Sự phát triển của khoa học công nghệ trong lĩnh vực phân tích hóa học trong những năm qua đã mang lại nhiều công cụ đáng tin cậy giúp nhà nghiên cứu xác định và phân tích các chất trong mẫu một cách chính xác. Trong số các công nghệ này, sắc ký khí GC và khối phổ MS đã trở thành hai công cụ mạnh mẽ và phổ biến trong lĩnh vực phân tích hóa học hiện đại.
I. Sắc Ký Khí Khối Phổ (GC-MS)
1. Nguyên Lý Hoạt Động
Sắc Ký Khí (GC)
Sắc ký khí là phương pháp tách các hợp chất dựa trên sự khác biệt về tính chất hóa học giữa các phân tử khác nhau trong hỗn hợp và ái lực tương đối của chúng đối với pha tĩnh (cột sắc ký), pha động (khí mang) sẽ thúc đẩy sự phân tách các phân tử khi mẫu di chuyển theo chiều dài của cột. Các mẫu phân tích cần được hóa hơi và đưa vào hệ thống GC. Dưới tác động của nhiệt độ và loại khí mang, và tính chất hóa học của cột sắc ký, các phân tử được giữ lại bởi cột và sau đó đi ra khỏi cột tại các thời điểm khác nhau (gọi là thời gian lưu).
Khối Phổ (MS)
Sau khi các hợp chất được tách biệt bằng sắc ký, chúng được chuyển vào hệ thống khối phổ.
Đầu tiên các loại chất phân tích được ion hóa bằng nhiều kĩ thuật khác nhau. Sau đó trong chân không các ion phát sinh này được phân loại. Sự phân loại dựa trên cơ sở tỉ lệ khối lượng trên điện tích của mỗi ion (tỉ lệ m/z). Và sau cùng tiến hành đo cường độ của chúng.
Phổ khối lượng thu được cho thấy một mức độ xuất hiện các ion sao cho mỗi ion đi kèm với một số khối. Bằng cách này MS đã có công hỗ trợ rất lớn trong việc phân tích định lượng. Số khối, thu được trực tiếp từ khối phổ, là một thông tin đặc trưng cho (từng) phân tử. Tuy nhiên, đó là khi các thành phần trong mẫu được phân tích độc lập với nhau. Nếu nhiều chất phân tích đồng thời được tiêm vào thì việc giải phổ trở nên cực kì khó khăn
Hình 1 – Sơ đồ đầu dò khối phổ và Đầu dò khối phổ model SQ 8700 SCION
Sắc Ký Khí Khối Phổ (GC-MS)
Sắc ký khí khối phổ (GC-MS) là một phương pháp phân tích mạnh mẽ và chính xác trong việc phát hiện và xác định các chất trong mẫu. Phương pháp này kết hợp giữa hai công nghệ: sắc ký khí (GC) và khối phổ (MS).
Vì các hợp chất thích hợp để phân tích bằng phương pháp GC (khối lượng phân tử thấp, độ phân cực trung bình hoặc thấp, ở nồng độ ppb – ppm) cũng tương thích với các yêu cầu của phương pháp MS và đều thực hiện quá trình phân tích ở pha hơi (cùng trạng thái).
Điểm “mâu thuẫn” duy nhất giữa GC và MS là áp suất làm việc khác nhau. Áp suất ở lối ra cột GC là áp suất khí quyển. Còn áp suất trong buồng ion hóa lại là áp suất thấp (10-5 – 10-6 Torr). Nhược điểm này đã được khắc phục bằng kỹ thuật sử dụng bơm chân không hiệu suất cao vào và các cột sắc ký mao quản (đường kính trong từ 0.18 tới 0.32mm) được đặt trực tiếp vào buồng nguyên tử hóa của đầu dò khối phổ.
2. Ứng Dụng
Sắc ký khối phổ (GC-MS) đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng của phương pháp này:
- Phát Hiện Chất Gây Ô Nhiễm Trong Môi Trường: GC-MS được sử dụng để phân tích các chất ô nhiễm trong nước, không khí và đất, như VOCs, PAHs… giúp theo dõi và kiểm soát chất lượng môi trường.
