Sắc ký khí khối phổ khối học – Wikipedia

Posted on by lordneo

Ví dụ về thiết bị GC-MS

Phương pháp sắc ký khí khối phổ khối ( GC-MS ) là một phương pháp phân tích kết hợp các tính năng của sắc ký khí và quang phổ khối các chất trong một mẫu thử nghiệm. [1] Các ứng dụng của GC-MS bao gồm phát hiện ma túy, điều tra hỏa hoạn, phân tích môi trường, điều tra chất nổ và xác định các mẫu chưa biết, bao gồm các mẫu vật liệu thu được từ hành tinh sao Hỏa trong những năm 1970 . GC-MS cũng có thể được sử dụng trong an ninh sân bay để phát hiện các chất trong hành lý hoặc trên người. Ngoài ra, nó có thể xác định các nguyên tố vi lượng trong các vật liệu trước đây được cho là đã tan rã ngoài nhận dạng. Giống như phương pháp sắc ký lỏng, phép đo khối phổ, nó cho phép phân tích và phát hiện ngay cả một lượng nhỏ chất.

GC-MS đã được coi là "tiêu chuẩn vàng" để nhận dạng chất pháp y vì nó được sử dụng để thực hiện xét nghiệm cụ thể 100%, xác định tích cực sự hiện diện của một chất cụ thể. Một thử nghiệm không đặc hiệu chỉ đơn thuần chỉ ra rằng bất kỳ một vài trong số các loại chất có mặt. Mặc dù xét nghiệm không đặc hiệu có thể thống kê đề xuất danh tính của chất này, nhưng điều này có thể dẫn đến nhận dạng dương tính giả.

Lịch sử [ chỉnh sửa ]

Việc ghép sắc ký khí trực tuyến đầu tiên với máy quang phổ khối đã được báo cáo vào năm 1959. [2][3][4] Sự phát triển của máy tính thu nhỏ và giá cả phải chăng đã giúp ích cho việc đơn giản hóa việc sử dụng công cụ này, cũng như cho phép những cải tiến lớn về lượng thời gian cần thiết để phân tích một mẫu. Năm 1964, Electronic Associates, Inc. (EAI), nhà cung cấp máy tính tương tự hàng đầu của Hoa Kỳ, bắt đầu phát triển máy quang phổ khối bốn cực điều khiển bằng máy tính dưới sự chỉ đạo của Robert E. Finnigan. [5] Đến năm 1966 Finnigan và cộng tác viên EAI của Mike đã bán được hơn 500 thiết bị phân tích khí dư bốn cực. [5] Năm 1967, Finnigan rời EAI để thành lập Tập đoàn nhạc cụ Finnigan cùng với Roger Sant, TZ Chou, Michael Story và William Fies. [6] Đầu năm 1968, họ giao hàng nguyên mẫu đầu tiên của thiết bị GC / MS bốn cực cho Đại học Stanford và Purdue. [5] Khi Finnigan Cụ Corporation được mua lại bởi Thermo Cụ Systems (sau này là Thermo Fisher Khoa học) vào năm 1990, nó được coi là "nhà sản xuất máy quang phổ khối hàng đầu thế giới". 19659013] Thiết bị đo [ chỉnh sửa ]

Bên trong của GC-MS, với cột sắc ký khí trong lò bên phải.

GC-MS là c bao gồm hai khối xây dựng chính: sắc ký khí và khối phổ kế. Máy sắc ký khí sử dụng cột mao quản phụ thuộc vào kích thước của cột (chiều dài, đường kính, độ dày màng) cũng như tính chất pha (ví dụ: 5% phenyl polysiloxane). 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 đứng yên của cột sẽ thúc đẩy sự phân tách các phân tử khi mẫu di chuyển theo chiều dài của cột. Các phân tử được giữ lại bởi cột và sau đó rửa giải (đi ra) khỏi cột tại các thời điểm khác nhau (gọi là thời gian lưu) và điều này cho phép máy quang phổ khối lượng xuôi dòng để bắt, ion hóa, tăng tốc, làm chệch hướng và phát hiện các phân tử ion hóa riêng biệt. Máy quang phổ khối thực hiện điều này bằng cách phá vỡ từng phân tử thành các mảnh ion hóa và phát hiện các mảnh này bằng tỷ lệ khối lượng-điện tích của chúng.

