Hỏi về bộ lọc khối sử dụng trong MS

zoro · 10-06-2009

Mình đang tìm hiểu về bộ lọc khối sử dụng trong MS nhưng chẳng biết gì cả chỉ biết nó có 3 phần:
- Bảy ion (ion trap)
- QQQ (tứ cực)
- TOF
Bác nào biết giải đáp dùm mình cái. thanks !

petiti · 10-06-2009

Bộ lọc khối (hay bộ phân tích khối) tiếng Anh là Mass Analyser. Bộ này có mấy loại chủ yếu sau:
-Tứ cực (Quadrupole): Hiện có 2 loại: Single-Quad - Tứ cực đơn (chỉ làm đến MS 1 lần) và Triple-Quad - Ba tứ cực (có thể làm MS/MS gọi là tandem Mass spectrometry. Hiện nay các phương pháp định lượng đều yêu cầu sử dụng máy ba tứ cực như là một phương pháp khẳng định.
-Bẫy ion (Ion trap): Có một số công nghệ bẫy ion khác nhau tùy thuộc vào cấu tạo. Nói chung là các ion (sau khi qua nguồn) được dẫn đến một khu vực (gọi là bẫy) tại đây các ion được giữ lại và phân tách dựa vào khối. Theo nguyên tắc, bẫy ion có thể làm được đến khối phổ nhiều lần (MSn) tuy nhiên thường làm đến 3 lần đã là tốt rồi.
-Thời gian bay (TOF-Time of Flight): Dựa trên thời gian bay khác nhau của các ion có khối lượng khác nhau. Có 2 kiểu TOF gọi là linear-TOF và reflection-TOF . Linear-TOF thì đường bay của ion là đường thẳng nên độ phân giải khối không cao. Ref-TOF là loại thời gian bay phản xạ độ phân giải cao.
-Cung từ (Magnetic Sector): Độ phân giải rất cao (khoảng 60.000). Bạn tham khảo ở đây nhé. http://www.chem.harvard.edu/mass/tut...gnetmovie.html
-FT-ICR-MS Cái này hiểu biết của mình cũng chưa nhiều lắm. Hình như chỉ ứng dụng trong phân tích peptid và protein với độ phân giải cực cao lên đến 500.000. Không biết có ai biết nhiều về cái này không giải thích thêm đi.
Về cấu tạo của từng loại thì bạn có thể tìm ở trên google rất nhiều.
Mình chỉ giải thích qua vậy, còn nếu bạn cần chi tiết thì vào google tìm, hoặc cho mail mình share một ít.

zoro · 10-08-2009

Cám ơn petiti nhiều. Vậy bạn có thể nói thêm về ưu, nhược điểm của cách dùng 3 loại lọc khối trên được ko.

TSS · 11-12-2009

Chào Zozo

Như petiti đã nêu, Mình muốn đưa thêm một số thông tin về các thiết bị MS.

Về MS tứ cực thì có loại cho GC và LC. Hầu như là riêng biệt không kết hợp một MS kết nối với cả GC và LC.
Thiết bị Hai Tứ cực (MS/MS) có ưu điểm về độ nhạy cao, khả năng định lượng có thể nói là tổt nhất trong các thiết bị MS. Nhược điểm làm định tính không tốt, độ phân giải và chính xác khối kém.

Thiết bị Iontrap cũng có nhiều loại, Ưu điểm giá rẻ( tương đương với một lần MS). Nếu mua LC/MS một lần thì mua LC trap thì có vẻ là hơn. Tuy nhiên kỹ thuật để chạy máy cũng yêu cầu khá cao, khó để đạt được hiệu năng và độ ổn định. Ai có kinh phí lớn thì không nên mua loại này.

