ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर

ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर (TQMS), एक अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री है जिसमें श्रृंखला में दो क्वाड्रुपोल मास एनालाइजर होते हैं, जिसमें एक (नॉन-मास-रिज़ॉल्यूशन) रेडियो-फ्रीक्वेंसी क्वाड्रुपोल|रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF)-उनके बीच कार्य करने के लिए केवल क्वाड्रुपोल होता है। टक्कर-प्रेरित हदबंदी के लिए एक सेल। इस कॉन्फ़िगरेशन को अक्सर QqQ के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, यहाँ Q1q2Q3.

इतिहास
गैस-चरण आयनों के फोटोविघटन का अध्ययन करने के उद्देश्य से ऑस्ट्रेलिया के ला ट्रोब विश्वविद्यालय के जे.डी. मॉरिसन द्वारा पहली बार तीन चतुष्कोणों की व्यवस्था विकसित की गई थी। प्रो. क्रिस्टी जी. एंके और उनके तत्कालीन स्नातक छात्र रिचर्ड योस्ट के संपर्क में आने के बाद, मॉरिसन की तीन चतुष्कोणों की रैखिक व्यवस्था ने पहले ट्रिपल-क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर के निर्माण की जांच की। बाद के वर्षों में, 1970 के दशक के अंत में क्रिस्टी जी एनके और योस्ट द्वारा मिशिगन स्टेट विश्वविद्यालय  में पहला व्यावसायिक ट्रिपल-क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर विकसित किया गया था। बाद में यह पाया गया कि ट्रिपल-क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग कार्बनिक आयनों और अणुओं का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, इस प्रकार एक अग्रानुक्रम एमएस/एमएस तकनीक के रूप में इसकी क्षमताओं का विस्तार किया जा सकता है।

संचालन का सिद्धांत
अनिवार्य रूप से ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर एकल चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक के समान सिद्धांत के तहत काम करता है। प्रत्येक दो मास फिल्टर (Q1 और Q3) में चार समानांतर, बेलनाकार धातु की छड़ें होती हैं। Q1 और Q3 दोनों को डायरेक्ट करंट (dc) और आकाशवाणी आवृति  (rf) क्षमता द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जबकि टक्कर सेल, q, केवल RF क्षमता के अधीन है। टक्कर सेल (q) से जुड़ी RF क्षमता उन सभी आयनों को अनुमति देती है जिन्हें इससे गुजरने के लिए चुना गया था। कुछ उपकरणों में, सामान्य चतुर्भुज टक्कर सेल को हेक्सापोल या ऑक्टोपोल टकराव कोशिकाओं द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है जो दक्षता में सुधार करते हैं।

पारंपरिक एमएस तकनीकों के विपरीत, एमएस/एमएस तकनीक बड़े पैमाने पर विश्लेषण के लिए उपकरणों के विभिन्न क्षेत्रों में अनुक्रमिक तरीके से होने की अनुमति देती है। TQMS आयनीकरण, प्राथमिक द्रव्यमान चयन, टकराव प्रेरित पृथक्करण (CID), CID के दौरान उत्पन्न टुकड़ों के सामूहिक विश्लेषण और उपकरण के अलग-अलग खंडों में होने वाली पहचान के कारण अग्रानुक्रम-अंतरिक्ष व्यवस्था का अनुसरण करता है। मास रेजोल्यूशन और मास रेंज में सेक्टर उपकरण ्स TQMS को पार कर जाते हैं। हालांकि, ट्रिपल क्वाड्रुपोल का सस्ता, संचालित करने में आसान और अत्यधिक कुशल होने का लाभ है। इसके अलावा, जब चयनित प्रतिक्रिया निगरानी मोड में संचालित किया जाता है, तो TQMS में बेहतर पहचान संवेदनशीलता के साथ-साथ परिमाणीकरण भी होता है। ट्रिपल क्वाड्रुपोल कम-ऊर्जा कम-अणु प्रतिक्रियाओं के अध्ययन की अनुमति देता है, जो तब उपयोगी होता है जब छोटे अणुओं का विश्लेषण किया जा रहा हो।

