NEW
Font size
Worksheetshpt 2 chuong 7
Total questions: 70
Worksheet time: 35mins
Mass spectrometry (khối phổ) đo đại lượng nào của ion?
Bước sóng ánh sáng
Tỉ lệ khối lượng trên điện tích (m/z)
Độ dẫn điện
Độ hấp thụ UV
Trong khối phổ, peak base (đỉnh cơ sở) thường là:
Đỉnh có m/z nhỏ nhất
Đỉnh có cường độ tối đa (100%)
Đỉnh có m/z lớn nhất
Đỉnh có chiều rộng lớn nhất
Ion gốc (molecular ion, M⁺·) là gì?
Ion tạo ra khi phân tử mất một electron nhưng không phân mảnh
Ion tạo ra khi phân tử mất proton
Ion tạo ra từ dung môi
Ion bị khử hoàn toàn
Một phương pháp ion hoá mềm (soft ionization) để giữ ion phân tử nguyên vẹn là:
Electron ionization (EI)
Chemical ionization (CI) hoặc Electrospray ionization (ESI)
Đốt cháy mẫu
Độ quang phổ UV
Trong EI (electron ionization), nguồn ion thường là:
Photon UV
Chùm điện tử (e⁻)
Đèn halogen
Dòng ion dương
Khái niệm “fragment ion” (ion mảnh) nghĩa là:
Ion do dung môi tạo ra
Ion thu được từ sự vỡ (phân mảnh) của ion phân tử
Ion có cùng m/z với ion phân tử
Ion âm duy nhất
Trong phổ khối, biểu hiện của đồng vị (isotopic pattern) thường dùng để nhận biết:
Kiểu phân tử hữu cơ hay vô cơ
Sự hiện diện của nguyên tố như Cl hoặc Br (vì có tỉ lệ đồng vị đặc trưng)
Màu sắc của mẫu
Nồng độ tuyệt đối
Đơn vị của m/z trong phổ khối thường được viết là:
Dalton (Da) hoặc atomic mass unit (u) trên điện tích đơn vị → m/z (đơn vị tương đối)
Newton
Mol/L
Candela
Trong khối phổ có detector phổ biến để đo ion là:
Photomultiplier tube (PMT)
Electron multiplier (và đôi khi TOF detector)
Kỹ thuật khối phổ nào rất phù hợp cho phân tích các phân tử lớn như protein/peptide?
EI
MALDI và ESI
UV–Vis
Polarimetry
Trong khối phổ, “base peak at m/z 91” thường gợi ý về cấu trúc:
Nhóm nitro
Ion benzyl (tropylium) — liên quan đến vòng benzen/mạch bên benzyl
Halogen
Kết nối mạch dài
Để có phổ massa chính xác (high-resolution mass spectrometry, HRMS) cần:
Dải quang phổ hẹp
Máy có độ phân giải cao (ví dụ FT-ICR, Orbitrap) giúp xác định chính xác m/z tới vài chữ số thập phân
Dung môi tinh khiết
Detector PMT
Trong LC–MS, LC (liquid chromatography) có vai trò:
Ion hóa mẫu
Tách mẫu theo thời gian trước khi đưa vào khối phổ để phân tích hỗn hợp
Tăng điện tích cho ion
Khen mảnh ion
Quá trình “soft landing” trong MS nghĩa là:
Ion rơi mạnh xuống detector
Ghi nhận ion mà không phá hủy chúng khi va chạm (ít phân mảnh)
Ion được làm nóng
Ion bị khử hoàn toàn
Khi một phân tử mất một proton trong ion hóa (deprotonation), ta thấy ion loại nào trong MS?