Kỹ thuật TOF: Đây là kỹ thuật bùng nổ trong thời gian qua với nhu cầu phân tích về protein, peptit.. cũng như các bài toán về cấu trúc trong các sản phẩm thiên nhiên, nghiên cứu chất mới... Hiện nay có rất nhiều loại kỹ thuật TOF khác nhau như Tof; Q-TOF; TOF-TOF hay Ion Mobility TOF cho từng loại ứng dụng khác nhau. Ưu điểm của TOF là dải khối lớn lên tới vài chục nghìn Dalton, Độ phân giải cao: lên tới 40.000 FWHM;Độ chính xác khối cao: <2ppm. Hiện nay có một số thiết bị Q-TOF có khả năng phân tích định lượng cũng rất tốt, độ nhay cao tương đương với một số Triple quad trung bình, hiện nay một số labo trên thế giới đã sử dụng Q-TOF để phân tích định lượng. Thiết bị Ion Mobility Q-TOF có khả năng đặc biệt là phân tích dựa theo lý thuyết các Ion di chuyển để xác định các hợp chất dựa theo kích thước, hình dạng, điện tích( Các hợp chất sinh học đa điện tích) cùng với việc xác định dựa trên số khối. Giá thành đa dạng: từ 300K đến 900K. Nhược điểm của TOF ở Việt Nam có lẽ là chưa có nhiều nơi sử dụng hiệu quả để tìm hiểu và so sánh. Kỹ năng của người sử dụng cũng được đòi hỏi cao.

Về kỹ thuật cung tử thì chủ yếu ứng dụng cho GCHRMS và một số thiết bị cung từ xác định đồng vị C, H, N. Ưu điểm của cung từ là độ phân giải cao 80.000 FWHM, độ nhạy cũng ok để phân tích một số hợp chất khó phân tích như Dioxin, PCB, PBDEs, doping, các chất này chỉ có thể confirm trên thiết bị GCMS phân giải cao( sử dụng cung từ). Nhược điểm là đầu tư lớn, yêu cầu về kỹ năng sử dụng cao.

Thiết bị FTMS, Quả thực với Việt Nam thì xa xỉ quá. Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên tắc biến đổi chuỗi fourier. Các ion được đưa vào vòng quay Cyclotron (ion cyclotron resonace ICR). Cyclotron được đặt trong môi trường siêu dẫn( 0 độ K- được làm lạnh bằng Heli lỏng). Thiết bị FTMS có độ phân giải cực cao có thể lên đến > 1.000.000FWHM; độ chính xác khối <1ppm; độ nhạy cung ok có thể phân tích ở fmol. Nhược điểm thiết bị giá thành cao >1.000K, chi phí hoạt động đắt tốn hely lỏng và duy trì điện cho các bơm chân không(10-10 torr), thiết bị phức tạp, đòi hỏi người sử dụng có chuyên môn rất tốt. Mình nghĩ là các nghiên cứu của Việt Nam còn sơ đẵng chưa cần thiết đến thiết bị như vậy. Nhưng muốn hướng đền một giải Nobel về hóa học thì chắc là cũng cần đền nó.

