ความแตกต่างระหว่าง GC MS และ GC MS \ / MS คืออะไร?

แก๊สโครมาโตกราฟีสเปกโตรเมตรี (GC MS) และแก๊สโครมาโตกราฟฟี แทนเดมมวลสารมวลสาร (GC MS \ / MS) เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ขั้นสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ เช่นเวชภัณฑ์วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของอาหาร ในขณะที่ทั้งสองวิธีใช้แก๊สโครมาโตกราฟี (GC) สำหรับการแยกและสเปกโตรเมตรีมวล (MS) สำหรับการระบุพวกเขาแตกต่างกันอย่างมากในกลไกการทำงานความสามารถและการใช้งาน บทความนี้สำรวจความแตกต่างเหล่านี้ในรายละเอียด

GC MS คืออะไร?

การเตรียมตัวอย่าง

การสกัดเฟสโซลิด (SPE) หรือการสกัดของเหลวของเหลว (LLE) มักใช้ในการลบการแทรกแซงเมทริกซ์และเพิ่มความไว

Derivatization (เช่น methylation, trimethylsilylation) สามารถปรับปรุงความผันผวนของสารประกอบขั้วโลกหรือความร้อน

มันทำงานอย่างไร

GC MS รวมโครมาโตกราฟีก๊าซเข้ากับมวลสเปกโตรเมตรีสำหรับการวิเคราะห์ส่วนผสมที่ซับซ้อน ในระหว่างกระบวนการนี้ตัวอย่างจะถูกระเหยและส่งผ่านคอลัมน์โครมาโตกราฟีโดยใช้ก๊าซเฉื่อยเป็นเฟสเคลื่อนที่ เมื่อสารประกอบถูกแยกออกจากความผันผวนและการมีปฏิสัมพันธ์กับเฟสคงที่พวกเขาจะถูกนำเข้าสู่สเปกโตรมิเตอร์มวล

ส่วนประกอบของ GC MS

แก๊สโครมาโตกราฟี: แยกสารระเหยในส่วนผสมตามจุดเดือดและความสัมพันธ์กับเฟสคงที่

มวลสเปกโตรมิเตอร์: ตรวจจับและระบุสารประกอบที่แยกจากกันโดยการวัดอัตราส่วนมวลต่อการชาร์จ (M \ / z) สเปกตรัมมวลที่เกิดขึ้นให้ข้อมูลเกี่ยวกับน้ำหนักโมเลกุลและโครงสร้างของ analytes

แหล่งกำเนิดไอออนไนซ์ใหม่

เทคนิคการทำให้เป็นไอออนอ่อนนุ่ม (เช่น APCI, DART) ลดการกระจายตัวและเพิ่มสัญญาณไอออนโมเลกุล
ขณะนี้ระบบ GC MS แบบพกพาใช้สำหรับการตรวจจับสารอันตรายในสถานที่และการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม

แอปพลิเคชันของ GC MS

GC MS มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายรวมถึง:

การวิเคราะห์ทางนิติวิทยาศาสตร์: การระบุยาเสพติดสารพิษและสารอื่น ๆ ในตัวอย่างทางชีวภาพ

การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: การวิเคราะห์สารปนเปื้อนในอากาศน้ำและดิน

ยา: การควบคุมคุณภาพและกระบวนการพัฒนายา

ความปลอดภัยของอาหาร: การตรวจจับสารปนเปื้อนและตรวจสอบความถูกต้องของอาหาร

อุตสาหกรรมปิโตรเลียม: การวิเคราะห์องค์ประกอบของน้ำมันที่แตกและกลั่น, ปริมาณของส่วนประกอบเฟสก๊าซ
Metabolomics: การวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของเมตาโบไลต์โมเลกุลขนาดเล็กโดยใช้สถิติหลายตัวแปรเพื่อค้นหาไบโอมาร์คเกอร์

GC ms \ / ms คืออะไร?

มันทำงานอย่างไร

GC MS \ / MS ช่วยเพิ่มความสามารถของ GC MS แบบดั้งเดิมโดยการรวมสเปกโตรเมตรีมวลตีคู่ ซึ่งหมายความว่าหลังจากการวิเคราะห์มวลสารครั้งแรก (MS) ไอออนที่เลือกจะถูกแยกส่วนเพิ่มเติมในขั้นตอนที่สองของการวิเคราะห์มวลสารสเปกโตรเมตรี (MS \ / MS) กระบวนการสองขั้นตอนนี้สามารถให้ข้อมูลโครงสร้างโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ analytes

ส่วนประกอบของ gc ms \ / ms

quadrupole แรก (Q1): ฟังก์ชั่นเช่นสเปกโตรมิเตอร์มวลมาตรฐานการเลือกไอออนตามอัตราส่วน m \ / z

Collision Cell: ไอออนที่เลือกจะถูกแยกส่วนโดยการแยกการแยก (CID), ผลิตไอออนผลิตภัณฑ์

quadrupole ที่สอง (Q2): ไอออนชิ้นส่วนได้รับการวิเคราะห์เพื่อให้ความจำเพาะและความไวเพิ่มเติม

