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”.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC – THỰC PHẨM MÔN HỌC: PHÂN TÍCH THỰC PHẨM Đề tài: “Quang phổ khối lượng” Giảng viên hướng dẫn: Th.s Lê Hoàng Du Nhóm thực hiện: STT Họ tên sinh viên MSSV 1 Đặng Thanh Bình 12116006 2 Phạm Thị Minh Hiền 12116028 3 Trần Thị Minh Châu 12116009 4 Hoàng Thị Hồng 12116031 TP. Hồ Chí Minh Mục lục PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ KHỐI LƯỢNG(MS) 1. Giới thiệu 1.1 Sơ lượt lịch sử phát triển của phương pháp phổ khối lượng 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(g/mol). 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 m/e. Trong thời kỳ này người ta đã thu được các thành công trong lĩnh vực nghiên cứu isotop. Smythe(1934) đã thu được 1mg 39 K trong 7 giờ phân tích. Oliphant (1934) đã tách và thu gom được 10 -8 g của liti isotop tinh khiết, Nier (1940) đã tách ra được 235 U và 238 U. Alvaerez và Cornog (1939) đã thu được 3 He 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 (GC/MS) được thực hiện vào những năm 1960 còn sự kết hợp sắc ký lỏng khối phổ(LC/MS) 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”. 1.2 Đặc điểm của phương pháp Phương pháp khối phổ là phương pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo chính xác khối lượng phân tử chất đó. Chất nghiên cứu trước tiên được chuyển thành trạng thái hơi sau đó được đưa vào nghiên cứu trong bộ phận phân tích của máy khối phổ kế. Tuỳ theo loại điện tích của ion đem nghiên cứu mà người ta phân biệt máy khối phổ ion dương hoặc ion âm. Loại máy khối phổ làm việc với ion dương cho nhiều thông tin hơn về ion nghiên cứu nên được dùng phổ biến hơn. Người ta có thể dùng phương pháp khối phổ để nghiên cứu tất cả các nguyên tố hay hợp chất có thể biến thành dạng khí hay hơi. 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. Ngoài ra, phương pháp này cùng dùng để: − Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó − Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất − Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng của nó − Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác(phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng) − Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion và chất trung tính trong chân không) − Xác định các thuộc tính vật lí, hóa học hay ngay cả sinh học của hợp chất với nhiều hướng tiếp cận khác nhau. Một khối phổ kế là một thiết bị dùng cho phương pháp phổ khối, cho ra phổ khối lượng của một mẫu để tìm ra thành phần của nó. Có thể ion hóa mẫu và tách các ion của nó với các khối lượng khác nhau và lưu lại thông tin dựa vào việc đo đạc cường độ dòng ion. Một khối phổ kế thông thường gồm 3 phần: phần nguồn ion, phần phân tích khối lượng, và phần đo đạc. Các hóa chất khác nhau thì có khối lượng phân tử khác nhau. Dựa vào đó, khối phổ kế sẽ xác định chất hóa học nào có nằm trong mẫu. Ví dụ, muối NaCl hấp thụ năng lượng (năng lượng hấp thụ tùy theo nguồn ion, ví dụ MALDI năng lượng là tia laser) tách ra thành các phân tử tích điện, gọi là ion), trong giai đoạn đầu của phương pháp phổ khối. Các ion Na+, Cl- có trọng lượng nguyên tử khác biệt. Do chúng tích điện, nghĩa là đường đi của chúng có thể được điều khiển bằng điện trường hoặc từ trường. Các ion được đưa vào buồng gia tốc và đi qua một khe vào miếng kim loại. Một từ trường được đưa vào buồng đó. Từ trường sẽ tác động vào mỗi ion với cùng một lực và làm trệch hướng chúng về phía đầu đo. Ion nhẹ hơn sẽ bị lệnh nhiều hơn ion nặng vì theo định luật chuyển động của Newton gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng của phân tử. Đầu đo sẽ xác định xem ion bị lệnh bao nhiêu, và từ giá trị đo này, tỉ lệ khối lượng-trên-điện tích của ion có thể được tính toán. Từ đó, có thể xác đinh được thành phần hóa học của một mẫu gốc. Trên thực tế thì hai ion Na + và Cl - sẽ không được đo trong cùng một lần, vì các máy đo chỉ có thể nhận ra ion điện tích dương hoặc điện tích âm nên nếu máy khối phổ kế được điều chỉnh để đo các ion điện tích dương thì chỉ có ion Na+ là được nhận ra bởi máy. .Một trong những tính năng lớn của khối phổ lượng là có thể tìm thấy cấu tạo không gian của phân tử ví dụ phân tử C 7 H 14 O 2 có thể là acid hoặc ester Và khả năng phát hiện ra hợp chất với độ nhậy cực cao từ 10 −6 dến 10 −12 gram. 2. Cơ sở của phương pháp phổ khối lượng 2.1 Nguyên tắc chung Cơ sở của phương pháp phổ khối lượng đối với các hợp chất hữu cơ là sự bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa thành các ion phân tử mang điện tích dương hoặc phá vỡ thành các mảnh ion, các gốc theo sơ đồ sau bằng các phần tử mang năng lượng cao: ABCD + e → ABCD + + 2e Hoặc ABCD ++ + 3e Hoặc ABCD − Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm hơn 95% còn lại các ion mang điện tích +2 hoặc ion âm(-). Năng lượng bắn phá các phân tử thành ion phân tử khoảng 10eV. Nhưng với năng lượng cao thì từ ion phân tử có thể phá vỡ thành các mảnh ion dương(+), hoặc các ion gốc , hoặc phân tử trung hòa nhỏ hơn: ABCD + e → ABC • + D + hoặc AB • + CD + hoặc A + + BCD hoặc A + BCD + • ………… Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá. Quá trình này gọi là quá trình ion hóa. Ion phân tử và các ion mảnh là các phần tử có khối lượng. Nếu gọi khối lượng của một ion là m và điện tích của nó là e thì tỷ số z=m/e được gọi là số khối. Hiển nhiên các ion có khối lượng m, 2m, 3m,… và điện tích tương ứng bằng e, 2e, 3e,… có số khối z bằng nhau: z = m/e =2m/2e =3m/3e = … Ion phân tử có số khối ký hiệu là M • + 2.2 Quá trình ion hóa Phương trình phản ứng phổ khối như trên đã cho: M + e − (nhanh) → M + • + 2e + (chậm) Từ phương trình này thấy rằng electron va chạm phải có năng lượng đủ lớn thì phản ứng mới xảy ra. Ion phân tử dao động M + • đươc tạo ra có thể có một sự thay đổi nhỏ về động năng. Electron với năng lượng 10eV có tốc độ chuyển động là 1.88×10 8 cm/s, tính theo phương trình: T = mv 2 (eV) Năng lượng này đủ lớn để xảy ra phản ứng trên. Khi electron đi qua phân tử có độ lớn 2Å với tốc độ thì thời gian hết: t = 2 × 10 -8 cm = 1×10 -16 (s) 1.88×10 8 cm/s Nguyên tử trong phân tử dao động, nhưng đã biết thời gian để biết hoàn thành một dao động là 10 − 14 s do đó có thể thấy rằng có các quá trình va chạm của electron với phân tử khi khoảng cách giữa các nguyên tử chưa thay đổi đồng thời cũng có quá trình xảy ra khi khoảng cách nguyên tử thay đổi như theo nguyên lý Frank – Condon. Thế xuất hiện và thế ion hóa: • Thế ion hóa là năng lượng cần thiết biến phân tử trung hòa thành ion phân tử, ký hiệu là IP AB → AB • + (IP) • Thế xuất hiện là năng lượng cần thiết biến phân tử trung hòa thành các ion, ion gốc hay phân tử nhỏ hơn, ký hiệu là AP. AB → AB • + (IP) → A + +B • AP Thế xuất hiện (AP) của ion là năng lượng tối thiểu cần thiết để sinh ra ion và phần tử trung hòa kèm theo từ phân tử, ion hay gốc ban đầu. Thế ion hóa(IP) là trường hợp đặc biệt của thế xuất hiện, trong đó sự ion hóa không dẫn đến sự phân ly. 2.3 Tính khuynh hướng của phản ứng Giá trị AP trong trường hợp phổ khối lượng có liên quan đến cấu tạo của ion xuất hiện. Ví dụ: Trong phản ứng ion hóa phân tử CH 3 OH có thể xảy ra cho m/e 31 theo hai hướng: CH3OH + e => CH 3 O + +H • + 2e hoặc tạo thành CH2=O + H + H • + 2e Do ∆H(CH 3 O + )>∆H(CH 2 = + OH) nên CH 2 = + OH được ưu tiên hình thành. 