Language
Country/Area
No result found
Vũ khí bí mật của phép đo phổ khối ba tứ cực: Tại sao CID có thể cải thiện độ nhạy của phát hiện phân tử?
Trong lĩnh vực phổ khối, công nghệ phân ly do va chạm (CID) ngày càng được chú ý và trở thành một công cụ quan trọng để cải thiện độ nhạy của phát hiện phân tử. CID, còn được gọi là phân ly kích hoạt va chạm, có thể phân mảnh các ion chọn lọc trong pha khí bằng va chạm. Quá trình này không chỉ nâng cao độ chính xác của phát hiện mà còn cho phép các nhà khoa học phân tích cấu trúc phân tử hiệu quả hơn.
Nguyên tắc cơ bản của CID
Công nghệ CID chủ yếu sử dụng điện trường để tăng tốc các ion, tăng động năng của chúng và sau đó va chạm với các phân tử khí trung hòa (như heli, nitơ hoặc argon). Trong va chạm này, một phần động năng được chuyển thành năng lượng bên trong, dẫn đến phá vỡ các liên kết hóa học và cuối cùng hình thành các ion mảnh nhỏ hơn. Những mảnh vỡ này có thể được phân tích bằng phương pháp phổ khối để thu được thông tin về cấu trúc hoặc nhận dạng.
Bằng cách phát hiện các ion mảnh riêng biệt, các nhà nghiên cứu có thể xác nhận sự hiện diện của các ion tiền thân khi có các ion khác có cùng tỷ lệ khối lượng trên điện tích, giúp giảm đáng kể tiếng ồn nền và cải thiện giới hạn phát hiện.
CID năng lượng thấp và năng lượng cao
CID có thể được chia thành CID năng lượng thấp và CID năng lượng cao. CID năng lượng thấp thường được thực hiện ở năng lượng động học dưới 1 kiloelectronvolt (keV). Phương pháp này rất hiệu quả trong việc phân ly các ion tiền chất đã chọn, nhưng loại mảnh vỡ được tạo ra bị ảnh hưởng mạnh bởi năng lượng động học. CID năng lượng hoạt động trong phạm vi năng lượng cao hơn và có thể tạo ra một số ion mảnh không xuất hiện trong CID năng lượng thấp.
Kiến trúc của máy quang phổ khối ba tứ cực
Máy quang phổ khối ba cực gồm ba phần tử bốn cực. Cực thứ nhất (Q1) hoạt động như một bộ lọc khối, truyền chọn lọc các ion dự đoán vào cực thứ hai (Q2), nơi áp suất khí cao hơn. Cao, thúc đẩy va chạm và sự phân mảnh. Các mảnh vỡ sau đó được tăng tốc vào tứ cực thứ ba (Q3) để quét và phổ khối thu được có thể được phân tích để thu thập thông tin về cấu trúc hoặc để nhận dạng.
Cộng hưởng cyclotron ion biến đổi Fourier
Các tế bào ICR trong môi trường áp suất thấp có thể kích thích các ion bằng cách áp dụng trường điện xung, làm tăng động năng của chúng. Kỹ thuật này có thể kích thích lại các ion mảnh đã thu được để tạo thành máy quang phổ khối đa tầng (MSn). Việc xác định các mảnh vỡ được tạo ra trong quá trình va chạm của các ion kích thích này có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc và tính chất của các phân tử.
Kỹ thuật phân ly va chạm kích thích cộng hưởng rời rạc kéo dài (SORI-CID) cho phép thực hiện nhiều va chạm ở năng lượng va chạm thấp để tinh chỉnh thêm dữ liệu phổ khối.
Công nghệ phân ly va chạm năng lượng cao
Phân ly va chạm năng lượng cao (HCD) được thiết kế dành riêng cho máy quang phổ khối orbitrap. Quá trình này được thực hiện trong một ô va chạm đa cực bổ sung và các mảnh vỡ được tạo ra sau đó được đưa trở lại bẫy C để phân tích khối lượng. Mặc dù tên HCD ám chỉ năng lượng cao, nhưng năng lượng va chạm thực tế của nó tương đối thấp, thường dưới 100 electron vôn, điều này khiến nó linh hoạt hơn khi đưa vào nhãn để phân tích định lượng.
Phân tích cơ chế phân mảnh
Trong CID, các cơ chế phân mảnh khác nhau bao gồm phân cắt đồng phân và phân cắt dị phân. Các quá trình phân ly này giúp các nhà khoa học hiểu được hành vi của các phân tử phức tạp bằng cách cung cấp thông tin cấu trúc hiệu quả. Ví dụ, sự phân cắt các điện tích không liền kề có thể cho phép các nhà nghiên cứu khám phá cách các phân tử phản ứng trong các môi trường khác nhau, cung cấp hiểu biết sâu sắc về khoa học cơ học và vật liệu.
Trong thời đại thông tin ngày nay, công nghệ CID mở ra một cánh cửa mới để chúng ta khám phá thế giới phân tử.
Việc sử dụng công nghệ CID một cách hợp lý không chỉ có thể tăng độ nhạy của phát hiện phân tử mà còn giúp các nhà khoa học nắm bắt thông tin quan trọng trong các phản ứng hóa học phức tạp. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ phổ khối, làm thế nào chúng ta có thể sử dụng CID để phát triển các phương pháp phát hiện nhạy hơn và cụ thể hơn trong tương lai?