स्कैन मोड
TQMS की व्यवस्था चार अलग-अलग प्रकार के स्कैन करने की अनुमति देती है: एक अग्रदूत आयन स्कैन, तटस्थ हानि स्कैन, उत्पाद आयन स्कैन और चयनित प्रतिक्रिया निगरानी।

उत्पाद स्कैन
उत्पाद स्कैन में, पहला चौगुना Q1 एक ज्ञात द्रव्यमान के आयन का चयन करने के लिए तैयार है, जो q में खंडित है2. तीसरा चतुर्भुज Q3 इसके बाद पूरे m/z रेंज को स्कैन करने के लिए सेट किया जाता है, जिससे बने टुकड़ों के आकार के बारे में जानकारी मिलती है। मूल आयन की संरचना आयन विखंडन की जानकारी से निकाली जा सकती है। यह विधि आमतौर पर अग्रानुक्रम एमएस द्वारा परिमाणीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले संक्रमणों की पहचान करने के लिए की जाती है।

प्रीकर्सर स्कैन
अग्रगामी स्कैन का उपयोग करते समय, Q में एक निश्चित उत्पाद आयन का चयन किया जाता है3, और पूर्ववर्ती द्रव्यमान Q में स्कैन किए जाते हैं1. यह विधि q में विखंडन द्वारा जारी एक विशेष कार्यात्मक समूह (जैसे, एक फिनाइल समूह) वाले आयनों के लिए चयनात्मक है2.

तटस्थ हानि स्कैन
न्यूट्रल लॉस स्कैन विधि में दोनों Q1 और क्यू3 एक साथ स्कैन किए जाते हैं, लेकिन एक स्थिर द्रव्यमान ऑफसेट के साथ। यह सभी आयनों की चयनात्मक पहचान की अनुमति देता है, जो q में विखंडन द्वारा2, किसी दिए गए तटस्थ टुकड़े के नुकसान की ओर ले जाता है (जैसे, एच2ओ, छोटा3). अग्रदूत आयन स्कैन के समान, यह विधि एक मिश्रण में निकट संबंधी यौगिकों की चयनात्मक पहचान में उपयोगी है।

चयनित प्रतिक्रिया निगरानी
चयनित रिएक्शन मॉनिटरिंग (SRM) या मल्टीपल रिएक्शन मॉनिटरिंग (MRM) मोड को नियोजित करते समय, दोनों Q1 और क्यू3 एक विशिष्ट द्रव्यमान पर सेट होते हैं, जिससे एक निश्चित अग्रदूत आयन से केवल एक अलग खंड आयन का पता लगाया जा सकता है। इस विधि से संवेदनशीलता में वृद्धि होती है। अगर क्यू1 और/या क्यू3 एक से अधिक द्रव्यमान पर सेट है, इस कॉन्फ़िगरेशन को एकाधिक प्रतिक्रिया निगरानी कहा जाता है।

इंस्ट्रुमेंटेशन
TQMS में, कई आयनीकरण विधियों को नियोजित किया जा सकता है। इनमें से कुछ में इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण, रासायनिक आयनीकरण, इलेक्ट्रॉन आयनीकरण, वायुमंडलीय दबाव रासायनिक आयनीकरण, और मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर डिसोर्शन आयनीकरण शामिल हैं, जो सभी आयनों की निरंतर आपूर्ति का उत्पादन करते हैं।