Hai thành phần này, được sử dụng cùng nhau, cho phép mức độ nhận dạng chất tốt hơn nhiều so với đơn vị được sử dụng riêng biệt. Không thể xác định chính xác một phân tử cụ thể bằng sắc ký khí hoặc quang phổ khối. Quá trình quang phổ khối thường đòi hỏi một mẫu rất tinh khiết trong khi sắc ký khí sử dụng máy dò truyền thống (ví dụ: máy phát hiện ion hóa ngọn lửa) không thể phân biệt giữa nhiều phân tử xảy ra để có cùng thời gian di chuyển qua cột ( tức là có cùng thời gian lưu), dẫn đến hai hoặc nhiều phân tử cùng nhau rửa giải. Đôi khi hai phân tử khác nhau cũng có thể có một mẫu tương tự các mảnh ion hóa trong máy quang phổ khối (phổ khối). Kết hợp hai quá trình làm giảm khả năng xảy ra lỗi, vì rất khó có khả năng hai phân tử khác nhau sẽ hoạt động theo cùng một cách trong cả sắc ký khí và máy quang phổ khối. Do đó, khi phổ khối lượng xác định xuất hiện tại thời điểm lưu giữ đặc trưng trong phân tích GC-MS, thông thường sẽ làm tăng sự chắc chắn rằng chất phân tích quan tâm có trong mẫu.

Thanh lọc và bẫy GC-MS [ chỉnh sửa ]

Để phân tích các hợp chất dễ bay hơi, có thể sử dụng hệ thống cô đặc lọc và bẫy (P & T) để giới thiệu mẫu. Các chất phân tích mục tiêu được chiết xuất và trộn với nước và đưa vào buồng kín. Một loại khí trơ như Nitơ (N 2 ) bị sủi bọt qua nước; điều này được gọi là thanh trừng hoặc sparging. Các hợp chất dễ bay hơi di chuyển vào khoảng không phía trên mặt nước và được kéo theo một dải áp suất (gây ra bởi sự ra đời của khí thanh lọc) ra khỏi buồng. Các hợp chất dễ bay hơi được vẽ dọc theo một đường nóng lên trên một 'cái bẫy'. Cái bẫy là một cột vật liệu hấp phụ ở nhiệt độ môi trường giữ các hợp chất bằng cách đưa chúng trở lại pha lỏng. Sau đó, bẫy được gia nhiệt và các hợp chất mẫu được đưa vào cột GC-MS thông qua giao diện bay hơi, là hệ thống đầu vào tách. P & T GC-MS đặc biệt phù hợp với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và các hợp chất BTEX (hợp chất thơm liên quan đến dầu mỏ). [8]

Một giải pháp thay thế nhanh hơn là hệ thống "vòng khép kín". Trong hệ thống này, khí trơ được sủi bọt qua nước cho đến khi nồng độ các hợp chất hữu cơ trong pha hơi ở trạng thái cân bằng với nồng độ trong pha nước. Sau đó, pha khí được phân tích trực tiếp. [9]

Các loại máy dò phổ kế khối [ chỉnh sửa ]

Loại phổ kế phổ biến nhất (MS) liên quan đến sắc ký khí (GC) là máy quang phổ khối bốn cực, đôi khi được gọi bằng tên thương mại Hewlett-Packard (nay là Agilent) "Máy phát hiện chọn lọc khối lượng" (MSD). Một máy dò tương đối phổ biến khác là máy quang phổ khối bẫy ion. Ngoài ra, người ta có thể tìm thấy một quang phổ kế khối lượng từ trường, tuy nhiên những dụng cụ đặc biệt này đắt tiền và cồng kềnh và thường không được tìm thấy trong các phòng thí nghiệm dịch vụ thông lượng cao. Các máy dò khác có thể gặp phải như thời gian bay (TOF), tứ cực song song (MS-MS) (xem bên dưới) hoặc trong trường hợp bẫy ion MS n trong đó n chỉ ra các giai đoạn phổ khối lượng .

GC-tandem MS [ chỉnh sửa ]

Khi thêm một giai đoạn phân mảnh thứ hai, ví dụ như sử dụng một tứ cực thứ hai trong một thiết bị bốn cực, nó được gọi là MS song song /CÔ). MS / MS đôi khi có thể được sử dụng để định lượng mức độ thấp của các hợp chất mục tiêu với sự có mặt của nền ma trận mẫu cao.

Bộ tứ cực đầu tiên (Q1) được kết nối với một tế bào va chạm (Q2) và một bộ tứ cực khác (Q3). Cả hai tứ cực có thể được sử dụng trong chế độ quét hoặc tĩnh, tùy thuộc vào loại phân tích MS / MS đang được thực hiện. Các loại phân tích bao gồm quét ion sản phẩm, quét ion tiền thân, giám sát phản ứng được chọn (SRM) (đôi khi được gọi là giám sát nhiều phản ứng (MRM)) và quét mất trung tính. Ví dụ: Khi Q1 ở chế độ tĩnh (chỉ nhìn vào một khối lượng như trong SIM) và Q3 ở chế độ quét, người ta sẽ có được cái gọi là phổ ion sản phẩm (còn gọi là "phổ con gái"). Từ phổ này, người ta có thể chọn một ion sản phẩm nổi bật có thể là ion sản phẩm cho ion tiền chất được chọn. Cặp này được gọi là "quá trình chuyển đổi" và tạo cơ sở cho SRM. SRM có tính đặc hiệu cao và hầu như loại bỏ nền ma trận.

Ion hóa [ chỉnh sửa ]

Sau khi các phân tử di chuyển theo chiều dài của cột, đi qua đường truyền và đi vào máy quang phổ khối, chúng bị ion hóa bằng nhiều phương pháp khác nhau, thường chỉ có một phương pháp đang được sử dụng tại bất kỳ thời điểm nào. Sau khi mẫu được phân mảnh, nó sẽ được phát hiện, thường là bằng hệ số nhân electron, về cơ bản biến mảnh khối bị ion hóa thành tín hiệu điện được phát hiện.

Kỹ thuật ion hóa được chọn không phụ thuộc vào việc sử dụng quét toàn bộ hoặc SIM.

Sơ đồ khối cho sắc ký khí sử dụng phương pháp ion hóa điện tử để thu thập phổ khối.

Ion hóa điện tử [ chỉnh sửa ]

Cho đến nay, hình thức ion hóa phổ biến nhất và có lẽ là tiêu chuẩn hóa (EI). Các phân tử xâm nhập vào MS (nguồn là một tứ cực hoặc chính bẫy ion trong bẫy ion MS) nơi chúng bị bắn phá bởi các electron tự do phát ra từ dây tóc, không giống như dây tóc có thể tìm thấy trong bóng đèn tiêu chuẩn. Các electron bắn phá các phân tử, khiến phân tử bị phân mảnh theo cách đặc trưng và có thể tái sản xuất. Kỹ thuật "ion hóa cứng" này dẫn đến việc tạo ra nhiều mảnh có tỷ lệ khối lượng-điện tích thấp (m / z) và rất ít, nếu có, các phân tử tiếp cận đơn vị khối lượng phân tử. Sự ion hóa cứng được các nhà quang phổ học coi là sự sử dụng của sự bắn phá electron phân tử, trong khi "ion hóa mềm" bị tích điện do va chạm phân tử với một loại khí được đưa vào. Mô hình phân mảnh phân tử phụ thuộc vào năng lượng điện tử được áp dụng cho hệ thống, thường là 70 eV (Volts điện tử). Việc sử dụng 70 eV tạo điều kiện so sánh phổ tạo ra với phổ thư viện bằng phần mềm do nhà sản xuất cung cấp hoặc phần mềm do Viện Tiêu chuẩn Quốc gia (NIST-USA) phát triển. Tìm kiếm thư viện quang phổ sử dụng các thuật toán phù hợp, chẳng hạn như Kết hợp dựa trên xác suất [10] và kết hợp sản phẩm chấm [11] được sử dụng với các phương pháp phân tích được viết bởi nhiều cơ quan tiêu chuẩn hóa phương pháp. Nguồn của các thư viện bao gồm NIST, [12] Wiley, [13] AAFS, [14] và các nhà sản xuất nhạc cụ.

Quá trình ion hóa điện tử lạnh [ chỉnh sửa ]

Quá trình "ion hóa cứng" của ion hóa điện tử có thể được làm mềm bằng cách làm mát các phân tử trước khi ion hóa, dẫn đến phổ khối lớn hơn trong thông tin. [15][16] Trong phương pháp này có tên là ion hóa điện tử lạnh (EI lạnh), các phân tử thoát ra khỏi cột GC, trộn với khí heli được thêm vào và mở rộng vào chân không thông qua một vòi siêu âm được thiết kế đặc biệt, tạo thành chùm phân tử siêu âm (SMB ). Sự va chạm với khí tạo thành ở phản lực siêu âm mở rộng làm giảm năng lượng dao động (và quay) bên trong của các phân tử chất phân tích, do đó làm giảm mức độ phân mảnh do các electron gây ra trong quá trình ion hóa. [15][16] Phổ khối EI lạnh được đặc trưng bởi một ion phân tử dồi dào trong khi mô hình phân mảnh thông thường được giữ lại, do đó làm cho phổ khối EI lạnh tương thích với các kỹ thuật nhận dạng tìm kiếm thư viện. Các ion phân tử tăng cường làm tăng xác suất nhận dạng của cả các hợp chất đã biết và chưa biết, khuếch đại hiệu ứng phổ khối đồng phân và cho phép sử dụng phân tích dư thừa đồng vị để làm sáng tỏ các công thức nguyên tố. [17]

Ion hóa hóa chỉnh sửa ]]

Trong quá trình ion hóa hóa học, một loại khí thuốc thử, điển hình là metan hoặc amoniac được đưa vào máy quang phổ khối. Tùy thuộc vào kỹ thuật (CI dương hoặc CI âm) được chọn, khí thuốc thử này sẽ tương tác với các electron và chất phân tích và gây ra sự ion hóa 'mềm' của phân tử quan tâm. Một ion hóa mềm hơn phân mảnh phân tử ở mức độ thấp hơn so với ion hóa cứng của EI. Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng ion hóa hóa học là một mảnh khối tương ứng chặt chẽ với trọng lượng phân tử của chất phân tích được quan tâm.

Trong quá trình ion hóa hóa học dương tính (PCI), khí thuốc thử tương tác với phân tử mục tiêu, thường xuyên nhất là với sự trao đổi proton. Điều này tạo ra các loài với số lượng tương đối cao.

