1. Công nghệ QTOF là gì? Nguyên lý hoạt động của công nghệ QTOF
Hệ thống QTOF là một loại máy phổ khối có khả năng phân tích các hợp chất hữu cơ phức tạp với độ chính xác và độ nhạy cao. Nguyên lý hoạt động của hệ thống QTOF dựa trên sự kết hợp giữa hai công nghệ phổ khối: Quadrupole và Time-of-Flight. Trong hệ thống QTOF, các phân tử mẫu được ion hóa bằng các phương pháp như electrospray ionization (ESI), atmospheric pressure chemical ionization (APCI) hoặc matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI). Sau đó, các ion được lọc bởi một quadrupole, chỉ cho phép các ion có m/z nhất định đi qua. Các ion này tiếp tục được gia tốc bởi một điện áp cao và bay vào một ống dẫn điện có chiều dài cố định, gọi là bộ bay thời gian (time-of-flight tube). Do các ion có khối lượng khác nhau, nên thời gian bay của chúng cũng khác nhau. Các ion có khối lượng nhỏ sẽ bay nhanh hơn và đến đầu dò trước, trong khi các ion có khối lượng lớn sẽ bay chậm hơn và đến sau. Bằng cách đo thời gian bay của các ion, ta có thể xác định được m/z của chúng. Hệ thống QTOF cho phép phân tích các hợp chất có m/z cao và phức tạp, cũng như thực hiện các phản ứng nhiễu xạ để xác định cấu trúc của các ion con.
Phương pháp Time of flight (TOF) hoạt động dựa trên nguyên lý “thời gian các ion cần để đi qua một ống không từ trường trong khoảng 1 mét”. Chuyển động của một ion được đặc trưng bởi năng lượng động Ec = 0,5 m x v2 (m = khối lượng, v = tốc độ). Do đó, thời gian các ion bay qua ống tỷ lệ thuận với giá trị m/z của chúng. Vận tốc của các ion được hình thành thường rất thấp và chúng được tăng tốc bằng các trường điện mạnh (2000-2030.000 V) theo hướng của bộ phát hiện. Các ion khối lượng thấp đến bộ phát hiện nhanh hơn so với các ion khối lượng cao. Do thời gian bay ngắn (50-100 mili giây) và tính truyền tải tốt, một phổ có thể được tạo ra trong vòng 100 mili giây trên một phạm vi khối lượng gần như không giới hạn.
Nói cách khác nguyên lý hoạt động của hệ thống QTOF gồm ba bước chính: ion hóa, lọc và đo thời gian bay.
Bước 1: Ion hóa. Các mẫu được ion hóa bằng các phương pháp khác nhau, như ion hóa điện ly, ion hóa bức xạ ma trận hay ion hóa electrospray. Các ion được tạo ra có khối lượng phân tử và sạc điện khác nhau.
Bước 2: Lọc. Các ion được chuyển đến một bộ lọc quadrupole, nơi chỉ cho các ion có tỷ lệ khối lượng phân tử trên sạc điện (m/z) nằm trong một khoảng nhất định đi qua. Các ion còn lại sẽ bị loại bỏ. Bộ lọc quadrupole có thể điều chỉnh để chọn các ion có m/z khác nhau.
Bước 3: Đo thời gian bay. Các ion được chọn bởi bộ lọc quadrupole được đưa vào một ống dẫn điện không có trường điện hay từ trường, nơi chúng bay với một vận tốc xác định bởi năng lượng ban đầu của chúng. Thời gian bay của các ion là tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của m/z của chúng, do đó các ion nhẹ sẽ bay nhanh hơn các ion nặng. Thời gian bay của các ion được ghi nhận bởi một máy dò ở cuối ống dẫn điện. Từ đó, có thể tính được giá trị m/z của các ion và xây dựng được phổ khối của mẫu.
Hình 1. Sơ đồ biểu diễn cấu tạo của máy quang phổ khối QTOF
Hệ thống QTOF có nhiều ưu điểm so với các công nghệ phân tích khối lượng phổ học khác:
- Đầu tiên, nó cho phép xác định chính xác khối lượng của các ion từ mẫu, cho phép xác định chính xác thành phần của mẫu.
- Thứ hai, nó có độ nhạy cao và có thể phân tích các mẫu với nồng độ rất thấp.
- Thứ ba, nó có độ chính xác cao và có thể xác định chính xác các ion có khối lượng gần nhau.
QTOF là một công nghệ phân tích khối lượng phổ học được sử dụng trong phân tích hóa học. Hệ thống QTOF thường được kết hợp với các thiết bị khác như máy sắc ký lỏng hoặc máy sắc ký khí để tạo ra một hệ thống phân tích đa năng và mạnh mẽ.
