+H/$` $-+a0>/$3$-0$(<SE$"+H$$T$- &(b7 c+,</<$VFE>+a=0R</Z /&Lc&&+3H<<?+H$-CN"$T=$5 dT17eE4Z;&<YM-<SI^Pf^$-.dY>&$(K P+aZ ^Pf^]gh^Pf]]^•]:W$=^:gf]^]^•]: \∆^^Pf]h∆^^:g]f^C^:g]f^"+H$+C`7 Cơ sở của phương pháp Sơ đồ của phương pháp MS [...]... ion hóa thành từng loại riêng biệt theo m/z để đưa các ion này tới detector để ghi nhận phổ Một số thiết bị khối phổ kế: • Thiết bị phối khổ hội tụ đơn hoặc còn gọi là khối phổ hình quạt hay lệch từ •Thiết bị khối phổ hội tụ kép • Thiết bị khối phổ tứ cực • Thiết bị khối phổ TOF • Thiết bị khối phổ thời gian bay Khối phổ kế hội tụ đơn • Các ion trước khi ra khỏi buồng ion đã được tăng tốc nhờ một điện... : • r = [(2mU/e)1/2]/H • Suy ra: (m/e)=(H2r2)/2U Khối phổ kế hội tụ kép Để máy có độ phân giải cao (10.000-100.000) người ta đã chế tạo bộ tách ion gồm một điện trường và một từ trường đặt cạnh nhau Các ion trước khi đi qua từ trường hình quạt, sẽ đi qua một điện trường tĩnh để tách biệt nhau một lần nữa Khối phổ kế tứ cực Khối phổ kế tứ cực Quang phổ khối lượng thu được bằng cách thay đổi thế của U... nó ion hoá phân tử mẫu thành các ion tiếp theo Tách các ion theo số khối • Các ion hình thành có khối lượng m và điện tích e, tỷ số z=m/e được gọi là số khối • Chúng sẽ được tách biệt ra khỏi nhau theo số khối nhờ bộ phận thiết bị riêng là một nam châm thử có từ trường hoặc kèm theo một điên trường nữa Nhiệm vụ của bộ phận phân tích khối là phân tách hỗn hợp các ion sinh ra bởi bộ phận ion hóa thành... thời điểm khác nhau Kỹ thuật phân tích được gọi là time-of-flight vì khối lượng được xác định thông qua thời gian của ion tiến đến detector Khối phổ kế giải hấp laser(MALDI-MS) MALDI-MS là một ví dụ điển hình về ứng dụng của phổ kế thời gian bay phản xạ RTOF-MS để nghiên cứu các phân tử lớn.Kỹ thuật này cho phép đo chính xác khối lượng của các polime sinh học có kích cỡ picromol Nguyên tắc hoạt... phân giải phổ kế tứ cực thông thường đạt từ 5001000, muốn nâng cao độ phân giãi Rs có thể nối 2-3 tứ cực với nhau lúc đó có thể đạt 20.000 Khối phổ kế thời gian bay(TOFMS) Phân tích thời gian bay dựa trên sự tăng tốc một nhóm các ion đi đến detector Các ion này đều nhận một năng lượng như nhau thông qua sự gia tăng điện thế Vì các ion đều có một năng lượng tương tự nhau nhưng mang một khối lượng... (Electron ionization- 50-70eV EI) 10-4-10-6 torr Sự phân mảnh mạnh cho phép xác định cấu trúc;GC/MS Ion hóa hóa học(Chemical ionization-CI) 1 torr Xác định khối lượng phân tử;GC/MS 10-5-10-6 torr Khối lượng phân tử và cấu trúc của các hợp chất không bay hơi có khối lượng phân tử cao trong pha ngưng tụ Áp suất khí quyển hoặc áp suất giảm HPCL/MS and CE/MS Ion khí Ion hóa phản hấp phụ(Desorption ionization-DI)... khoảng 10ev sẽ xảy ra quá trình ion hoá Phương pháp bắn phá ion (ion bombartment) Nguyên tắc: Dòng ion bắn ra từ một khẩu súng đi thẳng vào mẫu.Khi dòng ion này đập vào mẫu thì dòng ion thứ cấp sinh ra Phổ khối ion thứ cấp bao gồm các ion thứ cấp này bền vững đối với sự phân ly và sự phá vỡ thành ion mảnh Phương pháp bắn phá nguyên tử nhanh (Fast Atom BombardmentFAB) Nguyên tắc Một dòng khí agon hay xenon... trong chất khuôn mẫu đó được giải hấp ,đồng thời ion hóa tạo ra các ion dương ,di0 vào tướng khí.Nguồn ion này được phân tách và ghi nhận nhờ TOF Detector Cốc Faraday Nhân electron 4 Detector và giải phổ khối lượng ... pháp va chạm electron (Electron Impact-EI) Ảnh hưởng của năng lượng ion hóa đến hiệu suất ion hóa Phương pháp va chạm electron (Electron Impact-EI) b.Ưu-Nhược điểm của phương pháp: Ưu điểm : Cho biết khối lượng phân tử của các mẫu phân tích, cấu trúc hóa học của của phân tử mẫu thông qua thông tin cung cấp bởi các mảnh Nhược điểm : Không áo dụng cho những chất không bền nhiệt hoặc không bay hơi, không . kết hợp sắc ký – khối phổ 3. Detecto và giải phổ khối lượng 2. Các phương pháp ion hóa và khối phổ kế 1. Giới thiệu và nguyên tắc của phương pháp Phương pháp quang phổ khối lượng(MS) 1. Giới. tỷ lệ khối lượng - điện tích và số lượng các ion pha khí. Phương pháp quang phổ khối lượng còn gọi là khối phổ hay phổ khối lượng, Mass spectrometry(MS). Lịch sử • . thường được kết hợp với một số sinh học phân tử khác như: • Khối phổ kết hợp với sắc ký khí. • Khối phổ kết hợp với sắc ký lỏng. • Khối phổ kết hợp điện di 1. Giới thiệu Cơ sở của phương pháp QF0R</$/$<SIH<$TU$,&V$/$<SI ("1E$+,W$</X$/$(YZ L[]