petiti · 11-13-2009

Hi all,
Lâu rồi mình không vào diễn đàn, tại thấy diễn đàn cũng kém sôi nổi quá.
Thực sự thì mình rất tâm huyết về MS và cũng đã dành nhiều thời gian tìm hiểu về nó. Như bác TSS đã giải thích ở trên quả thật công nghệ MS ngày càng phát triển và phức tạp hơn. Những kiến thức của TSS quả thật rất phong phú, nếu mình không nhầm thì có lẽ TSS nếu không là một người bán thiết bị MS thì cũng là thầy giáo về MS. (không biết có đúng không nhỉ)
Mình xin có thêm một số ý kiến như sau:
1. Về tứ cực, đây là công nghệ đã ra đời khá lâu, nhưng hiện nay vẫn đóng một vai trò rất quan trọng, đặc biệt là hệ ba tứ cực. Mình đã phân tích nhiều chất sử dụng MS 2 lần so sánh giữa TripleQuad với Ion trap, cho thấy khả năng định lượng của TripleQuad là rất tốt, độ ổn định tốt và có khả năng phân tích được các chất có khối thấp.
2. Về ion trap, Như đã nói ở trên khả năng định lượng không thể bằng TripeQuad nhưng ưu điểm của hệ này là khả năng định tính xác định các chất chưa biêt. Có lẽ nếu là GCMS thì còn được chứ LCMS ion trap thì hiện tại cũng không nên đầu tư nữa.
3. Về TOF nói như TSS thì có vẻ hơi nhiều ưu điểm. Tuy nhiên công nghệ TOF ra đời cũng đã lâu mà không thể thay thế được TripleQuad về khả năng định lượng. Các phương pháp được coi là confirmation method không có TOF. TOF lại rất khó sử dụng và khó áp dụng routine. Thường chủ yếu sử dụng TOF trong phân tích định tính, đặc biệt trong phân tích petrol (thiết bị GC-TOF của Leco chẳng hạn). Một số hãng cho rằng có thể sử dụng để phân tích Dioxin và PCBs ví có thể đạt độ phân giải > 10.000 (thực tế cũng có một số nơi đã mua loại này với mục đích phân tích Dioxin) tuy nhiên TOF không được xếp là confirmation method để phân tích các chất này.
4. Cung từ thì khỏi nói rồi, độ phân giải cao, ứng dụng nhiều trong sắc ký khí để phân tích dioxin, PCBs... trong sắc ký lỏng thì ít hơn. Thiết bị này rất đắt và sử dụng thì rất khó. Hiện tại mình có biết qua hai hệ MS loại này, một số nơi ở VN cũng đã mua, đó là hệ Autospec của Micromass và DFS của Thermo (dual focus system); chưa thể khẳng định rằng ai hơn ai???

TSS · 11-19-2009

Chào Petiti

Cám ơn Petiti đa khen ngợi, minh không phải là giáo viên gì cả. Cũng như bạn mình cũng thích về MS và cũng hay tìm hiều. Có lẽ Chúng ta cũng đa gặp nhau rồi nếu không trong tương lai cũng có thể gặp gỡ.

Về phân tích định lượng trên khối phổ ở Việt Nam hiện nay vẫn còn đơn giản, có lẽ cao nhất là làm tương đương sinh học trong mẫu dược phẩm BE/BA.
Đối với các yêu cầu phân tích như an toàn thực phẩm, môi trường hay dược phẩm của VN như hiện tại thì một hệ thống Triple Quad là đủ.

Trên thế giới hiện nay đang đặt ra các bài toán về phân tích các hợp chất trao đổi( metabolite) trong đó có Metabolomic và Metabonomic.

Khi nghiên cứu Metabolomic cần phải định tính và định lượng một chất trao đổi. Có nghĩa là ta vừa xác định chất tạo thành và tỉ lệ trong hoợp chất mới đó. Với yêu cầu như vậy thì với một máy Triple Quad là không thể đáp ứng bởi khả năng định tính lad rất kém. Khi đó bạn cần một thiết bị có độ phân giải cao, độ chính xác khối tốt cùng với khả năng định lượng tốt. Như vậy thì chỉ có FTMS hoặc Q-TOF cao cấp mới có thể đáp ứng.

Bên cạnh đó thì khi phân tích các hợp chất mới, các chất chưa biết hay xác định cấu trúc thì hệ thống Q-TOF cũng giúp ích rất nhiều. Về ứng dụng thì kỹ thuật LC-TOF vẫn được sử dụng nhiều hơn kỹ thuật GC-TOF.

Nếu các bạn quan tâm mình có thể gửi một số application cho việc phân tích dựa trên kỹ thuậtQ-TOF.