Hình 2. Một hệ thống UHPLC-QTOF-MS của Hãng SCIEX
2. Công nghệ LC-QTOF-MS
Thông tin MS/MS cũng có thể được thu được bằng CID trong ống với sự trợ giúp của khí va chạm nitơ hoặc argon. Tuy nhiên, vì công nghệ tứ cực (MS/MS) rất thành công cho cả phân tích định tính và định lượng, các phân tích khối lượng TOF được sử dụng như một nền tảng lai với các phân tích tứ phân cực. Trong các hệ thống lai này, phân tích Time of flight thay thế Q3 của một hệ thống tứ cực thứ ba. Các hệ thống lai này được gọi là máy phổ khối lượng QTOF. Hệ thống QTOF cung cấp độ phân giải khối lượng cao (~40.000) và độ nhạy cao. Đo lường khối lượng chính xác đặc biệt hữu ích trong các nghiên cứu xác định chất chuyển hóa và phân tích peptide.
Việc kết hợp QTOF với LC sẽ giúp tăng độ chính xác và độ nhạy của phân tích bằng cách tách các hợp chất ra khỏi mẫu trước khi chúng được phân tích bởi QTOF. Việc sử dụng LC-QTOF sẽ đảm bảo rằng các hợp chất được phân tích chính xác và đầy đủ hơn, giúp nâng cao chất lượng kết quả phân tích. Điều này là do việc phân tích mẫu trực tiếp bằng QTOF sẽ không loại bỏ được các hợp chất khác trong mẫu, gây nhiễu cho quá trình phân tích. Do đó, việc sử dụng LC để tách các hợp chất ra khỏi mẫu trước khi phân tích bằng QTOF là cần thiết để đảm bảo kết quả phân tích chính xác và đáng tin cậy.
Hình 3. Các tính năng vượt trội của sự kết hợp UHPLC-QTOF-MS
Hệ thống LC-QTOF-MS là một công cụ phân tích hóa học hiện đại, cho phép xác định cấu trúc và thành phần của các hợp chất phức tạp. Nguyên lý hoạt động của hệ thống này dựa trên sự kết hợp giữa hai kỹ thuật: sắc ký lỏng hiệu năng cao (LC) và khối phổ thời gian bay bậc thứ tự (QTOF-MS).
- LC giúp tách các hợp chất trong mẫu dựa trên sự khác biệt về độ hòa tan, độ phân cực và kích thước phân tử.
- Sau khi tách, các hợp chất được đưa vào QTOF-MS, nơi chúng được ion hóa bằng một nguồn ion hóa phù hợp, ví dụ như electrospray ionization (ESI) hay matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI). Các ion được tạo ra sau đó được chuyển qua một bộ lọc khối lượng dạng quadrupole, để loại bỏ các ion không mong muốn.
- Tiếp theo, các ion được đẩy vào một ống thời gian bay (TOF), nơi chúng được gia tốc bằng một điện áp cao và bay qua một khoảng không gian dưới tác dụng của từ trường. Thời gian bay của các ion phụ thuộc vào khối lượng/phân tích của chúng, do đó cho phép xác định khối lượng chính xác của các hợp chất.
Bằng cách sử dụng hệ thống LC-QTOF-MS, người ta có thể phân tích được nhiều loại mẫu khác nhau, từ sinh học, dược phẩm, môi trường cho đến thực phẩm, với độ nhạy và độ phân giải cao. Ví dụ, hệ thống này có thể được sử dụng để phát hiện các chất gây ô nhiễm trong nước, xác định các thành phần hoạt tính trong các dược liệu, phân tích cấu trúc của các protein và peptide, hoặc kiểm tra chất lượng của các sản phẩm thực phẩm.
Hệ thống LC-QTOF-MS khác biệt với các hệ thống phân tích khác bởi sự kết hợp giữa LC và QTOF-MS, cho phép tận dụng ưu điểm của cả hai kỹ thuật. So với các hệ thống chỉ sử dụng LC hoặc QTOF-MS riêng lẻ, hệ thống LC-QTOF-MS có thể cung cấp nhiều thông tin hơn về cấu trúc và thành phần của các mẫu, đồng thời giảm thiểu thời gian và chi phí của quá trình phân tích.
Hình 4. Một hệ thống LC-QTOF-MS của Hãng SCIEX
3. Lựa chọn thiết bị LC-QTOF-MS
Để lựa chọn một thiết bị LC-QTOF-MS phù hợp với nhu cầu phân tích, các nhà phân tích thường đề cập và có các cân nhắc đến các yếu tố sau đây:
- Độ nhạy và độ phân giải: Hệ thống LC-QTOF-MS nên có độ nhạy cao để phát hiện các hợp chất có nồng độ thấp và độ phân giải cao để phân tích các hợp chất phức tạp.