ION Trap \ / TOF ขั้นตอนที่สาม: ระบบ GC MS \ / MS บางระบบรวมถึงกับดักไอออนหรือ TOF ขั้นตอนที่สามสำหรับการอธิบายโครงสร้างที่ลึกกว่า

แอปพลิเคชันของ GC MS \ / MS

ความไวที่เพิ่มขึ้นและความจำเพาะของ GC MS \ / MS ทำให้เหมาะสำหรับ:

ปริมาณเป้าหมาย: การวัดความเข้มข้นต่ำมากของการวิเคราะห์เฉพาะซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวินิจฉัยทางคลินิก

การวิเคราะห์ผสมที่ซับซ้อน: การระบุสารประกอบในเมทริกซ์ที่ซับซ้อนซึ่งอาจเกิดขึ้นร่วมกัน

การทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม: การตรวจจับสารปนเปื้อนที่ต้องการความไวสูง

การคัดกรองยาฆ่าแมลงที่มีปริมาณสูง: การใช้วิธี GC ที่รวดเร็วและการตรวจสอบปฏิกิริยาหลายครั้ง (MRM) เพื่อตรวจจับยาฆ่าแมลงหลายสิบตัวพร้อมกัน
นิติวิทยาศาสตร์และการตรวจสอบย้อนกลับ: การตรวจจับสิ่งเจือปนและเครื่องหมายกำเนิดทางภูมิศาสตร์ผ่านไอออนชิ้นส่วนลักษณะ

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง GC MS และ GC MS \ / MS

1. ความไวและความจำเพาะ

GC MS: ให้การระบุพื้นฐานตามเวลาการเก็บรักษาและสเปกตรัมมวล แต่อาจมีปัญหากับการผสมที่ซับซ้อนซึ่งสารประกอบหลายชนิดร่วมกัน

GC MS \ / MS: ความไวที่สูงขึ้นเนื่องจากความสามารถในการวิเคราะห์ไอออนชิ้นส่วนทำให้สามารถระบุตัวตนที่แม่นยำยิ่งขึ้นแม้ในเมทริกซ์ที่ซับซ้อน สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับสารประกอบที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ

2. ขีด จำกัด การตรวจจับ

GC MS: ขีด จำกัด การตรวจจับโดยทั่วไปจะสูงกว่าเมื่อเทียบกับ GC MS \ / MS มันสามารถระบุสารประกอบได้ แต่อาจไม่ได้วัดปริมาณอย่างแม่นยำในระดับความเข้มข้นต่ำมาก

GC MS \ / MS: การเลือกที่ดีขึ้นผ่านการตรวจสอบปฏิกิริยาหลายครั้ง (MRM) หรือการตรวจสอบปฏิกิริยาที่เลือก (SRM) สามารถตรวจจับการวิเคราะห์ระดับ femtogram

3. ความซับซ้อนของข้อมูล

GC MS: สร้างสเปกตรัมมวลเดียวสำหรับแต่ละสารประกอบที่ตรวจพบซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานจำนวนมาก แต่อาจไม่ให้ข้อมูลโครงสร้างโดยละเอียด

GC MS \ / MS: สร้างสเปคตรัมหลายตัวสำหรับแต่ละวิเคราะห์ตามรูปแบบการกระจายตัวซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลและทำให้การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมมากขึ้น

4. ความซับซ้อนในการดำเนินงาน

GC MS: โดยทั่วไปง่ายกว่าในการใช้งานและเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบน้อยลง เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ตามปกติที่ต้องการปริมาณงานสูง

GC MS \ / MS: ซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากการเพิ่มส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นเซลล์การชนและสี่สี่เหลี่ยมจัตุรัส; ต้องมีการฝึกอบรมเฉพาะด้านสำหรับการดำเนินงานและการตีความข้อมูล

5. ผลกระทบด้านต้นทุน

GC MS: โดยทั่วไปราคาไม่แพงทั้งในการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงาน เหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการที่มีงบประมาณ จำกัด

GC MS \ / MS: มีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นเนื่องจากเทคโนโลยีขั้นสูงและข้อกำหนดการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามมันให้ความสามารถในการวิเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งสามารถพิสูจน์การลงทุนสำหรับแอปพลิเคชันพิเศษ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: อะไรคือความแตกต่างหลักระหว่าง GC MS และ GC MS \ / MS?
ตอบ: GC MS \ / MS ให้ความไวและความจำเพาะที่เพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มระยะที่สองของสเปคโตรเมตรีมวลทำให้สามารถระบุสารประกอบได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผสมที่ซับซ้อน

ถาม: ฉันควรเลือก GC MS ผ่าน GC MS \ / MS เมื่อใด
ตอบ: GC MS เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ตามปกติของสารระเหยที่มีความไวสูงไม่สำคัญ GC MS \ / MS เป็นที่ต้องการสำหรับการตรวจจับการวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ต่ำในเมทริกซ์ที่ซับซ้อน