2.4 Cơ sở kỹ thuật của thiết bị khối phổ Phương pháp phổ khối lượng là một phương pháp phân tích quan trọng, nó cung cấp thông tin về phân tích định tính, định lượng các nguyên tố và thành phần của các hợp chất vô cơ cũng như hữu cơ. Thiết bị phổ khối đầu tiên được chế tạo bởi J.Thompson vào năm 1912 và W.Aston 1919 nhưng thiết bị hoàn thiện hơn được chế tạo từ năm 1912. Từ sơ đồ trên thấy các thiết bị khối phổ gồm các bộ phận chính là: • Buồng hóa khí mẫu. • Buồng ion hóa. • Bộ phận phân tách các ion theo khối lượng • Bộ phận thu gom các ion theo số khối • Bộ phận phát hiện và xử lý kết quả Nạp mẫu Ion hóa Bom hút Xử lý số liệu Detecto Hóa khí mẫu Phân tách ion theo số khối Các mẫu được nạp vào máy có thể ở ba dạng: mẫu khí, mẫu lỏng và mẫu rắn. − Mẫu khí: mẫu dạng khí được nạp trực tiếp vào máy qua manomet thủy ngân(khoảng 3ml) rồi đưa vào bình chứa (khoảng 3-5l) qua lỗ van. Thể tích khí giản nở trong bình nhờ tăng nhiệt độ(khoảng 150-200 o C). − Mẫu lỏng: mẫu được nạp vào máy theo một số cách khác nhau như qua micropipet hoặc thiết bị đặc biệt. Dưới áp suất thấp(nhờ bơm hút chân không) biến mẫu lỏng thành dạng khí(áp suất 10 -4 – 10 -6 mmHg). − Mẫu rắn: mẫu rắn được náp vào buồng hóa khí, dưới áp suất thấp biến thành trạng thái khí nhờ tăng nhiệt độ lò đốt(áp suất 10 -4 – 10 -6 mmHg, nhiệt độ 200 o C). Mẫu sau khi biến thành dạng khí đựng ở bình chứa đi sang buồng ion hóa qua một lỗ nhỏ có đường kính 0.013 – 0.050mm(bằng vàng). 3.Các phương pháp ion hóa Mẫu thử được biến thành các ion ở buồng ion hóa để đi vào hệ thống phân tích. Hiện nay, có nhiều kỹ thuật để biến các phân tử trung hòa thành ion. Tùy từng kỹ thuật, mức độ bị ion hóa của các phân tử có thể khác nhau, từ ion hóa mạnh cho các chất dễ bay hơi và bền tới ion hóa nhẹ nhàng cho các phân tử lớn, khó bay hơi. Phương pháp ion hóa được thực hiện theo hai loại: -Ion hóa tướng khí: mẫu biến thành dạng hơi rồi đưa vào buồng ion hóa (va chạm electron,photon,ion…) để biến các phân tử trung hoà thành các ion. -Ion hóa theo kỹ thuật giải hấp(giải hấp trường, giải hấp 252Cf, bắn phá nguyên tử hay ion hóa nhanh,giải hấp laser). Các ion được hình thành từ mẫu ở pha ngưng kết. Cách cổ điển nhất để ion hóa các chất là kỹ thuật bắn phá electron hay sau này còn được gọi là ion hóa bằng electron (electron impact hay electron ionization, EI). Người ta dùng một chùm electron để “bắn phá” phân tử mẫu ở trạng thái hơi. Điều kiện chuẩn để thực hiện EI là 70 eV. Phổ EI thu được ở điều kiện này có thể dùng để so sánh với phổ chuẩn để xác định các chất. EI là phương pháp ion hóa mạnh, nhiều chất trong điều kiện này bị phân mảnh đến mức không còn nhận thấy ion M+ nữa. Để có thể phát hiện được M+, nhiều kỹ thuật ion hóa nhẹ nhàng hơn đã được áp dụng. Ion hóa hóa học (chemical ionization, CI) là một trong những kỹ thuật sớm nhất được sử dụng. Nguyên tắc của phương pháp là trong buồng ion hóa, người ta đưa vào một chất khí khác (được gọi là khí thử). Chất này sẽ bị ion hóa và các ion này sẽ tác động lên mẫu để ion hóa mẫu tạo ra M+ hay các ion cộng tương ứng. Các khí thử thường dùng trong CI là methan, isobutan hay ammonia. Quá trình ion hóa mẫu thử M với khí thử là ammonia xảy ra như sau: NH 3 + e - → NH 4 + + 2e - NH 4 + + M → NH 3 + [M+H] + Phân tử proton hóa NH 4 + + M → [M+NH 4 ] + Ion cộng amoni Với CI, phổ MS thu được có số lượng các ion ít hơn và cường độ các ion cao hơn nên dễ xác định được phân tử lượng của mẫu. EI và CI chỉ thích hợp với kỹ thuật đưa mẫu rắn (phân tích trực tiếp các mẫu tinh khiết) và khí (như GC-MS). Với dạng mẫu lỏng như trong HPLC–MS, CE- MS…các kỹ thuật ion hóa nhẹ nhàng ở áp suất thường như ion hóa phun điện (electrospray ionization, ESI), ion hóa hóa học ở áp suất thường (atmospheric pressure chemical ionization, APCI), ion hóa phun nhiệt (thermospray ionization, TS hay TSP) thường được sử dụng. Các chất dễ bị phân hủy nhiệt, khó hay không bay hơi cũng có thể áp dụng tốt bởi các kỹ thuật ion hóa này. Với ESI, dung dịch mẫu được phun thành những hạt nhỏ vào một buồng chân không dưới một điện trường mạnh. Các giọt dung dịch bị tích điện và bay hoiw dung môi sẽ vỡ giọt thành các hạt nhỏ hơn và cuối cùng thành các ion. Các ion (dương hay âm) cần được phân tích sẽ được đẩy vào bộ phận phân tích khối. Các phân tử bị ‘vỡ’ nhẹ nhàng hơn tạo ra ít phân mảnh và có cường độ lớn hơn. Với các polymer (với M tới vài chục ngàn đơn vị khối), điện tích của các ion (z) sẽ >1 (có thể tới 20 hay hơn) do vậy vẫn có thể được phân tích trong thiết bị phổ với m/z 1000-2000. APCI tạo ra các ion dương được proton hóa hay ion âm do loại bỏ khỏi phân tử. Dung dịch mẫu được hóa hơi bởi nhiệt độ dưới dạng phun mù và đi vào trong vùng plasma của các ion dung môi tạo bởi hồ quang ở áp suất khí quyển. Sự cho nhận proton xảy ra giữa mẫu và dung môi tạo nên các ion của mẫu thử. Trong TSP, dung dịch mẫu được bơm dưới áp suất tương đối cao qua 1 mao quản được nung nóng bởi bằng nhiệt điện. Khi ra khỏi ống mao quản, dung môi được hóa hơi hỗ trợ cho việc phun dung dịch thành các hạt mù rồi thành các ion đẩy vào bộ phận phân tích khối. TSP có thể áp dụng cho những hệ thống có tốc độ dòng cao (HPLC). Tuy nhiên, ngày nay kỹ thuật này phần lớn được thay thế bằng ESI. Ngoài những phương pháp ion hóa trên được sử dụng nhiều trong phân tích các hợp chất phân tử nhỏ còn có nhiều kỹ thuật ion hóa khác sử dụng cho các đại phân tử. Ví dụ, kỹ thuật bắn phá nhanh bằng nguyên tử (fast atom bombardment, FAB), các kỹ thuật giải hấp trường (field desorption, FD), giải hấp laser (laser desorption, LD) và một trong những kỹ thuật đang được sử dụng nhiều là kỹ thuật giải hấp laser hỗ trợ bởi chất nền (matrix – assisted laser desorption ionization, MALDI). Với MALDI, mẫu được trộn với dung dịch chất nền và được làm khô dung môi trên phiến kim loại rồi đưa vào buồng ion hóa của máy phổ khối chứ không kết nối trực tiếp được với hệ thống sắc ký. Bảng 1:Một số phương pháp ion hóa trong phổ MS Dạng ion hóa Nguồn ion hóa Áp suất buồng mẫu Phạm vi ứng dụng Ion hóa bằng dòng electron (Electron ionization-EI) 50-70eV 10 -4 -10 -6 torr Sự phân mảnh mạnh cho phép xác định cấu trúc;GC/MS Ion hóa hóa học(Chemical ionization-CI) Ion khí 1 torr Xác định khối lượng phân tử;GC/MS Ion hóa phản hấp phụ(Desorption ionization-DI) 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 Bắn phá nguyên tử nhanh (Fast atom bombardment-FAB) Ar hoặc các nguyên tử trung hòa khác có năng lượng cao [...]