- Tính linh hoạt: Hệ thống LC-QTOF-MS nên có khả năng phân tích mẫu đa dạng, từ các hợp chất đơn giản đến các hợp chất phức tạp.
- Hiệu suất và độ tin cậy: Hệ thống LC-QTOF-MS nên có hiệu suất cao và độ tin cậy trong kết quả phân tích.
- Tính dễ sử dụng: Hệ thống LC-QTOF-MS nên có thiết kế đơn giản và dễ sử dụng để giảm thiểu thời gian và chi phí đào tạo.
- Tính tương thích: Hệ thống LC-QTOF-MS nên tương thích với các phần mềm quản lý dữ liệu và các phương pháp phân tích khác để tối ưu hóa quá trình phân tích.
- Thương hiệu và hỗ trợ kỹ thuật: Nên lựa chọn các hệ thống LC-QTOF-MS của các thương hiệu uy tín và có hỗ trợ kỹ thuật tốt để đảm bảo sự thành công trong quá trình phân tích.
Hệ thống máy UHPLC-QTOF-MS của Hãng SCIEX
Với kinh nghiệm trên 50 trong lĩnh vực khối phổ, Hãng SCIEX là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực khối phổ và sắc ký lỏng. Cung cấp các sản phẩm và giải pháp phân tích chất lượng cao cho các phòng thí nghiệm và các tổ chức nghiên cứu trên toàn thế giới.
Các sản phẩm của SCIEX bao gồm các hệ thống khối phổ, sắc ký lỏng ghép khối phổ, đầu dò khối phổ ba tứ cực và nhiều sản phẩm khác. Các sản phẩm này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của các ứng dụng phân tích chất lượng cao.
Hệ thống máy UHPLC-QTOF-MS của Hãng SCIEX là một thiết bị kết hợp giữa máy sắc ký lỏng siêu hiệu suất (UHPLC) và máy phổ khối lượng độ phân giải cao, chính xác (QTOF-MS). Đây là một hệ thống được thiết kế riêng cho các ứng dụng phân tích đòi hỏi tốc độ cao, độ nhạy cao, độ phân giải cao và độ chính xác cao. Bạn có thể thực hiện mọi thứ từ phân tích không nhắm mục tiêu đến sàng lọc rộng, xác định cấu trúc và nhận dạng các chất không rõ, tất cả trên cùng một thiết bị.
Hệ thống máy UHPLC-QTOF-MS của Hãng SCIEX có nhiều tính năng nổi bật, như:
– Độ ổn định cao trong các chu kỳ phân tích dài nhờ có sáu bộ gia nhiệt trong đường bay TOF.
– Thời gian hoạt động cao nhờ có thiết kế QJet dễ dàng tháo lắp và bảo trì.
– Độ nhạy cao nhờ có nguồn ion hóa Turbo V đã được kiểm chứng với máy phổ khối lượng độ phân giải cao, chính xác.
– Độ phân giải cao nhờ có thiết kế N-optic với lỗ khí 4mm dẫn vào ống gia tốc TOF.
– Tiết kiệm không gian phòng thí nghiệm nhờ có kích thước nhỏ gọn nhất trong các hệ thống máy phổ khối lượng độ phân giải cao, chính xác hiện nay (110x57x112cm).
– Thư viện phổ khối lượng đa dạng với nhiều loại hợp chất khác nhau, được lọc theo sai số khối lượng.
– Phần mềm SCIEX OS dễ sử dụng, hiệu quả và tích hợp với các công cụ xử lý dữ liệu tiên tiến, như SWATH để thu thập toàn bộ thông tin MS/MS cho các ứng dụng của bạn.
| CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – DỊCH VỤ – KỸ THUẬT VIỆT NGUYỄN | |
| Địa chỉ | VPHCM: số N36, đường số 11, P. Tân Thới Nhất, Q.12, Tp. Hồ Chí Minh
VPĐN: Số 10 Lỗ Giáng 5, phường Hòa Xuân, quận Cẩm Lệ, Tp. Đà Nẵng VPHN: Tầng 1, toà nhà INTRACOM, 33 Cầu Diễn, P. Phúc Diễn, Q. Bắc Từ Liêm, Tp.Hà Nội VP Cần Thơ: 275 Xuân Thủy, P. An Bình, Q. Ninh Kiều, Tp. Cần Thơ |
| Hotline | PHÒNG MARKETING – TRUYỀN THÔNG:
|
| info@vietnguyenco.vn | |
| Website | https://www.vietcalib.vn| https://www.vietnguyenco.vn |