[M+H]+
[M–H]–
M+
[M+Na]+
Một cách để tăng độ nhạy cho ion phân tích trong MS là:
Giảm độ chân không trong buồng phân tích (vakuum cao)
Tăng nhiệt độ cuvet UV
Thêm nhiều tạp chất
Dùng ánh sáng mạnh hơn
Trong chế độ dương (positive mode) của ESI, phổ thường hiển thị ion:
[M–H]–
[M+H]+ hoặc [M+Na]+
M phân tử còn nguyên không mang điện tích
Chỉ ion âm
Một dấu hiệu nhận biết rằng phổ khối bị nhiễu do dung môi là:
A. Base peak rõ ràng của phân tử mục tiêu
B. Sự xuất hiện nhiều peak nhỏ lặp lại tương ứng với dung môi hoặc chất nền
C. M/z quá cao
D. Không có đỉnh nào
Trong MS, “resolution” (độ phân giải) mô tả:
A. Khả năng phát hiện ion yếu
B. Khả năng phân biệt hai ion có m/z gần nhau
C. Dung lượng cột LC
D. Thời gian đo
Mục đích chính của việc dùng chất chuẩn (standard) trong MS là:
Thay đổi m/z của ion
Hiệu chuẩn thời gian giữ (retention time) và/hoặc đáp ứng để định lượng chính xác
Tăng độ chân không
Nguyên lý cơ bản của phân tích khối phổ là:
Đo sự hấp thụ năng lượng của phân tử
Đo khối lượng của ion trong từ trường
Đo tỷ lệ khối lượng trên điện tích của ion
Đo sự phát huỳnh quang của chất phân tích
Thành phần nào sau đây không phải là bộ phận chính của một máy khối phổ?
Buồng ion hóa
Detector
Bộ phân tích khối
Buồng phản ứng hóa học
Trong máy khối phổ, mục đích của quá trình ion hóa là:
Làm lạnh mẫu
Chuyển phân tử thành ion mang điện
Làm mẫu bay hơi nhanh
Phân tách mẫu theo kích thước
Đơn vị thường dùng để biểu thị tỷ số m/z trong phổ khối là:
Dalton
eV
nm
không có đơn vị
Kỹ thuật ion hóa mềm (soft ionization) có ưu điểm gì?
Ít gây phá vỡ cấu trúc phân tử
Thích hợp với hợp chất phân cực cao
Cho phổ khối có nhiều ion phân mảnh
Chỉ sử dụng được với các kim loại
Thiết bị nào thường được dùng để tách ion theo tỷ lệ m/z trong khối phổ?
Cột sắc ký khí
Buồng cộng hưởng từ
Tứ cực (quadrupole)
Ống tia catot
Detector trong máy khối phổ có chức năng gì:
Tăng điện tích cho ion
Đếm số lượng ion theo m/z
Phá vỡ các ion thành mảnh nhỏ hơn
Biến đổi ion thành proton
Trong phổ khối, ion có cường độ lớn nhất được gọi là:
Ion cơ bản (base peak)
Ion phân tử (molecular ion)
Ion mẹ (parent ion)
Ion đặc trưng (characteristic ion)
Phổ khối của một hợp chất hữu cơ thường có một đỉnh tại giá trị m/z cao nhất được gọi là gì:
Ion giả
Ion phân tử (M+)
Ion proton hóa
Ion âm
Ứng dụng phổ biến nhất của khối phổ là:
Đo độ dẫn điện
Xác định cấu trúc nguyên tử
Xác định khối lượng phân tử và cấu trúc chất
Xác định độ hòa tan
Phổ khối thu được bằng EI (electron ionization, 70 eV) thường có đặc điểm nào sau đây?
A. Thường không thấy ion phân tử M⁺· vì ion hóa quá nhẹ
B. Thường thấy ion phân tử mạnh và ít phân mảnh
C. Thường có nhiều peak phân mảnh rõ do ion hóa mạnh
D. Chỉ quan sát được ion âm
Trong ESI–MS (electrospray ionization), đa tích (multiple charging) có ý nghĩa quan trọng vì:
Làm cho phân tử nhỏ hơn
Cho phép phân tích các phân tử lớn trong dải m/z thấp hơn máy có giới hạn m/z
Loại bỏ nhu cầu tách bằng LC
Giảm tín hiệu nền
Độ phân giải (resolution) trong MS được định nghĩa là khả năng:
Phân biệt hai đỉnh có m/z gần nhau
Tăng cường độ tín hiệu
Giảm thời gian phân tích
Tăng áp suất buồng phân tích
Một mẫu có đồng vị Clo (Cl) sẽ có pattern đồng vị đặc trưng là:
Hai đỉnh cách nhau 2 Da với cường độ xấp xỉ 3:1
Hai đỉnh cách nhau 1 Da với tỷ lệ 1:1
Hai đỉnh cách nhau 2 Da với tỷ lệ 1:1
Không có dấu hiệu đặc trưng
Trong TOF (time-of-flight) mass analyzer, thời gian bay của ion tỉ lệ thuận với:
m/z (t tăng khi m/z tăng)
v/(m/z) ngược lại (t giảm khi m/z tăng)
1/(m/z)
Không liên quan đến m/z
Trong phổ khối, "arrangement ion" (ion tái sắp xếp) là gì?
