Tìm một lượng nhỏ các chất trong hỗn hợp phức tạp là một phần quan trọng của ngày nay’ khoa học s. Công việc quan trọng này, được gọi là phân tích dấu vết, giúp chúng ta tìm và đo nồng độ cực kỳ nhỏ của các vật chất trong vật liệu khó khăn. Nó’ S là một vấn đề rất lớn. Ví dụ, chúng ta cần nó để kiểm tra ô nhiễm trong môi trường, đảm bảo thực phẩm của chúng ta an toàn và xác nhận rằng thuốc là tinh khiết. Khả năng phát hiện chính xác các thành phần dấu vết này là hoàn toàn cần thiết. Nhiều công cụ có thể làm điều này, nhưng quang phổ khối lượng bốn cực ba thực sự là một trong những công cụ tốt nhất cho công việc khó khăn này. Nó có độ nhạy cảm tuyệt vời, tính chọn lọc và độ chính xác để đo lượng, làm cho nó trở thành công cụ hoàn hảo để tìm kiếm mọi thứ ở mức độ dấu vết.
Các nguyên tắc đằng sau Triple Quadrupole Mass Spectrometry
Để hiểu tại sao một quang phổ khối lượng ba cực bốn cực rất tốt trong phân tích dấu vết, trước tiên chúng ta nên nhìn vào công nghệ cơ bản đằng sau nó.
Quadrupole Mass Analyzer là gì?
Máy phân tích khối lượng bốn cực là một loại bộ lọc khối lượng. Nó sử dụng các trường điện thay đổi để hướng dẫn các ion dọc theo một con đường dựa trên tỷ lệ khối lượng-sạc (m / z) của chúng. Nó được làm bằng bốn thanh song song được thiết lập theo hình vuông. Bằng cách thay đổi điện áp dụng cho các thanh này, chỉ có các ion có giá trị m / z nhất định có thể đi qua máy dò. Tất cả các phần còn lại đều được lọc ra. Ý tưởng cơ bản này cho phép lựa chọn và lọc ion rất cẩn thận.
Hệ thống Triple Quadrupole hoạt động như thế nào
Một quang phổ khối lượng ba cực bốn cực, hoặc QqQ để ngắn gọn, sử dụng ba cực bốn cực một sau một. Người đầu tiên (Q1) và người thứ ba (Q3) hoạt động như bộ lọc khối lượng. Tuy nhiên, tế bào giữa (q2) là một tế bào va chạm.
Đây là cách nó hoạt động trong thực tế:
- Trước hết, Q1 chọn ra “ ion tiền nhiệm. ” Đây thường là toàn bộ phân tử được nghiên cứu, và nó’ s được chọn bởi tỷ lệ m / z độc đáo của nó.
- Tiếp theo, q2 làm cho ion tan vỡ. Nó làm điều này bằng cách thêm một khí trung lập, như argon. Khi các ion tiền nhiệm đâm vào các phân tử khí, chúng tan vỡ thành nhỏ hơn, có thể dự đoán được “ sản phẩm ion. ” Quá trình này được gọi là Collision-Induced Dissociation (CID).
- Cuối cùng, Q3 tìm kiếm hoặc chọn các ion sản phẩm nhất định để phát hiện.
Loạt các bước này cho phép máy nhắm đến và nghiên cứu các hợp chất cụ thể với độ chính xác cao, ngay cả khi chúng được trộn với nhiều chất khác.
Các thành phần chính và chức năng của chúng
Mỗi phần đều có một công việc rất quan trọng:
- Q1: Nó tách ion mẹ chính từ tất cả các ion khác được tạo ra trong nguồn.
- Q2: Phần này phân chia ion mẹ được chọn thành các ion sản phẩm nhỏ hơn mà chúng ta có thể dự đoán.
- Q3: Sau đó nó tách ra một ion sản phẩm cụ thể duy nhất. Điều này xác nhận phân tử ban đầu là gì và cung cấp một tín hiệu rất sạch sẽ để đo lường.
Cách các bộ phận này làm việc cùng nhau hỗ trợ các phương pháp mạnh mẽ như giám sát phản ứng nhiều (MRM). Điều gì’ Hơn nữa, MRM cung cấp độ nhạy cảm và tính đặc biệt đáng kinh ngạc.
Lợi thế của Triple Quadrupole Mass Spectrometers trong phân tích dấu vết
Hệ thống bốn cực ba có một vài lợi ích rõ ràng làm cho nó thực sự tốt cho phân tích dấu vết trong hỗn hợp phức tạp.