दोनों, पहला द्रव्यमान विश्लेषक और टक्कर सेल समय स्वतंत्र तरीके से, स्रोत से आयनों के संपर्क में लगातार आते हैं। एक बार जब आयन तीसरे द्रव्यमान विश्लेषक में चले जाते हैं तो समय पर निर्भरता एक कारक बन जाती है। नमूना के आयनीकरण स्रोत को छोड़ने के बाद पहला चौगुना द्रव्यमान फ़िल्टर, Q1, प्राथमिक m/z चयनकर्ता है। द्रव्यमान-से-चार्ज अनुपात वाले किसी भी आयन को Q1 में घुसपैठ करने की अनुमति नहीं दी जाएगी। टकराव सेल, जिसे q के रूप में दर्शाया गया है, Q1 और Q3 के बीच स्थित है, जहां नमूने का विखंडन Ar, He, या N2 जैसी अक्रिय गैस की उपस्थिति में होता है। विश्लेषण के साथ अक्रिय गैस के टकराव के परिणामस्वरूप एक विशेष बेटी आयन उत्पन्न होता है। टक्कर सेल से बाहर निकलने पर, खंडित आयन फिर दूसरे क्वाड्रुपोल मास फिल्टर, Q3 पर जाते हैं, जहां m/z चयन फिर से हो सकता है।

क्योंकि ट्रिपल क्वाड्रुपोल एक स्कैनिंग उपकरण है, यह जिस प्रकार की पहचान प्रणाली का उपयोग करता है वह एक समय में एक m/z आयनों का पता लगाने में सक्षम होना चाहिए। सबसे आम डिटेक्टरों में से एक, इलेक्ट्रॉन गुणक, अक्सर ट्रिपल चौगुनी के साथ जोड़ा जाता है। इलेक्ट्रॉन गुणक तेज प्रतिक्रिया समय, बढ़ी हुई संवेदनशीलता और उच्च लाभ की अनुमति देता है। हालांकि, ओवरलोडिंग के कारण उनका जीवनकाल सीमित है। TQMS को नियोजित करना बढ़ी हुई चयनात्मकता, बेहतर सटीकता और अधिक पुनरुत्पादन प्रदान करता है; जिनमें से सभी एकल चतुर्ध्रुवीय द्रव्यमान विश्लेषक में सीमित हैं।

अनुप्रयोग
ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर बढ़ी हुई संवेदनशीलता और विशिष्टता के लिए अनुमति देता है जिससे कम पहचान और मात्रा की सीमा होती है। इन कारणों से, TQMS का रोजगार दवा चयापचय, फार्माकोकाइनेटिक्स, पर्यावरण अध्ययन और जैविक विश्लेषण के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण संपत्ति है। अधिकांश दवा और फार्माकोकाइनेटिक अध्ययनों में, चूहों जैसे जानवरों को एक नई दवा के अधीन किया जाता है ताकि यह जांच की जा सके कि पदार्थ शरीर में कैसे चयापचय करता है। तरल क्रोमैटोग्राफी के साथ ट्रिपल क्वाड्रुपोल के साथ चूहे के मूत्र या प्लाज्मा का विश्लेषण करके, नई दवा की एकाग्रता और विखंडन पैटर्न निर्धारित किया जा सकता है। पर्यावरण और जैविक अध्ययनों में, त्रिगुण चतुर्भुज मात्रात्मक अध्ययनों के लिए उपयोगी होता है जिसमें यह पहचान करना शामिल होता है कि नमूने में विशिष्ट पदार्थ मौजूद हैं या नहीं। ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास एनालाइजर के अधिक सामान्य उपयोगों में से एक संरचनात्मक व्याख्या के लिए है, जो विखंडन पैटर्न के बारे में जानकारी प्रदान करता है। हालाँकि, एक द्रव्यमान स्पेक्ट्रम केवल विखंडन के बारे में जानकारी प्रदान करता है, जो अणु या यौगिक की संरचना को पूरी तरह से निकालने के लिए पर्याप्त जानकारी नहीं है। तो संरचनात्मक स्पष्टीकरण के उद्देश्य से, इसे अधिक सटीक विश्लेषण के लिए परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी और इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (आईआर) जैसे अन्य विश्लेषणात्मक तरीकों से प्राप्त डेटा के साथ जोड़ा जाता है।

यह भी देखें

 * हाइब्रिड मास स्पेक्ट्रोमीटर