Phương pháp khối phổ hay còn được gọi là phương pháp phổ khối lượng (Mass spectrometry – MS) là một kỹ thuật dùng để đo đạc tỉ lệ khối lượng trên điện tích của ion.

Phương pháp khối phổ là gì?

Khối phổ bao gồm 5 phần cơ bản:

• Hệ thống chân không cao
• Hệ thống xử lý mẫu: Giúp đưa mẫu phân tích vào
• Nguồn ion: Tạo ra chùm các hạt điện tích đặc trưng của mẫu
• Máy phân tích: Chùm các hạt điện tích phân tách thành các phần
• Đầu dò/ Máu thu: Chùm tia ion tách biệt được quan sát hoặc thu nhận lại.

Phương pháp khối phổ giúp truy tìm vết các ion thông qua 3 thành phần cơ bản: Nguồn ion phát ra, phân tích các chùm tion theo khối lượng của chúng tỷ lệ với điện tích, cuối cùng là đo hoặc ghi lại dòng điện của chùm tia. Các yếu tố này tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và được tổng hợp lại trong một loạt các thiết bị phức tạp, tạo ra phổ kế với các đặc tính chuyên biệt.

Tùy theo nhu cầu của người dùng, phương pháp khối phổ có thể phân tích số lượng rất nhỏ, dưới đơn vị microgam.

Nguyên tắc hoạt động của phương pháp khối phổ

• Phân tử được bắn phá bằng nguồn năng lượng lớn để tạo thành ion phân tử hay các mảng ion (lưu ý nguồn năng lượng này phải thật ổn định và có công suất cao, ví dụ như nguồn Advanced Energy)
• Tỉ lệ khối lượng/ điện tích của tất cả các ion được ghi nhận bằng các chỉ số thay đổi của từ trường. Nó được ghi nhận trong các phổ Mass spectrometry.
• Khối phổ của ion phân tử cho biết khối lượng phân tử của hợp chất một cách chính xác cao.
• Khối lượng của các phân mảnh ion có thể cho biết thông tin về cấu trúc của vật chất.

Ứng dụng của phương pháp khối phổ

• Xác định hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào chỉ số khối lượng của phân tử hợp chất đo được, hoặc tách từng phần riêng để đo lường.
• Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất.
• Xác định cấu trúc của hợp chất bằng cách quan sát thành phần của nó.
• Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí.
• Xác định các thuộc tính vật lý, hóa học hay ngay cả sinh học của hợp chất với nhiều hướng tiếp cận khác nhau.

Ứng dụng phổ biến GC-MS (Sắc ký khí ghép khối phổ) và LC-MS (Sắc ký lỏng ghép khối phổ)

• Chủ yếu dùng để phát hiện cũng như định lượng ở cấp độ siêu vết (ppb/ppt) các hợp chất hữu cơ

• Phân tích dư lượng các loại kháng sinh thuộc nhóm A (theo quy định của châu Âu) như Chloamphenicol, các dẫn suất Nitrofuran, nhóm chất (Fluoro)quinolones, Malachite green hay các chất trong nhóm B như họ Tetracyclines, họ Sulfonamides, nhóm Avermectin… trong thủy hải sản,  thức ăn thủy sản, thực phẩm, môi trường… 

• Các loại vitamin trong thực phẩm, đặc biệt trong các nền mẫu phức tạp, có hàm lượng thấp như sữa, mì gói,…

• Dư lượng thuốc trừ sâu nhóm Carbamate, diệt cỏ, diệt nấm trong nông, thủy hải sản…

Ứng dụng phổ biến ICS-MS ( Khối phổ plasma cảm ứng cao tần)

• Là một kỹ thuật rất mạnh để phát hiện cũng như định lượng các nguyên tố vô cơ ở mức độ siêu vết (ppb/ppt)