Độ nhạy cảm cao để phát hiện mức thấp
Một lý do lớn để sử dụng hệ thống ba cực là độ nhạy cảm tuyệt vời của nó. Nó rất nhạy cảm. Nó có thể phát hiện các chất phân tích ở mức phần mỗi nghìn tỷ (ppt), và đôi khi thậm chí thấp hơn. Điều này làm cho nó hoàn hảo cho các công việc mà ngay cả lượng nhỏ nhất cũng quan trọng, chẳng hạn như tìm thấy dư lượng thuốc trừ sâu, chất chuyển hóa thuốc hoặc chất ô nhiễm ở trong môi trường trong một thời gian dài.
Sự chọn lọc đặc biệt để vượt qua hiệu ứng ma trận
Khi làm việc với các mẫu thực tế như đất, máu hoặc thực phẩm, các nhà khoa học có một vấn đề lớn gọi là “ hiệu ứng ma trận. ” Điều này xảy ra khi những điều khác trong mẫu lộn xộn với phân tích mục tiêu’ s tín hiệu, hoặc làm cho nó yếu hơn hoặc mạnh hơn. Kết quả là, điều này có thể làm hỏng độ chính xác của phép đo.
Chế độ MRM mạnh mẽ bởi vì nó lọc các ion hai lần. Q1 là cổng đầu tiên, chỉ để ion tiền nhiệm đi qua. Sau khi ion tan vỡ trong q2, Q3 hoạt động như một cổng thứ hai. Nó chỉ cho phép một ion sản phẩm cụ thể, được biết đến máy dò. Điều này rất cụ thể “ tiền chất-để-sản phẩm” Con đường ion giống như một dấu vân tay độc đáo cho hợp chất mục tiêu. Vì vậy, lọc hai bước này cắt giảm đáng kể tiếng ồn nền. Nó thực tế loại bỏ sự can thiệp từ ma trận mẫu. Do đó, nó đảm bảo một tín hiệu rõ ràng và chính xác, ngay cả đối với một lượng nhỏ của một chất.
Độ chính xác định lượng trên phạm vi năng động rộng
Hệ thống bốn cực ba cung cấp các phép đo mạnh mẽ và đáng tin cậy trên một phạm vi nồng độ rất rộng. Điều này có nghĩa là chúng có thể đo chính xác cả các hợp chất cấp thấp (dấu vết) và cấp cao trong cùng một thử nghiệm. Đây là một tính năng vô giá khi các mẫu có nhiều thành phần khác nhau.
Các lĩnh vực ứng dụng yêu cầu phân tích dấu vết trong các mẫu phức tạp
Sự hữu ích của máy quang phổ khối lượng ba cực bốn được nhìn thấy trong nhiều ngành công nghiệp nơi tìm kiếm các chất có mức độ dấu vết là hoàn toàn cần thiết.
- Theo dõi môi trường và phát hiện chất ô nhiễm: Kiểm tra chất lượng không khí, nước và đất thường có nghĩa là chúng ta phải tìm thấy chất ô nhiễm ở mức rất thấp. Một máy quang phổ khối lượng ba cực bốn cực giúp đáp ứng các quy tắc của chính phủ bằng cách xác định những thứ như kim loại nặng, thuốc trừ sâu và chất gián đoạn nội tiết với độ chắc chắn lớn.
- Phân tích an toàn thực phẩm và dư lượng: Để giữ thực phẩm an toàn, chúng ta phải tìm những thứ bị cấm như thuốc động vật, mycotoxin hoặc thuốc trừ sâu còn sót lại. Sự chọn lọc của MRM cho phép các nhà khoa học tìm thấy các chất này ngay cả bên trong các vật liệu thực phẩm phức tạp như sữa, thịt hoặc chiết xuất trái cây.
- Nghiên cứu lâm sàng và y sinh học: Trong các nghiên cứu về thuốc hoặc độc hại học, các nhà khoa học cần đo các dấu hiệu sinh học hoặc các sản phẩm phụ của thuốc ở mức rất thấp trong chất lỏng cơ thể. Độ chính xác của hệ thống bốn cực ba cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để thực hiện lựa chọn lâm sàng và phát hiện nghiên cứu.
- Kiểm soát chất lượng dược phẩm: Làm thuốc đòi hỏi kiểm tra nghiêm ngặt để kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm và liều lượng phù hợp. Máy bốn cực ba giúp tìm thấy các tạp chất hoặc sản phẩm phá hủy có thể thay đổi hiệu quả của một loại thuốc hoặc nếu nó an toàn.
So sánh với các kỹ thuật quang phổ khối lượng khác
Các công cụ MS khác được sử dụng để phân tích, nhưng chúng rất khác với ba bốn cực khi nói đến phân tích dấu vết.