Ion tạo ra bởi phản ứng hóa học trước khi ion hóa
Ion mảnh có cấu trúc mới do tái sắp xếp nội phân tử trong quá trình phân mảnh
Ion của dung môi
Ion chỉ xuất hiện trong chế độ âm
Trong LC–MS, tác dụng chính của bộ tạo ion (ion source) là:
Tách mẫu trên cột
Ion hóa các phân tử eluate rồi truyền ion vào bộ phân tích khối
Làm khô dung môi hoàn toàn
Giảm độ phân giải của máy
Một peak [M+Na]+ trong phổ ESI cho thấy điều gì?
Mất proton
Mẫu đã bị thêm natri (cationization) dẫn đến ion cation hóa bằng Na+
HRMS (high-resolution MS) hữu ích trong:
Xác định chính xác công thức phân tử nhờ vào mass accuracy cao
Loại bỏ hoàn toàn nhu cầu MS/MS
Làm việc chỉ với ion ẩn
Tăng khả năng phân mảnh
Khái niệm "collision-induced dissociation" (CID) dùng để:
Ion hóa mẫu
Tạo các fragment ion bằng va chạm ion mẹ với khí trung gian trong cell → dùng trong MS/MS
Loại bỏ tạp chất
Tăng m/z của ion
Trong phổ MS, peak isotope M+1 (một đơn vị Da lớn hơn M) chủ yếu do nguyên nhân:
Sự có mặt của 13C (với tỉ lệ ~1.1%/C)
Sự có mặt của 35Cl
Sự phân mảnh cực mạnh
Tín hiệu ngẫu nhiên
Để định lượng bằng MS với độ chính xác cao, thường cần dùng:
Chất chuẩn nội (internal standard) để bù các biến động ion hóa và recovery
Chỉ dùng mẫu chuẩn ngoại (external standard) luôn chính xác
Không cần chuẩn nếu máy tốt
Chỉ dùng UV detector kèm theo
MALDI (matrix-assisted laser desorption/ionization) thường phù hợp với:
Phân tích ion rất nhỏ (< 50 Da)
Phân tích peptide/protein và polymer với ít phân mảnh do ion hóa mềm
Khảo sát phản ứng quang học
Đo độ độc
Khi thấy trong phổ MS một chuỗi peak lặp lại mỗi 14 Da, điều này thường gợi ý về:
Sự hiện diện dây –CH2– lặp lại (polymeric hoặc alkyl chain)
Có Cl trong phân tử
Ion bị nhiều từ dung môi
Phản ứng phân mảnh hiếm gặp
"Mass accuracy" 5 ppm có nghĩa là:
Sai số mass đo được ±5 Da
Sai số mass đo được ±5 parts per million → nghĩa là rất chính xác (ví dụ ở m/z 500, ±0.0025)
Trong MS/MS (tandem MS), chế độ "parent ion scan" (quét ion mẹ) có mục đích:
Quét tất cả ion fragment để tìm ion mẹ
Chọn một ion mẹ cố định và ghi lại các fragment tạo ra
Quét các ion mẹ tạo ra một fragment đặc trưng → dùng để tìm các chất có nhóm đặc trưng
Không dùng trong định tính
Một lý do chính khiến cân chân không cao (high vacuum) trong buồng phân tích MS là:
Để làm mắt detector
Để ion có thể truyền đi mà không va chạm nhiều với phân tử khí, tránh mất hướng và năng lượng
Để giữ nhiệt độ cao
Để tạo ion âm tốt hơn
Trong phổ khối của một hợp chất hữu cơ, sự xuất hiện ion base peak rất bền (mạnh) đôi khi phản ánh:
Phân tử không có cấu trúc đặc biệt
Fragment tạo ra là cation ổn định (ví dụ benzylium, tropylium) → dễ dàng tạo và duy trì
Máy bị lỗi
Chỉ do dung môi
Để xác định công thức phân tử từ m/z của ion phân tử trong HRMS, điều quan trọng là:
Chỉ nhìn vào giá trị m/z nguyên
Dùng mass accuracy + pattern đồng vị + kiến thức về nguyên tố hợp lệ (C,H,N,O,S,Cl,Br,...) để gợi ý công thức
Bỏ qua các đồng isotope
Dùng UV để xác nhận tức thì
Khi quan sát một loạt peak dài rộng (broad envelope) trong MALDI của protein, nguyên nhân thường là:
Protein đã phân mảnh hoàn toàn
Protein có nhiều trạng thái sạc (multiple charging) hoặc có phân bố đồng vị/phổ hóa học dẫn đến bề mặt peak rộng
Detector bị bẩn
Không có ý nghĩa phân tích
Đặc điểm quan trọng nhất của nguồn ion hóa mềm (soft ionization) là gì?