Trích:

Nguyên văn bởi petiti

Hi all,
Lâu rồi mình không vào diễn đàn, tại thấy diễn đàn cũng kém sôi nổi quá.
Thực sự thì mình rất tâm huyết về MS và cũng đã dành nhiều thời gian tìm hiểu về nó. Như bác TSS đã giải thích ở trên quả thật công nghệ MS ngày càng phát triển và phức tạp hơn. Những kiến thức của TSS quả thật rất phong phú, nếu mình không nhầm thì có lẽ TSS nếu không là một người bán thiết bị MS thì cũng là thầy giáo về MS. (không biết có đúng không nhỉ)
Mình xin có thêm một số ý kiến như sau:
1. Về tứ cực, đây là công nghệ đã ra đời khá lâu, nhưng hiện nay vẫn đóng một vai trò rất quan trọng, đặc biệt là hệ ba tứ cực. Mình đã phân tích nhiều chất sử dụng MS 2 lần so sánh giữa TripleQuad với Ion trap, cho thấy khả năng định lượng của TripleQuad là rất tốt, độ ổn định tốt và có khả năng phân tích được các chất có khối thấp.
2. Về ion trap, Như đã nói ở trên khả năng định lượng không thể bằng TripeQuad nhưng ưu điểm của hệ này là khả năng định tính xác định các chất chưa biêt. Có lẽ nếu là GCMS thì còn được chứ LCMS ion trap thì hiện tại cũng không nên đầu tư nữa.
3. Về TOF nói như TSS thì có vẻ hơi nhiều ưu điểm. Tuy nhiên công nghệ TOF ra đời cũng đã lâu mà không thể thay thế được TripleQuad về khả năng định lượng. Các phương pháp được coi là confirmation method không có TOF. TOF lại rất khó sử dụng và khó áp dụng routine. Thường chủ yếu sử dụng TOF trong phân tích định tính, đặc biệt trong phân tích petrol (thiết bị GC-TOF của Leco chẳng hạn). Một số hãng cho rằng có thể sử dụng để phân tích Dioxin và PCBs ví có thể đạt độ phân giải > 10.000 (thực tế cũng có một số nơi đã mua loại này với mục đích phân tích Dioxin) tuy nhiên TOF không được xếp là confirmation method để phân tích các chất này.
4. Cung từ thì khỏi nói rồi, độ phân giải cao, ứng dụng nhiều trong sắc ký khí để phân tích dioxin, PCBs... trong sắc ký lỏng thì ít hơn. Thiết bị này rất đắt và sử dụng thì rất khó. Hiện tại mình có biết qua hai hệ MS loại này, một số nơi ở VN cũng đã mua, đó là hệ Autospec của Micromass và DFS của Thermo (dual focus system); chưa thể khẳng định rằng ai hơn ai???

**tigerchem** · 04-04-2010

Hi,
Em có câu hỏi này, mong các anh chị giải đáp:
Một phòng thí nghiệm khối phổ tiêu chuẩn thì cần phải trang bị những thiết bị phụ trợ, dụng cụ gì cho việc chuẩn bị mẫu.
Em xin chân thành cảm ơn.

petiti · 04-04-2010

Nói chung là cũng còn tùy thuộc vào mục đích của từng phòng thí nghiệm
- Như phòng phân tích môi trường thì chắc chắn là cần thêm các thiết bị lấy mẫu khí, headspace, SPME...
- Phòng phân tích thực phẩm có lẽ cần nhất là bộ SPE, rồi máy cô quay, thổi khí N2, ly tâm, vortex...
- Phòng phân tích thuốc có lẽ yêu cầu ít hơn, nhưng chí ít cũng phải có bộ SPE... phân tích dược liệu có lẽ cần thêm bộ đun hồi lưu, bộ cất cuốn hơi nước ...

Còn những dụng cụ cần thiết khác phòng nào cũng cần: cân phân tích, bộ lọc dung môi, máy nước cất 2 lần hoặc máy lọc nước siêu sạch, pipet tự động, màng lọc mẫu ...

Còn gì không nhỉ?