Espectrómetro de massa de segunda mãoÉ um instrumento científico de precisão para analisar a composição e estrutura de matérias, desempenhando um papel fundamental em muitas áreas como química, física, biologia e ciências ambientais. Seu princípio de funcionamento é baseado na medição precisa do comportamento das partículas carregadas no campo eletromagnético. A amostra é inicialmente ionizada e transformada em íons carregados. Esses íons são acelerados no campo elétrico e, em seguida, entram no campo magnético. Sob o efeito do campo magnético, os íons são desviados em diferentes proporções de carga (a relação entre a massa dos íons e o número de cargas) em diferentes graus, formando assim uma distribuição específica do sinal no detector, ou seja, um espectrograma de massa. Ao analisar a posição, a intensidade e outras informações dos picos no espectrograma de massa, é possível determinar o peso molecular, a estrutura e o conteúdo relativo dos diferentes componentes da amostra.

Aqui está:Espectrómetro de massa de segunda mãoDescrição detalhada das etapas operacionais gerais:

Preparação das amostras (premissa crítica que afeta os resultados da análise)

De acordo com o estado da amostra (sólido, líquido, gás) e suas propriedades (volátilidade, estabilidade térmica, polaridade, etc.), escolha o tratamento adequado para garantir que a amostra seja ionizada de forma eficaz e reduza as interferências:

Tratamento pré-amostra:

Amostras líquidas: se a pureza for baixa, as impurezas devem ser removidas por filtração, extração (por exemplo, extração líquida, extração de fase sólida SPE), concentração (por exemplo, evaporação rotativa), etc. Se as concentrações forem elevadas demais, diluir com solventes (por exemplo, metanol, acetonitril) até a área de detecção do instrumento.

Amostras sólidas: para sólidos térmicamente estáveis, podem ser moídos em pó e dissolvidos; Se for um sólido insolúvel (como um polímero), pode ser necessária a derivação (a conversão de matérias difíceis de ionizar em derivados fáceis de ionizar) ou a utilização de técnicas de amostragem direta de sólidos.

Amostras de gás: geralmente são submetidas diretamente a uma válvula de amostragem de gás ou enriquecidas por um dispositivo de adsorção-desabsorção (por exemplo, para detectar traços de substâncias orgânicas voláteis).

Solução da amostra e correspondência da matriz:

Escolha um solvente compatível com a fonte de ionização (por exemplo, um solvente polar comumente usado por fontes ESI e um solvente não polar comumente usado por fontes EI) para evitar a reação do solvente com a amostra ou a produção de íons interferentes.

Para amostras biológicas (por exemplo, sangue, urina), é necessário remover interferências macromoleculares como proteínas (por exemplo, precipitação, filtração centrífuga).

Iniciação do instrumento e depuração dos parâmetros

Preaquecimento:

De acordo com as instruções do instrumento (geralmente primeiro a bomba de vácuo, a fonte de energia, e depois o software da estação de trabalho), certifique-se de que o sistema de vácuo alcance o nível de vácuo de trabalho (por exemplo, o sistema de alto vácuo precisa de 10-6Pa), a fonte de íons, o analisador de massa e outros componentes estáveis (o tempo de pré-aquecimento geralmente é de 30 minutos a 2 horas).

Configuração de parâmetros:

Parâmetros da fonte de ionização: de acordo com o tipo de amostra, escolha o método de ionização (por exemplo, EI, ESI, MALDI, etc.), defina a temperatura da fonte de íons, a tensão de ionização, a velocidade do fluxo de ar (por exemplo, o gás de caixa do ESI, o gás auxiliar), etc. Por exemplo:

Fonte EI: configurar a energia eletrônica (normalmente 70 eV), temperatura da fonte iônica (150-300 ° C);

Fonte ESI: Configuração da tensão de pulverização (3-5 kV), temperatura capilar (200-350 ℃), pressão do gás de nebulização.

Parâmetros do analisador de qualidade: definir a faixa de digitalização (faixa m / z, por exemplo, 50-1000), velocidade de digitalização, resolução (escolha de acordo com as necessidades, se a qualidade requer alta resolução, a quantidade requer digitalização rápida).

Parâmetros de equipamento combinado (por exemplo, GC-MS/LC-MS): se combinado com a cromatografia, as condições cromatográficas (por exemplo, temperatura da coluna, velocidade de fluxo, proporção de fluxo) devem ser sincronizadas para garantir que a separação cromatográfica coincida com a espectroscopia de massa.

Análise de amostras (operação principal)

Modelagem:

Escolha de acordo com o modo de amostragem:

Amostragem direta: amostras sólidas ou líquidas são enviadas diretamente para a fonte de íons através da barra de amostragem (para amostras puras ou sistemas simples);

Amostragem cromatográfica: a amostra é separada pela cromatografia de fase a gás (GC) ou por cromatografia de fase líquida (LC) antes de entrar no espectro de massa através de uma interface (para misturas complexas, como amostras de alimentos ou ambientais);

Amostragem automática: amostras em lote podem ser amostradas sequencialmente por meio de amostradores automáticos, aumentando a eficiência e reduzindo os erros humanos.

Coleta de dados:

Iniciando a função "captura" do software da estação de trabalho, o instrumento varredura automaticamente a relação de carga de íons da amostra para gerar um espectrograma de massa em tempo real (eixo horizontal em m/z e eixo vertical em intensidade de íons).

Para a análise quantitativa, primeiro é necessário coletar o sinal espectral de massa do produto padrão, estabelecer a curva padrão (a relação entre a intensidade iônica e a concentração) e analisar a amostra desconhecida.

Controle de qualidade:

Calibração instrumental com uma substância padrão (por exemplo, PFTBA para calibração m/z) antes da análise de cada lote de amostras para garantir a precisão da relação de carga;

Inserir amostras em branco (por exemplo, solventes) para excluir interferências de fundo; A amostragem repetida verifica a repetibilidade (desvio padrão relativo RSD é geralmente necessário < 5%).

Processamento de dados e desligamento

Tratamento de dados:

Analise dados de espectro de massa brutos com software de estação de trabalho:

Análise qualitativa: determinar o tipo de composto através da caracterização de picos de íons (por exemplo, picos de íons moleculares, picos de íons de fragmentos) em comparação com a biblioteca padrão (por exemplo, a biblioteca NIST); Espectroscopia de massa de alta resolução fornece peso molecular preciso diretamente para a identificação estrutural auxiliar.

Análise quantitativa: selecionar íons característicos do composto alvo (por exemplo, par de íons mãe-íon, aplicável ao espectro de massa triplo-tetrapolo) e calcular a concentração da amostra de acordo com a curva padrão.

Exporte os resultados da análise (por exemplo, espectrograma de massa, relatório de concentração) e verifique os resultados (por exemplo, excluir falsos positivos, confirmar a pureza do pico).

Desligue o instrumento:

Primeiro, pare a coleta de dados, desligue os parâmetros da fonte iônica (como desligar a tensão, aquecimento), desligue o dispositivo conectado, a fonte de energia do host e, finalmente, desligue a bomba de vácuo (alguns instrumentos precisam esperar que o vácuo diminua depois de desligar a bomba).

Registre o estado de uso do instrumento (por exemplo, nível de vácuo, falhas) e limpe o sistema de amostragem (por exemplo, colunas de lavagem cromatográfica, agulhas de amostragem).