- Hệ thống Tứ cực đơn so với Hệ thống Tứ cực ba: Tứ cực đơn chỉ có thể’ t làm phân tích song song (MS / MS). Họ có thể’ t thực hiện các phương pháp phân mảnh như MRM. Bởi vì điều này, chúng ít chọn lọc hơn và bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi sự can thiệp ma trận. Điều này làm cho chúng không tốt cho các mẫu phức tạp khi bạn so sánh chúng với ba tứ cực.
- Thời gian bay (TOF) so với Hiệu suất ba cực: Máy Time-of-Flight (TOF), đặc biệt là các máy có độ phân giải cao như Q-TOF, rất tuyệt vời trong phân tích quét đầy đủ. Chúng cho phép đọc khối lượng rất chính xác, cần thiết để xác định các hợp chất chưa biết. Nhưng, để đo các chất được biết đến ở mức siêu thấp, ba tứ cực’ Chế độ MRM thường cung cấp giới hạn phát hiện thấp hơn. Nó cũng có phạm vi động rộng hơn và cứng hơn chống lại các hiệu ứng ma trận xấu.
- Khi nào nên chọn một Triple Quadrupole hơn các công nghệ khác: Nếu công việc của bạn đòi hỏi độ nhạy cảm và tính chọn lọc tuyệt đối tốt nhất để đo lượng nhỏ các hợp chất cụ thể trong vật liệu phức tạp - như cho thử nghiệm quy định hoặc chẩn đoán lâm sàng - một hệ thống bốn cực ba là người chiến thắng rõ ràng. Hiệu suất của nó trong chế độ MRM là vô cùng.
Hiệu quả quy trình làm việc và lợi ích hoạt động
Bên cạnh sức mạnh phân tích của chúng, ba tứ cực cũng làm cho công việc phòng thí nghiệm hiệu quả hơn.
- Chuẩn bị mẫu đơn giản hóa với khả năng chọn lọc tăng cường: Sự chọn lọc tuyệt vời từ MRM có nghĩa là các mẫu thường không’ Cần làm sạch nhiều như vậy. Đôi khi, các quy trình khó khăn và dài như chiết xuất pha rắn (SPE) có thể được trao đổi cho đơn giản “ Pha loãng và bắn” phương pháp. Điều này không chỉ tiết kiệm nhiều thời gian và sử dụng ít dung môi hơn. Nó cũng làm giảm cơ hội mất hoặc ô nhiễm chất phân tích trong quá trình chuẩn bị mẫu.
- Giảm can thiệp ma trận và tiếng ồn nền: Máy chỉ tập trung vào các con đường ion cụ thể thay vì quét một phạm vi khối lượng rộng. Bằng cách này, tiếng ồn hóa học được giảm rất nhiều. Điều này cho bạn kết quả sạch hơn, làm cho nó dễ dàng hơn để tìm đỉnh đúng, và tạo ra tỷ lệ tín hiệu-tiếng ồn cao hơn.
- Tương thích với các kỹ thuật nhiễm sắc (GC / MS, LC / MS): Ba cực bốn kết nối dễ dàng với cả nhiễm sắc khí (GC) và nhiễm sắc chất lỏng (LC). Điều này cho bạn sự tự do để tạo ra các phương pháp tốt nhất cho một loạt các chất phân tích khác nhau.
Sự đổi mới công nghệ nâng cao hiệu suất ba cực
Những phát triển mới đã làm cho ba bốn cực thậm chí còn quan trọng hơn như các công cụ cần thiết.
- Khả năng phân chia do va chạm (CID): Hôm nay’ Các tế bào CID rất hiệu quả. Chúng đảm bảo sự phân mảnh mạnh mẽ và lặp lại. Điều này giúp xác nhận một hợp chất’ Sự tự tin cao, ngay cả khi nói ra sự khác biệt giữa các phân tử rất tương tự.
- Giám sát đa phản ứng (MRM): MRM vẫn là phương pháp hàng đầu để đo lường mục tiêu. Nó đã thay đổi lĩnh vực bằng cách theo dõi các cặp ion sản phẩm tiền chất độc đáo. Kết quả là một cải thiện lớn về cả độ nhạy cảm và tính đặc biệt.
- Tích hợp phần mềm cho xử lý dữ liệu và báo cáo: Các hệ thống hiện đại có phần mềm dễ sử dụng tự động xử lý nhiều nhiệm vụ. Ví dụ, nó có thể thiết lập các phương pháp, tích hợp đỉnh, tạo đường cong hiệu chuẩn và định dạng báo cáo. Điều này làm cho việc nhận và hiểu dữ liệu nhanh hơn, đáng tin cậy hơn và ít có cơ hội mắc sai lầm của con người.
PERSEE: Nhà sản xuất công cụ phân tích đáng tin cậy
Vì lợi ích của quang phổ khối lượng ba cực bốn cực là rõ ràng, lựa chọn một nhà sản xuất dụng cụ đáng tin cậy và tiên tiến là rất quan trọng. Lựa chọn này ảnh hưởng không chỉ đến những gì bạn có thể làm phân tích mà còn đến hỗ trợ lâu dài và khả năng phát triển các ứng dụng mới của bạn.