Trong quá trình ion hóa hóa học âm tính (NCI), khí thuốc thử làm giảm tác động của các electron tự do lên chất phân tích mục tiêu. Năng lượng giảm này thường để lại mảnh vỡ trong nguồn cung lớn.

Phân tích [ chỉnh sửa ]

Máy quang phổ khối thường được sử dụng theo một trong hai cách: quét toàn bộ hoặc theo dõi ion chọn lọc (SIM). Công cụ GC-MS điển hình có khả năng thực hiện cả hai chức năng riêng lẻ hoặc đồng thời, tùy thuộc vào thiết lập của công cụ cụ thể.

Mục tiêu chính của phân tích dụng cụ là định lượng một lượng chất. Điều này được thực hiện bằng cách so sánh nồng độ tương đối giữa các khối lượng nguyên tử trong phổ được tạo ra. Hai loại phân tích là có thể, so sánh và bản gốc. Phân tích so sánh về cơ bản so sánh phổ đã cho với một thư viện phổ để xem các đặc tính của nó có hiện diện cho một số mẫu trong thư viện không. Điều này được thực hiện tốt nhất bởi một máy tính vì có vô số biến dạng thị giác có thể xảy ra do sự thay đổi về tỷ lệ. Máy tính cũng có thể đồng thời tương quan nhiều dữ liệu hơn (như thời gian lưu được xác định bởi GC), để liên quan chính xác hơn đến dữ liệu nhất định. Học sâu đã được chứng minh dẫn đến kết quả đầy hứa hẹn trong việc xác định VOC từ dữ liệu GC-MS thô [18]

Một phương pháp phân tích khác đo các đỉnh liên quan đến nhau. Trong phương pháp này, đỉnh cao nhất được gán 100% giá trị và các đỉnh khác được gán giá trị tương ứng. Tất cả các giá trị trên 3% được chỉ định. Tổng khối lượng của hợp chất chưa biết thường được biểu thị bằng đỉnh cha. Giá trị của cực đại cha mẹ này có thể được sử dụng để phù hợp với công thức hóa học có chứa các nguyên tố khác nhau được cho là có trong hợp chất. Mẫu đồng vị trong phổ, là duy nhất cho các nguyên tố có nhiều đồng vị tự nhiên, cũng có thể được sử dụng để xác định các yếu tố khác nhau có mặt. Khi một công thức hóa học đã được kết hợp với phổ, cấu trúc phân tử và liên kết có thể được xác định và phải phù hợp với các đặc tính được ghi lại bởi GC-MS. Thông thường, nhận dạng này được thực hiện tự động bởi các chương trình đi kèm với thiết bị, đưa ra một danh sách các yếu tố có thể có trong mẫu.

Một phân tích phổ đầy đủ của Wikipedia đã xem xét tất cả các đỉnh của đỉnh YouTube trong một phổ. Ngược lại, giám sát ion chọn lọc (SIM) chỉ giám sát các ion được chọn liên quan đến một chất cụ thể. Điều này được thực hiện dựa trên giả định rằng tại một thời gian lưu giữ nhất định, một tập hợp các ion là đặc trưng của một hợp chất nhất định. Đây là một phân tích nhanh và hiệu quả, đặc biệt nếu nhà phân tích có thông tin trước đó về một mẫu hoặc chỉ tìm kiếm một vài chất cụ thể. Khi lượng thông tin thu thập được về các ion trong một đỉnh sắc ký khí đã cho giảm, độ nhạy của phân tích sẽ tăng lên. Vì vậy, phân tích SIM cho phép phát hiện và đo lượng hợp chất nhỏ hơn, nhưng mức độ chắc chắn về danh tính của hợp chất đó bị giảm.

Quét toàn bộ MS [ chỉnh sửa ]

Khi thu thập dữ liệu ở chế độ quét toàn bộ, một phạm vi mục tiêu của các mảnh khối được xác định và đưa vào phương pháp của thiết bị. Một ví dụ về phạm vi phân mảnh lớn điển hình cần theo dõi sẽ là m / z 50 đến m / z 400. Việc xác định phạm vi sử dụng chủ yếu được quyết định bởi những gì người ta dự đoán trong mẫu trong khi nhận thức được dung môi và các can nhiễu khác có thể. Không nên đặt MS để tìm kiếm các mảnh vỡ quá thấp hoặc người khác có thể phát hiện ra không khí (được tìm thấy là m / z 28 do nitơ), carbon dioxide ( m / z 44 ) hoặc can thiệp có thể khác. Ngoài ra, nếu người ta sử dụng phạm vi quét lớn thì độ nhạy của thiết bị sẽ giảm do thực hiện quét ít hơn mỗi giây vì mỗi lần quét sẽ phải phát hiện một loạt các mảnh vỡ lớn.

