GC-MS ซึ่งเป็นเทคนิคในการวิเคราะห์ปริมาณ
■ ประโยชน์ของ GC/MS ในการปริมาณ ในการวิเคราะห์ GC/MS ปกติถ้าใช้โหมด SIM หรือแมสครอมาโตแกรมจะทำให้สามารถทำการวิเคราะห์ปริมาณได้แม้ในกรณีที่มี peak หลาย ๆ อันทับซ้อนกัน
■ การวิเคราะห์ปริมาณของตัวอย่างที่มีเมทริกซ์ที่ซับซ้อน
หากในการวิเคราะห์ด้วยการแบ่งวิเคราะห์แบบ SIM แล้วมี peak หลาย ๆ อันทับซ้อนกันจะทำอย่างไร? คำตอบคือ GC/MS/MS
หนึ่งในจุดหลักของการวิเคราะห์โครมาโตคือการทำการวิเคราะห์ปริมาณ เครื่องมือ GC-MS รุ่นล่าสุดสามารถทำการวิเคราะห์ในโหมด SIM ซึ่งจะช่วยให้สามารถทำการวิเคราะห์ปริมาณของพลังงานต่ำได้ อย่างไรก็ตาม ในตัวอย่างของตัวอย่างจริง ๆ นั้น โครมาโตที่มีเมทริกซ์หลายตัวอย่าง โดยเฉพาะส่วนของตัวอย่างที่มีเมทริกซ์มาก เมื่อได้รับสารอินทรีย์ที่มีเวลาเฉลี่ยที่สอดคล้องกับสารตั้งต้น เป็นที่เจ็บปวดจะมีการเพิ่มขึ้น
คุณลักษณะของ MS/MS คือการทำลายโมเลกุล ใน GC-MS/MS เราสามารถทำลายไอออนของสารตั้งต้นและสารเจือปน โดยการเลือกแยกไอออน ทำให้สามารถทำการวิเคราะห์ได้อย่างไร้ประสิทธิภาพมากขึ้น
การวิเคราะห์ปริมาณ
การวิเคราะห์ปริมาณคือกระบวนการที่ใช้สำหรับตรวจสอบปริมาณของสารตั้งต้นในตัวอย่าง
ในการวิเคราะห์ปริมาณ เราต้องการทราบเวลาที่ peak ของสารตั้งต้นจะปรากฏและต้องการทราบไว้ล่วงหน้าด้วยการวิเคราะห์อย่างแม่นยำ โดยในการวิเคราะห์ด้วย SIM นี้ peak time จะถูกนำไปใช้ในการค้นหา peak ของตัวอย่างที่ไม่เป็นที่รู้จัก
การเตรียมตัวอย่างที่มีสารตั้งต้นที่รู้จักของความเข้มข้นที่แตกต่างกันเป็นวิธีที่ใช้งานได้ดี เราจะสร้างกราฟ (เส้น) ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้น (พื้นที่) กับความสูงของ peak โดยใช้สารตัวอย่างมาตรฐาน กราฟนี้จะถูกนำไปใช้ในการปรับค่าของ peak ของตัวอย่างที่ไม่เป็นที่รู้จัก วิธีการวิเคราะห์ปริมาณใน GCMS มีหลายวิธี โดยวิธีที่ใช้มากที่สุดคือ "วิธีการสร้างเส้นปริมาณแบบสมบูรณ์" และ "วิธีการมาตรฐานภายใน"
วิธีการสร้างเส้นปริมาณแบบสมบูรณ์ ■ การใช้ peak พื้นที่ (ความสูง) ของสารตั้งต้นในการวิเคราะห์ปริมาณ
- โหมดสแกน: การวิเคราะห์ที่ใช้พื้นที่ peak ในแมสครอมาโตแกรม (ความสูงของ peak) ในการวิเคราะห์ปริมาณ
- โหมด SIM: การวิเคราะห์ที่ใช้พื้นที่ peak ใน SIM แมสครอมาโตแกรม (ความสูงของ peak)
กระบวนการสร้างเส้นปริมาณแบบสมบูรณ์ เมื่อทำการวิเคราะห์ในเงื่อนไขเดียวกัน พื้นที่ peak (ความสูงของ peak) ของสารตั้งต้นถูกคิดว่าสัมพันธ์อย่างสมบูรณ์กับปริมาณของสาร กระบวนการทำงานดังนี้
- จะทำการเตรียมตัวอย่างที่มีสารตั้งต้นเป็นสารผสมมาตรฐานในระดับความเข้มที่ต่างกันประมาณ 3-5 ระดับ การวิเคราะห์ของระดับความเข้มที่แตกต่างกันเรียกว่า "ระดับ"
- ทำการวิเคราะห์ในเครื่อง GC/MS ด้วยปริมาณที่มีค่าเท่ากัน โดยทำการคำนวณพื้นที่ peak จากแกรมออกมา ทำการวิเคราะห์สำหรับตัวอย่างในแต่ละระดับ และทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับตัวอย่างทุก ๆ ระดับ จำเป็นต้องวิเคราะห์ในเงื่อนไขเดียวกัน
- พล็อตเส้นปริมาณ (เส้น) ที่มีความสัมพันธ์ระหว่างความเข้ม (ความสูงของ peak) ของตัวอย่างมาตรฐานในแนวแกน x และพื้นที่ peak ในแนวแกน y เส้นปริมาณจะแตกต่างกันตามสารตั้งต้น