Tổng quan về chuyên môn của PERSEE trong thiết bị khoa học
PERSEE đã là một người chơi quan trọng trong công cụ khoa học kể từ khi nó được bắt đầu hơn 60 năm trước. Với nhiều thập kỷ kiến thức trong các lĩnh vực từ quang phổ học đến quang phổ khối lượng nhiễm sắc, PERSEE tiếp tục tạo ra các sản phẩm mới được thiết kế cho nhu cầu thay đổi của các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới.
Nhấn mạnh hệ thống GC-MS / MS G5 của PERSEE để phát hiện dấu vết tiên tiến
Hệ thống GC-MS/MS G5 của PERSEE là một ví dụ hoàn hảo về lợi ích kỹ thuật mà chúng tôi’ đã nói về. Nguồn ion hóa điện tử hiện đại (EI) của nó được thiết kế để có hiệu quả cao. Điều khiển nhiệt độ thông minh cũng giữ cho nó chạy ổn định trong một thời gian dài. Đây là một tính năng chính cho thử nghiệm phòng thí nghiệm bận rộn về an toàn môi trường hoặc thực phẩm. Ngoài ra, thiết kế chân không hai giai đoạn cải tiến của nó giúp nhiều ion hơn đi qua, đó là một vấn đề lớn để đạt được phát hiện mức ppt cần thiết cho phân tích dấu vết trong vật liệu phức tạp.
Cam kết với chất lượng, hỗ trợ và đổi mới
Hệ thống của PERSEE đáp ứng các tiêu chuẩn chứng nhận CE. Công ty có đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật trên toàn thế giới và phần mềm của nó có nhiều ngôn ngữ. Vì vậy, PERSEE không chỉ dành riêng cho công cụ của nó hoạt động tốt như thế nào, mà còn đảm bảo người dùng hài lòng từ ngày cài đặt qua việc sử dụng hàng ngày. Họ luôn đầu tư vào nghiên cứu và phát triển, đảm bảo rằng các công cụ của họ ở trong giai đoạn tiên tiến của công nghệ phân tích.
Câu hỏi thường gặp:
Q1: Điều gì làm cho một ba bốn cực tốt hơn so với các loại quang phổ khối lượng khác để phân tích dấu vết?
A: Một quang phổ khối lượng ba cực bốn cực là tốt hơn bởi vì nó có độ nhạy cảm và tính chọn lọc tuyệt vời. Điều này là do khả năng đặc biệt của nó để thực hiện giám sát đa phản ứng (MRM). Điều này “ lọc khối lượng kép” phương pháp không trên một ion tiền chất cụ thể và một ion sản phẩm cụ thể. Bằng cách làm như vậy, nó làm giảm đáng kể tiếng ồn nền và hiệu ứng ma trận từ các mẫu phức tạp. Điều này làm cho nó trở thành công cụ hoàn hảo để có được giới hạn phát hiện thấp nhất trong các công việc đo lường mục tiêu, đánh bại hiệu suất thông thường của các hệ thống bốn cực đơn hoặc TOF cho việc sử dụng cụ thể này.
Q2: Tôi có thể sử dụng hệ thống ba cực bốn cực cho cả phân tích chất lượng và định lượng không?
A: Vâng, bạn có thể. Nó’ s chủ yếu được xây dựng cho công việc định lượng hàng đầu bằng cách sử dụng các phương pháp nhắm mục tiêu như MRM. Tuy nhiên, một bốn cực ba cũng có thể được sử dụng để xác định định lượng. Nó có thể thực hiện quét ion sản phẩm để tạo ra các mẫu phân mảnh (phổ) từ ion tiền chất được chọn. Điều này cung cấp các chi tiết cấu trúc hữu ích để giúp xác định các hợp chất chưa biết hoặc đáng ngạc nhiên.
Q3: G5 GC-MS / MS của PERSEE có phù hợp với việc sử dụng thí nghiệm thường xuyên không?
A: Vâng, nó là. PERSEE G5 GC-MS / MS được làm cho công việc hàng ngày của một phòng thí nghiệm phân tích thông thường. Nó có điều chỉnh tự động, một hệ thống chân không mạnh mẽ được làm cho việc sử dụng lâu dài, ổn định với ít bảo trì và một giao diện phần mềm đơn giản giúp dễ dàng phát triển các phương pháp và chạy các hoạt động hàng ngày. Các tính năng này làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho các nơi như giám sát môi trường hoặc phòng thí nghiệm QC dược phẩm cần hiệu suất ổn định, đáng tin cậy mỗi ngày.