Quét toàn bộ rất hữu ích trong việc xác định các hợp chất chưa biết trong một mẫu. Nó cung cấp nhiều thông tin hơn SIM khi xác nhận hoặc phân giải các hợp chất trong một mẫu. Trong quá trình phát triển phương pháp công cụ, trước tiên có thể phân tích các giải pháp kiểm tra ở chế độ quét toàn bộ để xác định thời gian lưu và dấu vân tay khối trước khi chuyển sang phương pháp công cụ SIM.

Giám sát ion chọn lọc [ chỉnh sửa ]

Trong giám sát ion chọn lọc (SIM) một số đoạn ion nhất định được đưa vào phương pháp thiết bị và chỉ những mảnh khối đó được phát hiện bằng máy quang phổ khối. Ưu điểm của SIM là giới hạn phát hiện thấp hơn do thiết bị chỉ nhìn vào một số lượng nhỏ các mảnh (ví dụ: ba mảnh) trong mỗi lần quét. Nhiều lần quét có thể diễn ra mỗi giây. Vì chỉ có một vài phần lợi ích lớn đang được theo dõi, các can nhiễu ma trận thường thấp hơn. Ngoài ra, để xác nhận khả năng của một kết quả khả quan, điều tương đối quan trọng là phải chắc chắn rằng tỷ lệ ion của các mảnh khối khác nhau có thể so sánh với một tiêu chuẩn tham chiếu đã biết.

Ứng dụng [ chỉnh sửa ]

Giám sát và làm sạch môi trường [ chỉnh sửa ]

GC-MS đang trở thành công cụ được lựa chọn để theo dõi hữu cơ chất ô nhiễm trong môi trường. Chi phí của thiết bị GC-MS đã giảm đáng kể và độ tin cậy đã tăng lên đồng thời, điều này đã góp phần vào việc tăng cường áp dụng nó trong các nghiên cứu môi trường.

Pháp y hình sự [ chỉnh sửa ]

GC-MS có thể phân tích các hạt từ cơ thể người để giúp liên kết tội phạm với tội phạm. Việc phân tích các mảnh vụn lửa bằng cách sử dụng GC-MS đã được thiết lập tốt, và thậm chí còn có một tiêu chuẩn của Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) đã được thiết lập để phân tích các mảnh vỡ lửa. GCMS / MS đặc biệt hữu ích ở đây vì các mẫu thường chứa ma trận và kết quả rất phức tạp, được sử dụng tại tòa án, cần phải có độ chính xác cao.

Thực thi pháp luật [ chỉnh sửa ]

GC-MS ngày càng được sử dụng để phát hiện các chất ma túy bất hợp pháp, và cuối cùng có thể thay thế cho những con chó đánh hơi ma túy. [1] Phương pháp MS để phát hiện sử dụng cần sa đã được phát triển gần đây bởi Viện Robert Koch ở Đức. Nó liên quan đến việc xác định một chất chuyển hóa axit của tetrahyhydrocannabinol (THC), thành phần hoạt chất trong cần sa, trong các mẫu nước tiểu bằng cách sử dụng dẫn xuất hóa trong chế phẩm mẫu. [19] GC-MS cũng thường được sử dụng trong độc học pháp y để tìm thuốc và / hoặc thuốc độc. mẫu vật sinh học của nghi phạm, nạn nhân hoặc người chết. Trong sàng lọc thuốc, các phương pháp GC-MS thường sử dụng chiết xuất chất lỏng lỏng như là một phần của việc chuẩn bị mẫu, trong đó các hợp chất mục tiêu được chiết xuất từ ​​huyết tương. [20]

Phân tích chống doping thể thao [ chỉnh sửa ]

GC-MS là công cụ chính được sử dụng trong các phòng thí nghiệm chống doping thể thao để kiểm tra mẫu nước tiểu của vận động viên đối với các loại thuốc tăng cường hiệu suất bị cấm, ví dụ như steroid đồng hóa. [21]

Bảo mật chỉnh sửa ]

Một phát triển sau ngày 11 tháng 9, các hệ thống phát hiện chất nổ đã trở thành một phần của tất cả các sân bay Mỹ. Các hệ thống này chạy trên một loạt các công nghệ, nhiều trong số chúng dựa trên GC-MS. Chỉ có ba nhà sản xuất được FAA chứng nhận để cung cấp các hệ thống này, [ cần trích dẫn ] một trong số đó là Phát hiện nhiệt (trước đây là Thermedics), sản xuất EGIS, một GC-MS dòng máy phát hiện chất nổ. Hai nhà sản xuất khác là Barringer Technologies, hiện thuộc sở hữu của Hệ thống phát hiện của Smith và Công cụ theo dõi ion, một phần của Hệ thống an ninh cơ sở hạ tầng điện nói chung. . Máy quang phổ khối, cũng như những máy có bẫy ion hình trụ (CIT-MS) và máy quang phổ khối bẫy hình xuyến (T-ITMS) đã được sửa đổi cho tính di động của trường và phát hiện gần thời gian thực các tác nhân chiến tranh hóa học (CWA) như sarin, soman và VX. [22] Các hệ thống GC-MS phức tạp và lớn này đã được sửa đổi và định cấu hình bằng máy sắc ký khí khối lượng nhiệt thấp (LTM) làm giảm thời gian phân tích xuống dưới mười phần trăm thời gian cần thiết trong các hệ thống phòng thí nghiệm truyền thống. [23] Ngoài ra, các hệ thống này nhỏ hơn và cơ động hơn, bao gồm cả các thiết bị được gắn trong các phòng thí nghiệm phân tích di động (MAL), chẳng hạn như các hệ thống được sử dụng bởi Phản ứng sinh học và hóa học của Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ onse Force MAL và các phòng thí nghiệm tương tự khác, và các hệ thống được mang theo bằng tay bởi các nhóm hoặc cá nhân hai người, rất giống với các máy dò khối nhỏ hơn. [24] Tùy thuộc vào hệ thống, các chất phân tích có thể được đưa vào thông qua việc bơm chất lỏng, được giải thích từ ống hấp thụ thông qua một quá trình giải hấp nhiệt, hoặc với chiết xuất vi pha rắn (SPME).