- Kiểm Tra Chất Lượng và An Toàn Thực Phẩm: GC-MS giúp kiểm tra hương vị, mùi hương trong thực phẩm- thức uống; hoặc phát hiện các chất gây độc và phụ gia thực phẩm, như thuốc trừ sâu (DDT, chlorpyrifos, malathion), thuốc diệt cỏ (glyphosate), chất bảo quản (BHT, BHA), chất phụ gia (phthalates, bisphenol A)…
- Xác Định Thành Phần Hợp Chất Trong Dược Phẩm: GC-MS giúp kiểm tra chất lượng và xác định thành phần các hợp chất trong dược phẩm hoạt chất chính (API) như ibuprofen, paracetamol, tạp chất và sản phẩm phụ.
- Pháp Y Phân Tích Mẫu Sinh Học để Phát Hiện Chất Gây Nghiện và Chất Cấm: xét nghiệm Ma túy (cocaine, heroin, methamphetamine), chất kích thích (amphetamines, MDMA), chất gây mê (ketamine) …
- Phân tích tồn dư dung môi, khí và các ứng dụng khác như trong ngành bao bì, sơn, dầu khí,….
Hình 2 -Hệ sắc ký khí GC model 8300 ghép nối đầu dò khối phổ model SQ 8700 SCION
II. Sắc Ký Khí Khối Phổ Hai Lần(GC-MS/MS)
Nguyên Lý Hoạt Động
Sắc ký khối phổ hai lần (GC-MS/MS) là một công nghệ tiên tiến hơn của GC-MS. Nó kết hợp sự phân tách của sắc ký khí (GC), cùng với việc ghép nối hai lần khối phổ (MS/MS). Quy trình của GC-MS/MS bao gồm các bước như sau:
- Giai đoạn sắc ký khí:Mẫu được hóa hơi trong một buồng hóa hơi và sau đó được đưa vào cột sắc ký khí (GC), dựa trên ái lực tương đối của chúng đối với pha tĩnh (cột sắc ký), pha động (khí mang) sẽ thúc đẩy sự phân tách các phân tử mẫu khi di chuyển theo chiều dài của cột.
- Giai đoạn Khối phổ hai lần (MS/MS) bao gồm hai giai đoạn khối phổ (MS1 và MS2), với một hệ thống tách ion giữa chúng. Quy trình hoạt động của MS/MS như sau:
- Ion Hóa (Ionization): Các hợp chất tách biệt từ GC được ion hóa để tạo ra các ion dương. Quá trình ion hóa thường được thực hiện bằng kỹ thuật ion hóa electron (EI) hoặc ion hóa hóa học (CI).
- Tách Ion Lần 1 (MS1): Các ion dương đầu tiên được phân tích theo tỷ lệ khối lượng/điện tích (m/z) trong bộ phận MS1. Bộ phận này giúp xác định các ion mẹ (parent ions).
- Phân Mảnh và Lựa Chọn (Fragmentation and Selection): Các ion mẹ được chọn lọc và đưa vào một buồng phân mảnh, nơi chúng bị phá vỡ thành các ion con (daughter ions) thông qua các va chạm năng lượng cao (collision-induced dissociation – CID).
- Tách Ion Lần 2 (MS2): Các ion con sau đó được phân tích lần thứ hai theo tỷ lệ m/z trong bộ phận MS2. Bộ phận này cung cấp phổ khối của các ion con, giúp xác định chính xác cấu trúc của các hợp chất.
Hình 3 – Sơ đồ nguyên lý khối phổ hai lần MS-MS
Ứng dụng của sắc ký khí khối phổ hai lần (GC-MS/MS) không chỉ nâng cao độ chính xác và độ nhạy của phân tích GC, hay GC-MS mà còn mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ môi trường, thực phẩm đến dược phẩm và pháp y. Mỗi công nghệ đều có những đặc điểm, ưu điểm riêng và có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau để đạt được kết quả chính xác và đáng tin cậy.
Việt Nguyễn là đại diện độc quyền của hãng SCION- Anh tại Việt Nam.
Tham khảo link sản phẩm hãng SCION tại đây: https://vietnguyenco.vn/thuong-hieu/scion-instrument-voi-cac-giai-phap-toan-dien-ve-gc-gcms-hplc/
Quý khách có nhu cầu tư vấn, vui lòng liên hệ:
| 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 MinhVP Cần Thơ: 275 Xuân Thủy, P. An Bình, Q. Ninh Kiều, Tp. Cần Thơ
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 |
| Hotline | PHÒNG MARKETING – TRUYỀN THÔNG:
|
| info@vietnguyenco.vn | |
| Website | https://www.vietcalib.vn| https://www.vietnguyenco.vn |