Không tạo ion phân tử
Giảm phân mảnh, bảo toàn ion phân tử
Tạo ra ion đa tích mạnh
Chỉ tạo ion âm
ESI đặc biệt phù hợp với các chất nào?
Chất rất dễ bay hơi
Phân tử phân cực, phân tử sinh học
Khí trơ
Hydrocarbon không phân cực
Trong máy tứ cực (quadrupole), ion được truyền qua nhờ:
Lực từ trường
Tập hợp RF + điện áp DC tạo đường ổn định cho m/z nhất định
Dòng khí đẩy ion
Lực ly tâm
Trong MALDI, “matrix” có vai trò chính là:
Làm tăng phân mảnh
Hấp thụ năng lượng laser và truyền năng lượng nhẹ nhàng cho phân tử phân tích
Ion hóa trực tiếp phân tử
Làm khô mẫu
“Base peak” trong phổ khối là:
Ion phân tử
Peak có cường độ mạnh nhất trong phổ
Peak có m/z nhỏ nhất
Peak do đồng vị tạo ra
Khi phân tích hợp chất chứa Brom (Br), dấu hiệu đặc trưng trong MS là:
M và M+1 tỷ lệ 1:1
M và M+2 tỷ lệ xấp xỉ 1:1
Không thấy đồng vị
M và M+4 chênh lệch 3:1
Hợp chất có chứa lưu huỳnh (S) thường xuất hiện đỉnh đồng vị nào?
M+1 mạnh bất thường
M+2 nhẹ do S-34
M+4 rõ rệt
Không có ảnh hưởng
Giới hạn phát hiện (LOD) của MS thường thấp vì:
Hệ thống có độ nhạy cao với ion
Không có nhiễu
Máy hoạt động ở điều kiện áp suất cao
Không dùng detector
Trong chế độ MS/MS, “collision cell” thường chứa khí:
He hoặc N₂
CO₂
Cl₂
O₃
Mục tiêu chính của phân mảnh trong MS/MS là:
Làm mất ion phân tử
Giúp suy luận cấu trúc phân tử
Tăng độ phân giải
Giảm nhiễu nền
Dạng ion phổ biến nhất trong ESI chế độ dương là:
[M–H]⁻
[M+H]⁺
[M–Na]⁻
[M]⁺•
Một bộ phân tích TOF có độ phân giải tăng mạnh khi:
Tăng điện áp gia tốc
Sử dụng reflectron (gương ion)
Giảm tốc độ bơm chân không
Giảm nguồn ion
Detector phổ biến nhất trong MS là:
Gương phản xạ
Electron multiplier (EM)
Bộ tách gel
CCD camera
Đỉnh “M+H–H₂O” xuất hiện khi:
Mẫu chứa các nhóm –OH dễ mất nước
Mẫu không phân cực
Máy quá nóng
Dung môi bị nhiễu
APCI khác ESI ở điểm nào?
Ion hóa trong pha khí thay vì pha lỏng
Chỉ dùng cho chất rắn
Chỉ dùng cho peptide
Có nhiều phân mảnh hơn MALDI
Chất chuẩn nội dùng trong LC–MS thường là:
Một chất khác hoàn toàn, không liên quan
Đồng vị đánh dấu của chính chất phân tích
Dung môi MeOH
Ion matrix
Định “adduct” phổ biến nhất trong ESI(-) là:
[M+H]+
[M+Na]+
[M–H]-
[M+K]+
Trong MS, nhiều hóa học (chemical noise) xuất phát từ:
Sóng RF của quadrupole
Tạp chất dung môi, phụ gia, muối
Detector quá nhạy
Cột LC quá dài
Dạng phổ MS của polymer thường có:
Một peak duy nhất
Nhiều peak cách nhau 14 hoặc 44 Da theo đơn vị lặp
Không có phân mảnh
Chỉ có ion âm
Neutral loss scan trong triple quadrupole dùng để:
Tìm các ion mẹ mất đi một khối lượng đặc trưng (ví dụ mất H2O, NH3)
Quét toàn bộ phổ
Tăng độ phân giải
Khử nhiễu điện tử
