Language
Country/Area
No result found
Hành trình kỳ thú của phép đo phổ khối: Làm thế nào để nhìn thấy được các phân tử nhỏ?
Phổ khối (MS) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ dùng để đo tỷ lệ khối lượng trên điện tích của các ion. Thông qua quá trình này, các nhà nghiên cứu có thể thu thập thông tin quan trọng từ các phân tử nhỏ, cho phép phân tích và xác định chi tiết chúng. Lịch sử của phép đo phổ khối có thể bắt nguồn từ thế kỷ 19. Công nghệ này hiện đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như khoa học môi trường, hóa học, y sinh học và phát triển thuốc, giúp chúng ta tách các thành phần tinh khiết khỏi các mẫu phức tạp.
Phổ khối không chỉ có thể phân tích các chất tinh khiết mà còn xử lý được các hỗn hợp phức tạp, khiến nó trở thành một công cụ quan trọng trong nghiên cứu khoa học.
Trong quá trình vận hành phổ khối, mẫu có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khí và trước tiên cần phải được chuyển đổi thành các ion tích điện thông qua quá trình ion hóa. Các ion này sau đó được tách ra theo tỷ lệ khối lượng trên điện tích và cuối cùng được phát hiện bằng máy dò để tạo ra phổ khối đại diện.
Lịch sử của Phổ khối
Câu chuyện về sự phát triển của phép đo phổ khối bắt đầu vào năm 1886, khi Eugen Goldstein quan sát thấy sự tồn tại của dòng ion dương trong quá trình xả khí áp suất thấp và gọi đó là "tia kênh" (Kanalstrahlen). Nghiên cứu của Wilhelm Wien đã cải thiện kỹ thuật hơn nữa và đưa đến sự ra đời của máy quang phổ khối. J. J. Thomson đã cải tiến công nghệ hiện có và tạo ra thiết bị ghi phổ khối, tạo thành cơ sở cho phép đo phổ khối hiện đại.
Sự ra đời của phương pháp phổ khối hiện đại đã mở ra một kỷ nguyên mới của phân tích khoa học, cho phép hiểu biết sâu sắc hơn về các phân tử.
Các thành phần của máy quang phổ khối
Máy quang phổ khối bao gồm ba bộ phận chính: nguồn ion, máy phân tích khối lượng và máy dò.
Chức năng của nguồn ion là chuyển đổi mẫu thành các ion. Trong nguồn ion, các kỹ thuật ion hóa khác nhau phụ thuộc vào pha của mẫu và phù hợp với các yêu cầu phân tích khác nhau.
Công nghệ nguồn ion
Ví dụ, ion hóa điện tử (EI) và ion hóa hóa học (CI) thường được sử dụng để phân tích khí và hơi, trong khi các phương pháp phổ biến cho mẫu sinh học bao gồm ion hóa phun điện (ESI) và kỹ thuật ion hóa/giải hấp laser hỗ trợ ma trận ( MALDI). Việc lựa chọn các kỹ thuật ion hóa này ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả và độ sâu của phân tích mẫu.
Do đặc điểm của các phương pháp ion hóa khác nhau nên tính linh hoạt và độ chính xác của phân tích được tăng lên.
Máy phân tích khối lượng
Chức năng chính của máy phân tích khối lượng là tách các ion dựa trên tỷ lệ khối lượng trên điện tích của chúng. Các máy phân tích khối lượng phổ biến bao gồm bộ lọc khối lượng tứ cực và máy quang phổ khối thời gian bay (TOF). Các thiết bị này hoạt động dựa trên sự tương tác giữa trường điện và từ, khiến các ion có khối lượng khác nhau bị lệch hướng khác nhau khi chúng di chuyển.
Ứng dụng công nghệ khối phổ
Phổ khối đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như khoa học môi trường, an toàn thực phẩm và phân tích dược phẩm. Ví dụ, trong quá trình phát triển thuốc, phương pháp phổ khối có thể giúp các nhà nghiên cứu nhanh chóng xác định cấu trúc của hợp chất mới và xác định thành phần cũng như nồng độ của chúng.
Sự phát triển của công nghệ phổ khối đã cải thiện khả năng phát hiện các phân tử nhỏ, điều này có ý nghĩa to lớn trong nhiều lĩnh vực.
Triển vọng tương lai
Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ và sự phát triển của công nghệ nano, phép đo phổ khối sẽ tiếp tục phát triển theo hướng có độ nhạy và độ phân giải cao hơn. Chúng ta có thể thấy trước rằng các máy quang phổ khối trong tương lai sẽ tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến hơn, cho phép xác định và phân tích các phân tử nhỏ nhanh hơn và chính xác hơn, trở thành tài sản vô giá trong nhiều lĩnh vực khoa học.
Trong hành trình tuyệt vời của phép đo phổ khối này, bạn có bao giờ tự hỏi những bí ẩn khoa học nào ẩn giấu đằng sau những phân tử nhỏ bé này không?