Kỹ thuật hóa học [ chỉnh sửa ]

GC-MS được sử dụng để phân tích các hỗn hợp hợp chất hữu cơ chưa biết. Một ứng dụng quan trọng của công nghệ này là sử dụng GC-MS để xác định thành phần của dầu sinh học được chế biến từ sinh khối thô. [25]

Phân tích thực phẩm, đồ uống và nước hoa [ chỉnh sửa ]

Thực phẩm và đồ uống có chứa nhiều hợp chất thơm, một số tự nhiên có trong nguyên liệu thô và một số hình thành trong quá trình chế biến. GC-MS được sử dụng rộng rãi để phân tích các hợp chất này bao gồm este, axit béo, rượu, aldehyd, terpen, v.v … Nó cũng được sử dụng để phát hiện và đo lường các chất gây ô nhiễm từ hư hỏng hoặc pha trộn có thể gây hại và thường được kiểm soát bởi chính phủ các cơ quan, ví dụ thuốc trừ sâu.

Hóa học hóa học [ chỉnh sửa ]

Một số GC-MS đã rời khỏi trái đất. Hai chiếc đã được đưa lên sao Hỏa bởi chương trình Viking. [26] Venera 11 và 12 và Pioneer Venus đã phân tích bầu khí quyển của sao Kim với GC-MS. [27] Tàu thăm dò Huygens của sứ mệnh Cassini Thẻ Huygens đã hạ cánh một tàu GC-MS trên sao Thổ lớn nhất moon, Titan. [28] Vật liệu trong sao chổi 67P / ChuryumovTHER Gerasimenko sẽ được phân tích bởi nhiệm vụ Rosetta với một chuler GC-MS vào năm 2014. [29]

Y học [ chỉnh sửa ] 19659020] Hàng chục bệnh chuyển hóa bẩm sinh còn được gọi là lỗi chuyển hóa bẩm sinh (IEM) hiện có thể phát hiện được bằng các xét nghiệm sàng lọc sơ sinh, đặc biệt là xét nghiệm sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ. GC-MS có thể xác định các hợp chất trong nước tiểu ngay cả ở nồng độ nhỏ. Các hợp chất này thường không có mặt nhưng xuất hiện ở những cá nhân bị rối loạn chuyển hóa. Điều này đang ngày càng trở thành một cách phổ biến để chẩn đoán IEM để chẩn đoán sớm hơn và tổ chức điều trị cuối cùng dẫn đến một kết quả tốt hơn. Hiện tại có thể kiểm tra một trẻ sơ sinh về hơn 100 rối loạn chuyển hóa di truyền bằng xét nghiệm nước tiểu khi sinh dựa trên GC-MS.

Kết hợp với ghi nhãn đồng vị của các hợp chất trao đổi chất, GC-MS được sử dụng để xác định hoạt động trao đổi chất. Hầu hết các ứng dụng dựa trên việc sử dụng 13 C làm nhãn và đo lường 13 C- 12 Tỷ lệ C với máy quang phổ khối tỷ lệ đồng vị (IRMS) ; một MS với máy dò được thiết kế để đo một vài ion chọn và trả về giá trị dưới dạng tỷ lệ.