... bị chính như sau: • 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 4.1 .Khối phổ kế hội tụ đơn: Thông thường nhất là dùng thiết bị từ trường hình quạt(Sector-Field Spectrometer) Hình 9:Sơ đồ khối phổ kế hội tụ đơn Các ion trước khi ra khỏi buồng ion đã được tăng... hữu cơ không bay hơi cũng được liên kết với phổ học khối lượng (MS) Vì quang phổ khối lượng còn bất cập nhiều về việc phân biệt các chất, đặc biệt là những đồng phân có khối lượng giống nhau nhưng cấu tạo và tính chất khác nhau lại có trùng phổ khối lượng với nhau dẫn đến không xác định được Nếu ta lấy mẫu xác định ở 2 phương pháp riêng rẻ (sắc kí và quang phổ) thì sẽ khó tập hợp được cấu tử chính,... hệ thống xử lý để ghi nhân và tính toán kết quả 6.1.2 Sắc kí khí – phổ khối lượng Sắc kí khí – phổ khối lượng là phương pháp phân tích định tính và định lượng các chất hữu cơ hiện đại Đây là phương pháp kết hợp giữa sắc kí khí và quang phổ khối lượng thông qua giao diện nhằm mục đích kết hợp ưu điểm của 2 phương pháp Sắc kí khí và phổ khối lượng có nhiều điểm rất tương hợp với nhau như nhiệt độ, thời... ion có cùng m/z và có cùng động năng vào đầu dò, do vậy mủi khối phổ rất hẹp, độ phân giải cao Như các máy phân giải kém không thể phân biệt được CO+, C 2H4+ , N2+ nhưng với máy có độ phân giãi cao có thể dể dàng phân biệt được CO+ ( 29,9949), N2+ (28,0062), C 2H4+ (28,0312) Hình 11 :Khối phổ kế hội tụ kép 4.3 .Khối phổ kế tứ cực Một bộ lọc khối tứ cực bao gồm bốn thanh kim loại song song sắp xếp như... và độ nhạy cao Detector Daly 5.2 Giải phổ khối lượng Tín hiệu detector được cung cấp cho bộ phận ghi, tạo ra phổ MS Trong các thiết bị hiện đại, đầu ra của detector được dẫn qua giao diện của máy tính Máy tính có thể lưu trữ dữ liệu dưới dạng số hóa, cung cấp kết quả dưới dạng bảng và đồ thị, so sánh dữ liệu với phổ chuẩn, nằm ở thư viện phổ trong máy tính Phổ khối lượng của một chất thường được biểu... phận phân tích khối lượng Hình 7:Sơ đồ máy bắn phá nguyên tử nhanh (FAB) Hình 8:Nguyên tắc của FAB 4.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... các ion phân tử tích điện đơn mà chứa số lẻ các nguyên tử nitơ thì chúng được đánh số lẻ khối lượng và nếu các ion phân tử tích điện đơn không chứa hoặc chứa số chẵn các nguyên tử nitơ thì chúng được đánh số chẵn khối lượng 6 Phương pháp kết hợp sắc ký – phổ học khối lượng Từ những năm 1960, việc sử dụng phổ học khối lượng (MS) được liên kết chặt chẽ với sự phát triển của sắc ký (GC) trong việc phân... (m/e)=(H2r2)/2U Như vậy với một giá trị U và H nhất định thì số khối m/e tỷ lệ với bán kính r Nhìn biểu thức trên thấy rõ các ion có số khối khác nhau sẽ được tách ra khỏi nhau do bán kính r của vòng cung chuyển động của chúng khác nhau và hứng trên kính ảnh Máy hội tụ đơn có độ phân giải thấp (1000-5000) Hình 10: Thiết bị khối phổ hội tụ đơn 4.2 .Khối phổ kế hội tụ kép Để máy có độ phân giải cao (10.000-100.000)... biến đổi Fourier để trở thành dạng phổ khối truyền thống FT-ICR có độ phân giải và độ chính xác khối rất cao (tới 1 ppm), khoảng phân tích khối rộng (hiện nay là m/z tới 10.000) Độ nhạy của FT-ICR cũng rất cao, giới hạn phát hiện có thể đạt tới mức attomole Khi phối hợp với ESI, FT-ICR có thể phân tích các protein tới 15.000 đơn vị khối Ngoài các kỹ thuật phân tích khối đã nêu trên, còn có các loại... vào ảnh hưởng đến quỹ đạo bay của các ion trong không gian trung tâm giữa bốn thanh Hình 12 :Khối phổ kế tứ cực Ứng với một thế DC và AC cho trước , chỉ có các ion có tỷ lệ m/z tương thích mới có thể bay, di chuyển đến detector và được nhận biết Các ion khác bị ném ra khỏi quỷ đạo ban đầu của chúng Quang phổ khối lượng thu được bằng cách thay đổi thế của U và V hoặc giử U và V nhưng lại thay đổi W Như . Chí Minh Mục lục PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ KHỐI LƯỢNG(MS) 1. Giới thiệu 1.1 Sơ lượt lịch sử phát triển của phương pháp phổ khối lượng Phương pháp phổ khối lượng, viết tắt là MS(mass Spectrometry). 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. 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”. 1.2 Đặc điểm của phương pháp Phương pháp khối