- ทำการวิเคราะห์ในเงื่อนไขเดียวกันกับตัวอย่างที่มีความเข้มที่ไม่รู้จักและทำการวัดพื้นที่ peak
- นำพื้นที่ peak ของตัวอย่างที่ไม่รู้จักมาวางบนเส้นปริมาณเพื่อคำนวณปริมาณของสารตั้งต้น
วิธีการมาตรฐานภายใน ■ การใช้ peak พื้นที่ (ความสูง) ของสารตั้งต้นและสารตั้งต้นภายใน (IS) เพื่อทำการวิเคราะห์ปริมาณ
- โหมดสแกน: การวิเคราะห์ที่ใช้พื้นที่ peak ratio (peak height ratio) ในแมสครอมาโตแกรม (พื้นที่ peak ratio) ในการวิเคราะห์ปริมาณ
- โหมด SIM: การวิเคราะห์ที่ใช้พื้นที่ peak ratio (peak height ratio) ใน SIM แมสครอมาโตแกรม (พื้นที่ peak ratio) ในการวิเคราะห์ปริมาณ
ในวิธีการมาตรฐานภายใน (IS) นั้น เราจะใช้สารตัวอย่างมาตรฐานที่รู้จักและสารตัวอย่างที่ไม่รู้จักโดยเติมสารตัวอย่างภายในไปในทั้งสองตัวอย่าง และทำการพล็อตสเกลเส้นที่อยู่ระหว่างความเข้มของสารตัวอย่าง (หรือความสูงของ peak) และสัดส่วนระหว่างความเข้มของสารตั้งต้นและสารตัวอย่างภายในเพื่อสร้างเส้นปริมาณ เมื่อได้เส้นปริมาณแล้วจะนำมาใช้เพื่อคำนวณปริมาณของสารตั้งต้นในตัวอย่างที่ไม่รู้จัก
ในกรณีที่ต้องมีการดำเนินการก่อนการวิเคราะห์ สารตัวอย่างภายในที่ถูกเติมไว้ก่อนการดำเนินการจะถูกเรียกว่า "ตัวอย่างเสีย" ในกรณีเช่นนี้
โหมด SIM ข้อดี ■ มีความไวในการตรวจจับมากกว่าโหมดสแกน
ข้อเสีย ■ ไม่สามารถรับข้อมูลของสเปกตรัมได้ ■ สามารถรับข้อมูลของสารเท่านั้นที่มีจุดเด่น
การใช้ GCMS ในการวิเคราะห์ปริมาณส่วนใหญ่จะใช้โหมด SIM (Selected Ion Monitoring) โหมดนี้จะกำหนดไอออนที่เฉพาะเจาะจงของสารตั้งต้นไว้ล่วงหน้า และจะวัดเพียงไอออนเดียวนั้นในการสร้างกราฟโครมาโตกราม เมื่อใช้โหมด SIM จะทำให้ได้ข้อมูลที่มีความไวมากกว่า มีประสิทธิภาพในการตรวจจับสารจำนวนเล็ก
ในการเลือกไอออนที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ในโหมด SIM เป็นสิ่งสำคัญ โดยทั่วไปจะเลือกไอออนตามเงื่อนไขต่อไปนี้
- เลือกไอออนที่มีความไวมากเพื่อเพิ่มความไวในการตรวจจับ
- เลือกไอออนที่มีความไวมากและมีมวลใหญ่ เพื่อเพิ่มความสามารถในการเลือกไอออนเอาไว้กับสารอื่น ๆ
ไอออนที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ปริมาณจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท
- ไอออนเป้าหมาย: ใช้สำหรับการวิเคราะห์ปริมาณ
- ไอออนการยืนยัน: ใช้สำหรับการยืนยันสารที่ถูกจำแนกในการวิเคราะห์ปริมาณ
สเกลแบบสแกนและ SIM เปรียบเทียบข้อมูล SIM เน้นความไว สแกนเน้นความถูกต้องในการจำแนกประเภทของสาร
ในโหมด SIM เราจะทำการสะสมข้อมูลไอออนเฉพาะเจาะจงและวาดกราฟโครมาโตกราม ในขณะเดียวกัน โหมดสแกนยังสามารถใช้แมสครอมาโตกรามเพื่อสะสมข้อมูลไอออนที่เฉพาะเจาะจงได้ อย่างไรก็ตาม การสะสมข้อมูลไอออนในเมื่อใช้โหมดสแกนจะเกิดขึ้นเร็วกว่า แมสครอมาโตกรามที่สร้างขึ้นจากการสแกนมีเวลาสำหรับสะสมข้อมูลไอออนที่เฉพาะเจาะจงน้อยกว่า ทำให้ระดับรางค์ของข้อมูลที่ปกติมากขึ้น และทำให้ความไวในการตรวจจับลดลง โดยทั่วไป SIM เป็นโหมดที่มีความไวสูงกว่าสแกนประมาณ 10-50 เท่า
เมื่อต้องการจำแนกประเภทของสารสำหรับการวิเคราะห์ เราจะใช้โหมดสแกนเพื่อสะสมข้อมูลสเปกตรัมและวาดกราฟเพื่อจำแนกประเภทของสาร หากเราจำแนกประเภทของสารได้แล้ว เราจะใช้โหมด SIM เพื่อวิเคราะห์ปริมาณของสารตั้งต้นในปริมาณที่น้อย