ถาม: GC MS และ GC MS \ / MS เหมาะสำหรับสารประกอบที่ไม่ระเหยหรือไม่?
ตอบ: เทคนิคทั้งสองได้รับการออกแบบมาเป็นหลักสำหรับสารประกอบระเหยและความร้อนที่มีเสถียรภาพ สารประกอบที่ไม่ระเหยอาจต้องใช้การ derivatization หรือวิธีการทางเลือกเช่น LC MS

ถาม: ค่าใช้จ่ายเปรียบเทียบระหว่าง GC MS และ GC MS \ / MS อย่างไร
ตอบ: ระบบ GC MS โดยทั่วไปมีราคาไม่แพงและมีต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำกว่า ระบบ GC MS \ / MS เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการลงทุนและค่าบำรุงรักษาเริ่มต้นที่สูงขึ้นเนื่องจากความสามารถขั้นสูง

ถาม: สารประกอบประเภทใดที่สามารถตรวจจับได้ GC MS?
ตอบ: GC MS เหมาะสำหรับสารประกอบอินทรีย์ที่ระเหยได้หรือกึ่งระเหยเช่น PAHs, ยาฆ่าแมลง, VOCs และเวชภัณฑ์ Derivatization ขยายขอบเขตไปยังสารประกอบขั้วเช่นกรดอะมิโนและน้ำตาล

ถาม: ตัวอย่างควรเตรียมตัวอย่างสำหรับ GC MS อย่างไร?
ตอบ: การเตรียมตัวอย่างโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการกรอง, SPE หรือ LLE เพื่อลบการรบกวนเมทริกซ์ การ derivatization (เช่น methylation, silylation) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสารประกอบโพลาร์หรือความร้อน สำหรับเมทริกซ์ที่ซับซ้อน (เช่นเลือด, ดิน), การทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอนเช่นคอลัมน์ซิลิกาเจลโครมาโตกราฟี

ถาม: ขีด จำกัด การตรวจจับทั่วไปของ GC MS คืออะไร?
ตอบ: ขีด จำกัด การตรวจจับของ GC MS โดยทั่วไปอยู่ในช่วง NG PG ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่องมือและการเตรียมตัวอย่าง สำหรับการวิเคราะห์สารกำจัดศัตรูพืชสามารถไปถึง 1 10pg

ถาม: GC MS น้ำหนักโมเลกุลสูงสุดสามารถวิเคราะห์ได้อย่างไร?
ตอบ: เนื่องจากตัวอย่างจะต้องระเหยกลายเป็นไอ GC MS มักจะวิเคราะห์โมเลกุลสูงถึงประมาณ 800DA ด้วยคอลัมน์ที่อุณหภูมิสูงและการทำให้เป็นอนุพันธ์สิ่งนี้สามารถขยายไปถึง ~ 1000DA ได้ สำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่ขอแนะนำ LC MS

ถาม: ฉันจะเลือกระหว่าง GC MS และ GC MS \ / MS ได้อย่างไร
ตอบ: หากความเข้มข้นของการวิเคราะห์เป้าหมายค่อนข้างสูงและเมทริกซ์นั้นง่าย GC MS ก็เพียงพอแล้ว สำหรับปริมาณการติดตามระดับหรือเมทริกซ์ที่ซับซ้อน (เช่นตัวอย่างทางชีวภาพหรือสิ่งแวดล้อม) แนะนำให้ใช้ GC MS \ / MS สำหรับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ดีขึ้นและความแม่นยำในการหาปริมาณ

ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง LC MS และ GC MS โปรดตรวจสอบบทความนี้:LC MS และ GC MS แตกต่างกันอย่างไร

องค์ประกอบภาพรวม \ / ตารางภาพรวมการเปรียบเทียบ

ตารางนี้ช่วยให้เข้าใจความแตกต่างหลักระหว่างสองเทคนิคได้อย่างรวดเร็ว

โดยสรุปทั้ง GC MS และ GC MS \ / MS เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่ทรงพลังซึ่งมีบทบาทสำคัญในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ ในขณะที่ GC MS เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ทั่วไปของสารระเหย GC MS \ / MS ให้ความไวความจำเพาะและข้อมูลโครงสร้างที่เพิ่มขึ้น ทางเลือกระหว่างสองวิธีนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของการวิเคราะห์ที่ดำเนินการรวมถึงความต้องการความไวความซับซ้อนของเมทริกซ์ตัวอย่างการพิจารณางบประมาณและความสามารถในการปฏิบัติงานของห้องปฏิบัติการ การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถเลือกเทคนิคที่เหมาะสมกับความต้องการการวิเคราะห์ของพวกเขามากที่สุดเพื่อให้มั่นใจว่าการค้นพบของพวกเขานั้นถูกต้อง