Xem thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ^ O. David Sparkman; Lầu năm góc Zelda; Fulton G. Kitson (17 tháng 5 năm 2011). Sắc ký khí và phép đo khối phổ: Hướng dẫn thực hành . Báo chí học thuật. Sê-ri 980-0-08-092015-3.
  2. ^ Gohlke, R. S. (1959). "Phương pháp sắc ký khối phổ thời gian bay và sắc ký phân vùng khí-lỏng". Hóa học phân tích . 31 (4): 535 Phản541. doi: 10.1021 / ac50164a024. ISSN 0003-2700.
  3. ^ Gohlke, Roland S.; McLafferty, Fred W. (1993). "Sắc ký khí sớm / khối phổ". Tạp chí của Hiệp hội Quang phổ học Hoa Kỳ . 4 (5): 367 Tiết371. doi: 10.1016 / 1044-0305 (93) 85001-E. ISSN 1044-0305.
  4. ^ Hites, Ronald A. (2016). "Phát triển phương pháp sắc ký khối sắc ký khí". Hóa học phân tích . 88 (14): 6955 Tiết6961. doi: 10.1021 / acs.analchem.6b01628. ISSN 0003-2700.
  5. ^ a b c Brock, David C. (2011) . "Thước đo thành công". Tạp chí Di sản hóa học . 29 (1) . Truy cập 22 tháng 3 2018 .
  6. ^ Webb-Halpern, Leah (2008). "Phát hiện thành công". Tạp chí Di sản hóa học . 26 (2): 31.
  7. ^ "Lịch sử của Thermo instrument Systems Inc.". Danh mục quốc tế về lịch sử công ty (Tập 11 ed.). Thánh James. 1995. Trang 513 Từ514 . Truy xuất 23 tháng 1 2015 .
  8. ^ "Tối ưu hóa phân tích các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi – Hướng dẫn kỹ thuật" Restek Corporation, Lit. Con mèo. 59887A
  9. ^ Wang, T.; Lenahan, R. (1984). "Xác định halocacbon dễ bay hơi trong nước bằng phương pháp sắc ký khí vòng kín". Bản tin về ô nhiễm và độc tính môi trường . 32 (1): 429 Ảo438. doi: 10.1007 / BF01607519. ISSN 0007-4861.
  10. ^ McLafferty, F. W.; Hertel, R. H.; Villwock, R. D. (1974). "Xác suất phù hợp dựa trên phổ khối. Xác định nhanh các hợp chất cụ thể trong hỗn hợp". Phổ khối hữu cơ . 9 (7): 690 Ảo702. doi: 10.1002 / oms.1210090710.
  11. ^ Stein, SE; Scott DR (1994). "Tối ưu hóa và thử nghiệm các thuật toán tìm kiếm thư viện quang phổ để xác định hợp chất". Quang phổ khối J Am Soc . 5 (9): 859 Ảo866. doi: 10.1016 / 1044-0305 (94) 87009-8. PMID 24222034.
  12. ^ Dữ liệu tham khảo tiêu chuẩn. nist.gov
  13. ^ Cơ sở dữ liệu khoa học, kỹ thuật và y tế của Wiley: Trang chủ. wiley.com
  14. ^ Ủy ban cơ sở dữ liệu khối phổ. ualberta.ca
  15. ^ a b Amirav A, Gordin A, Poliak M, Fialkov AB (2008). "Phương pháp sắc ký khí khối phổ với chùm phân tử siêu âm". Phổ khối J . 43 (2): 141 Tái63. Mã số: 2008JMSp … 43..141A. doi: 10.1002 / jms.1380. PMID 18225851.
  16. ^ a b SMB-MS (Siêu âm GC-MS). tau.ac.il
  17. ^ Alon, T.; Amirav, A. (2006). "Phương pháp và phần mềm phân tích dư thừa đồng vị để nhận dạng mẫu được cải tiến với GC-MS siêu âm". Truyền thông nhanh trong phép đo phổ khối . 20 (17): 2579 Điêu2588. doi: 10.1002 / rcm.2637. PMID 16897787.
  18. ^ Skarysz, Angelika (tháng 7 năm 2018). "Các mạng nơ ron kết hợp để phân tích tự động nhắm mục tiêu dữ liệu sắc ký khí khối sắc ký thô". Hội nghị chung quốc tế về mạng lưới thần kinh (2018) Rio de Janeiro, Brazil .
  19. ^ Hübschmann, Hans-Joachim (22 tháng 4 năm 2015). Sổ tay của GC-MS: Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng (3 ed.). John Wiley & Sons, Hợp nhất. tr. 735. SĐT 9803527674336 . Truy cập 22 tháng 1 2018 .
  20. ^ Hübschmann, Hans-Joachim (22 tháng 4 năm 2015). Sổ tay của GC-MS: Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng (3 ed.). John Wiley & Sons, Hợp nhất. tr. 731. SĐT 9803527674336 . Truy cập 22 tháng 1 2018 .
  21. ^ Tsivou, M.; Kioukia-Fougia, N.; Lyris, E.; Aggelis, Y.; Fragkaki, A.; Kiousi, X.; Simitsek, P.; Dimopoulou, H.; Leontiou, I. -P.; Stamou, M.; Spyridaki, M. -H.; Georgakopoulos, C. (2006). "Tổng quan về phân tích kiểm soát doping trong Thế vận hội Olympic 2004 ở Athens, Hy Lạp". Phân tích Chimica Acta . 555 : 1 Ảo13. doi: 10.1016 / j.aca.2005.08.068.
  22. ^ Smith, P. A.; Lepage, C. J.; Lukacs, M.; Martin, N.; Shufutinsky, A.; Man rợ, P. B. (2010). "Phương pháp sắc ký khí di động với phát hiện khối phổ tứ cực và bẫy ion hình trụ: Dữ liệu chỉ số lưu giữ sắc ký và tương tác ion / phân tử để nhận dạng tác nhân chiến tranh hóa học". Tạp chí quốc tế về khối phổ . 295 (3): 113 Tái118. Mã số: 2010IJMSp.295..113S. doi: 10.1016 / j.ijms.2010.03.001.
  23. ^ Sloan, K. M.; Mustacich, R. V.; Eckenrode, B. A. (2001). "Phát triển và đánh giá sắc ký khí khối lượng nhiệt thấp để phân tích pháp y nhanh chóng GC-MS". Hóa học & Công nghệ phân tích thực địa . 5 (6): 288 Kho495. doi: 10.1002 / fact.10011.
  24. ^ Patterson, G. E.; Guymon, A. J.; Hiệu trưởng, L. S.; Luôn luôn, M.; Griep-Raming, J.; Smilelin, B. C.; Âu Dương, Z.; Đầu bếp, R. G. (2002). "Máy quang phổ khối bẫy ion thu nhỏ". Hóa học phân tích . 74 (24): 6145 Tắt6153. doi: 10.1021 / ac020494đ. PMID 12510732.
  25. ^ Tekin, Kubilay; Karagöz, Selhan; Bektaş, Sema (2014-12-01). "Đánh giá về xử lý sinh khối thủy nhiệt". Đánh giá năng lượng tái tạo và bền vững . 40 : 673 Ảo687. doi: 10.1016 / j.rser.2014.07.216.
  26. ^ TÌM KIẾM CUỘC SỐNG TRÊN MARS: Sự phát triển của Viking GCMS. NASA
  27. ^ Krasnopolsky, V. A.; Parshev, V. A. (1981). "Thành phần hóa học của bầu khí quyển sao Kim". Thiên nhiên . 292 (5824): 610 Chiếc613. Mã số: 1981Natur.292..610K. doi: 10.1038 / 292610a0.
  28. ^ Niemann, H. B.; Atreya, S. K.; Bauer, S. J.; Carignan, G. R.; Demick, J. E.; Sương giá, R. L.; Gautier, Đ.; Haberman, J. A.; Harpold, D. N.; Hunten, D. M.; Israel, G.; Âm lịch, J. I.; Kasprzak, W. T.; Owen, T. C.; Paulkovich, M.; Raulin, F.; Raaen, E.; Cách, S. H. (2005). "The abundances of constituents of Titan's atmosphere from the GCMS instrument on the Huygens probe" (PDF). Nature. 438 (7069): 779–784. Bibcode:2005Natur.438..779N. doi:10.1038/nature04122. PMID 16319830.
  29. ^ Goesmann, F.; Rosenbauer, H.; Roll, R.; Böhnhardt, H. (2005). "COSAC Onboard Rosetta: A Bioastronomy Experiment for the Short-Period Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko". Astrobiology. 5 (5): 622–631. Bibcode:2005AsBio…5..622G. doi:10.1089/ast.2005.5.622. PMID 16225435.

