Language
Country/Area
No result found
Khám phá những bí ẩn của CID năng lượng thấp và năng lượng cao: Hai kỹ thuật này ảnh hưởng đến kết quả phép đo phổ khối như thế nào?
Trong lĩnh vực khối phổ, công nghệ phân ly do va chạm (CID) đã chứng tỏ tính không thể thay thế của nó trong phân tích cấu trúc phân tử. Công nghệ CID dựa vào sự va chạm của các ion được chọn với các phân tử khí trung tính trong pha khí, khiến cho sự phân mảnh do năng lượng của các phân tử này tạo ra tạo ra các mảnh ion có kích thước khác nhau, sau đó có thể được phân tích thêm.
Việc lựa chọn CID năng lượng thấp và CID năng lượng cao sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và độ nhạy của kết quả phân tích.
CID năng lượng thấp và CID năng lượng cao
CID năng lượng thấp thường hoạt động ở dải năng lượng dưới khoảng 1 kiloelectronvolt (1 keV). Kỹ thuật này cực kỳ hiệu quả trong việc phân mảnh các ion tiền thân đã chọn, nhưng loại phân mảnh quan sát được phụ thuộc rất nhiều vào năng lượng chuyển động của ion. Khi năng lượng tăng lên, nội năng của ion tăng lên và xác suất phá vỡ liên kết trực tiếp cũng tăng lên dẫn đến việc tạo ra các mảnh có cấu trúc khác nhau.
Nói một cách tương đối, CID năng lượng cao (HECID) thường hoạt động ở dải năng lượng cao hơn, thường là từ 1 keV đến 20 keV. Cài đặt năng lượng này có thể tạo ra một số mảnh đặc biệt nhất định không thể hình thành trong CID năng lượng thấp, bao gồm cả sự phân mảnh ở khoảng cách điện tích được quan sát thấy trong các phân tử có chuỗi bên hydrocarbon.
CID năng lượng cao không chỉ tiết lộ tính phức tạp của các phân tử mà còn mang lại khả năng làm sáng tỏ cấu trúc chưa từng có.
Máy quang phổ khối ba cực
Máy quang phổ khối ba tứ cực là một thiết bị đo khối phổ phổ biến có chứa ba tứ cực. Tứ cực thứ nhất, được gọi là "Q1", hoạt động giống như một bộ lọc khối, vận chuyển có chọn lọc các ion cụ thể và tăng tốc chúng về phía tứ cực thứ hai, "Q2". Áp suất khí của Q2 cao hơn, tại đó các ion được chọn va chạm với khí trung tính và phân ly thông qua công nghệ CID. Sau đó, các mảnh ion thu được sẽ được gia tốc vào tứ cực thứ ba Q3, tại đó quá trình quét phạm vi khối lượng được thực hiện để phân tích kết quả.
Nhiều thí nghiệm sử dụng CID trên bộ ba tứ cực có thể xác định thêm nguồn gốc của các mảnh cụ thể, thay vì chỉ các mảnh được tạo ra.
Phương pháp quang phổ khối cộng hưởng ion cyclotron biến đổi Fourier
Trong phép đo khối phổ cộng hưởng ion biến đổi Fourier, các ion có thể bị kích thích bởi một điện trường xung. Vì năng lượng kích thích khác nhau nên động năng của các ion cũng thay đổi. Tuy nhiên, do cần một thời gian dài để các ion bị kích thích va chạm với các phân tử trung tính ở áp suất thấp nên van xung thường được sử dụng để đưa khí va chạm vào trong thời gian ngắn. Trong quá trình này, các kỹ thuật thí nghiệm cụ thể, chẳng hạn như công nghệ phân ly do va chạm bức xạ không cộng hưởng kéo dài (SORI-CID), cũng cho phép phép đo phổ khối thu được dữ liệu tinh tế hơn.
Sự phân ly va chạm năng lượng cao hơn
Phân ly va chạm năng lượng cao hơn (HCD) là kỹ thuật CID được sử dụng riêng trong máy quang phổ khối quỹ đạo, trong đó sự phân mảnh xảy ra bên ngoài khoang. HCD hoạt động hiệu quả và phân tích dữ liệu, đồng thời không bị ảnh hưởng bởi mức cắt khối lượng thấp của các kích thích cộng hưởng, khiến nó phù hợp cho các phân tích định lượng dựa vào các ion báo cáo.
Mặc dù công nghệ HCD được gọi là tác động năng lượng cao nhưng năng lượng va chạm thực tế của nó thường nhỏ hơn 100 electron volt.
Cơ chế phân mảnh
Trong quá trình CID, có hai cơ chế phân cắt chính: đồng phân và không đồng nhất. Quá trình đồng phân làm cho mỗi mảnh giữ lại một trong các electron liên kết ban đầu của nó, trong khi quá trình dị hóa làm cho các electron liên kết chỉ còn lại trên một sản phẩm. Ngoài ra, phân mảnh điện tích ở xa là một dạng phân mảnh chuyên biệt hơn, trong đó liên kết bị đứt không nằm ở vùng lân cận của vị trí tích điện, điều này mang lại ý nghĩa bổ sung trong phân tích khối phổ.
Thông qua các cơ chế phân mảnh độc đáo này, các nhà khoa học có thể thu được thông tin cấu trúc phong phú tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích phân tử sâu hơn.
Ngày nay, với sự trợ giúp của công nghệ CID năng lượng thấp và năng lượng cao, phép đo phổ khối đang mở ra một chương mới cho nghiên cứu khoa học. Trong tương lai, những cấu trúc phân tử và phản ứng hóa học nào chưa được khám phá sẽ được phát hiện và hiểu rõ thông qua các công nghệ này?
