Espectrómetro de masas de segunda manoEs un instrumento científico de precisión utilizado para analizar la composición y estructura de las sustancias y desempeña un papel clave en muchos campos, como la química, la física, la biología y las ciencias ambientales. Su principio de funcionamiento se basa en la medición precisa del comportamiento de movimiento de partículas cargadas en un campo electromagnético. Las muestras se ionizan primero y se convierten en iones cargados. Estos iones se aceleran en el campo eléctrico y luego entran en el campo magnético. Bajo la acción de un campo magnético, los iones se desviarán, y los iones con diferentes proporciones de masa y carga (la relación entre la masa de los iones y el número de cargas eléctricas) se desviarán en diferentes grados, formando así una distribución específica de la señal en el detector, es decir, el espectrómetro de masas. Al analizar la ubicación, intensidad y otra información de los picos en el espectrómetro de masas, se puede determinar el peso molecular, la estructura y el contenido relativo de los diferentes componentes de la muestra.
Lo siguiente esEspectrómetro de masas de segunda manoDescripción detallada de los pasos operativos generales:
I. preparación de muestras (premisas clave que afectan los resultados del análisis)
De acuerdo con el Estado de la muestra (sólido, líquido, gas) y la naturaleza (volatilidad, estabilidad térmica, polar, etc.), se selecciona el tratamiento adecuado para garantizar que la muestra pueda ser ionizada efectivamente y reducir la interferencia:
Preprocesamiento de muestras:
Muestras líquidas: si la pureza es baja, es necesario eliminar las impurezas mediante filtración, extracción (como extracción líquido - líquido, extracción en fase sólida spe), concentración (como evaporación rotativa), etc.; Si la concentración es demasiado alta, es necesario diluirla con un disolvente (como metanol y nitrilo) dentro del rango de detección del instrumento.
Muestra sólida: para los sólidos termoestables, se puede triturar en polvo y disolverse; Si se trata de sólidos no solubles (como polímeros), puede ser necesario derivatizar (convertir sustancias difíciles de ionizar en derivados fáciles de ionizar) o utilizar la técnica de inyección directa de sólidos.
Muestras de gas: generalmente se inyectan directamente a través de una válvula de muestreo de gas o se enriquecen con un dispositivo de adsorción y desorción (como la detección de trazas de compuestos orgánicos volátiles).
La disolución de la muestra coincide con la matriz:
Elija disolventes compatibles con fuentes de iones (como los disolventes polares comúnmente utilizados en fuentes esi y los disolventes no polares comúnmente utilizados en fuentes ei) para evitar que los disolventes reaccionen con muestras o produzcan iones perturbadores.
Para las muestras biológicas (como la sangre y la orina), es necesario eliminar las interferencias macromoleculares como las proteínas (como el método de precipitación y la filtración centrífuga).
2. arranque del instrumento y puesta en marcha de parámetros
Encendido y precalentamiento:
Arranque en el orden de las instrucciones del instrumento (por lo general, primero abra la bomba de vacío, la fuente de alimentación, luego el software del motor principal y la estación de trabajo), asegúrese de que el sistema de vacío alcance el vacío de trabajo (por ejemplo, el sistema de alto vacío necesita 10⁻ pa varias veces), la fuente de iones, el analizador de masa y otros componentes son estables (el tiempo de calentamiento suele ser de 30 minutos a 2 horas).
Configuración de parámetros:
Parámetros de la fuente de iones: seleccione el método de ionización (como ei, esi, maldi, etc.) de acuerdo con el tipo de muestra, establezca la temperatura de la fuente de iones, el voltaje de ionización, la velocidad del flujo de aire (como el gas de vaina de esi, el gas auxiliar), etc. Por ejemplo:
Fuente ei: establecer la energía electrónica (generalmente 70 ev), la temperatura de la fuente de iones (150 - 300 ℃);
Fuente esi: se establece el voltaje de pulverización (3 - 5 kv), la temperatura del Capitolio (200 - 350 ℃), la presión del gas de atomización.
Parámetros del analizador de calidad: establezca el rango de escaneo (rango M / z, como 50 - 1000), la velocidad de escaneo, la resolución (según la demanda, como la caracterización requiere alta resolución, la cuantificación requiere escaneo rápido).
Parámetros del equipo combinado (como GC - MS / LC - ms): si se combina con la espectrometría de masas, es necesario establecer simultáneamente las condiciones de la espectrometría de masas (como la temperatura de la columna, el caudal y la proporción de fase móvil) para garantizar que la separación de la espectrometría de masas coincida con la detección de la espectrometría de masas.
3. análisis de muestras (enlace operativo central)
Inyección de muestra:
Elija de acuerdo con el método de inyección:
Inyección directa de muestra: las muestras sólidas o líquidas se envían directamente a la fuente de iones a través de la barra de inyección (adecuada para muestras puras o sistemas simples);
Inyección de cromatografía: las muestras se separan primero por cromatografía de gases (gc) o Cromatografía líquida (lc) y luego entran en la espectrometría de masas a través de la interfaz (adecuada para mezclas complejas, como alimentos, muestras ambientales);
Inyección automática de muestra: las muestras por lotes se pueden introducir sucesivamente a través de un muestreador automático, lo que mejora la eficiencia y reduce el error humano.
Adquisición de datos:
Iniciar la función de "recolección" del software de la estación de trabajo, el instrumento escanea automáticamente los iones de la muestra en relación calidad - carga y genera un espectrómetro de masas en tiempo real (el eje transversal es M / Z y el eje longitudinal es la intensidad de los iones).
Para el análisis cuantitativo, primero es necesario recoger la señal de espectrometría de masas del estándar, establecer la curva estándar (relación entre la intensidad de los iones y la concentración), y luego analizar muestras desconocidas.
Control de calidad:
Antes del análisis de cada lote de muestras, la calibración del instrumento se realiza con materiales de referencia (como perfluorotriamina pftba para la calibración M / z) para garantizar la precisión de la relación calidad - carga;
Insertar muestras en blanco (como disolventes) para eliminar la interferencia de fondo; Repetibilidad de la verificación de la inyección de muestra repetida (la desviación estándar relativa RSD generalmente requiere menos del 5%).
IV. procesamiento y apagado de datos
Procesamiento de datos:
Los datos de espectrometría de masas originales se analizan con el software de la estación de trabajo:
Análisis cualitativo: determinar el tipo de compuesto comparando las bibliotecas espectrales estándar (como las bibliotecas nist) con picos iónicos característicos (como los picos de iones moleculares y los picos de iones fragmentados); La espectrometría de masas de alta resolución puede dar directamente un peso molecular preciso y ayudar a la identificación estructural.
Análisis cuantitativo: seleccionar los iones característicos del compuesto objetivo (como el par de iones madre - hijo, adecuado para la espectrometría de masas tripolar) y calcular la concentración de la muestra de acuerdo con la curva estándar.
Derivar los resultados del análisis (como espectrometría de masas, informe de concentración) y verificar los resultados (como descartar falsos positivos y confirmar la pureza del pico).
Apagado del instrumento:
Primero detenga la adquisición de datos, apague los parámetros de la fuente de iones (como apagar el voltaje y calentar), luego apague el equipo conjunto y la fuente de alimentación del motor principal en orden, y finalmente apague la bomba de vacío (algunos instrumentos deben esperar a que el vacío se reduzca antes de apagar la bomba).
Registre el Estado de uso del instrumento (como vacío, avería) y limpie el sistema de inyección de muestra (como lavar la columna cromatográfica, la aguja de inyección de muestra).