Bibliography[edit]

  • Robert P., Adams (2007). Identification of Essential Oil Components By Gas Chromatography/Mass Spectrometry. Allured Pub Corp. ISBN 1-932633-21-9.
  • Adlard, E. R.; Handley, Alan J. (2001). Gas chromatographic techniques and applications. London: Sheffield Academic. ISBN 0-8493-0521-7.
  • Eugene F. Barry; Grob, Robert Lee (2004). Modern practice of gas chromatography. New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-22983-0.
  • Eiceman, G.A. (2000). Gas Chromatography. In R.A. Meyers (Ed.), Encyclopedia of Analytical Chemistry: Applications, Theory, and Instrumentationpp. 10627. Chichester: Wiley. ISBN 0-471-97670-9
  • Giannelli, Paul C. and Imwinkelried, Edward J. (1999). Drug Identification: Gas Chromatography. In Scientific Evidence 2pp. 362. Charlottesville: Lexis Law Publishing. ISBN 0-327-04985-5.
  • McEwen, Charles N.; Kitson, Fulton G.; Larsen, Barbara Seliger (1996). Gas chromatography and mass spectrometry: a practical guide. Boston: Academic Press. ISBN 0-12-483385-3.
  • McMaster, Christopher; McMaster, Marvin C. (1998). GC/MS: a practical user's guide. New York: Wiley. ISBN 0-471-24826-6.
  • Message, Gordon M. (1984). Practical aspects of gas chromatography/mass spectrometry. New York: Wiley. ISBN 0-471-06277-4.
  • Niessen, W. M. A. (2001). Current practice of gas chromatography–mass spectrometry. New York, N.Y: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0473-8.
  • Weber, Armin; Maurer, Hans W.; Pfleger, Karl (2007). Mass Spectral and GC Data of Drugs, Poisons, Pesticides, Pollutants and Their Metabolites. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 3-527-31538-1.

External links[edit]