Web Analytics
No module Published on Offcanvas position

รู้จักเทคโนโลยี FT-ICR ตอนที่ 1

Article Index

             มาถึงบรรทัดนี้ หลายๆคนอาจกำลังสับสนกับสมการเยอะแยะที่กล่าวมา ก็ขอสรุปโดยสังเขป  เพื่อความเข้าใจดังนี้ เมื่อไอออนเข้ามาสู่อุปกรณ์ที่มีแท่งอิเล็กโทรดประกบคู่อยู่ตรงกลาง ไอออนจะได้รับพัลส์ซึ่งในแต่ละไอออนจะมีการตอบสนองต่อพัลส์ต่างกัน ซึ่งการโคจรเป็นไซโคลตรอนรอบแท่งอิเล็กโทรดนั้น จะมีค่าความถี่เชิงมุมเป็น wc แต่เนื่องจากการกักไอออนไว้โดยอาศัยสนามไฟฟ้า  จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิค (ให้นึกถึงสปริง เวลามันยืดก็จะหดกลับ) ดังนั้นจึงทำให้ความถี่เชิงมุมของไซโคลตรอนลดลง นอกจากนี้ยังส่งผลให้เกิดแม็กเนตรอนโมชั่นด้วย ซึ่งการประมวลผลแบบฟลูเรียร์ทรานสฟอร์มนั้น จะนำค่าความถี่เชิงมุมหลังหักลบจากการเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิคมาคิดเท่านั้น เมื่อประยุกต์ใช้สมการกับการวัดมวลต่อประจุจะได้

ซึ่งสมการที่หกนี้ก็คือสมการของแมสสเปคโตเมทรี่นั่นเองครับ

รูปที่ 1 แสดงการโคจรรอบแท่งอิเล็กโทรดภายใต้สนามแม่เหล็กที่คงที่ของไอออนที่สนใจ เริ่มจากไอออนจะถูกจับอยู่ใน trap ซึ่งประกอบด้วยแท่งโลหะซึ่งมีกระแสไฟฟ้าผ่าน เมื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าในทิศตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กซึ่งมีค่าคงที่ ไอออนจะถูกกระตุ้น ให้โคจรล้อมรอบแท่งโลหะ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นไม่ต่อเนื่อง ไอออนที่อยู่ในสภาวะเร้าจะสูญเสียพลังงานทำให้กลับไปอยู่ในสถานะเดิม หรือที่เรียกว่า Free Induction Decay (FID)  ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของการโคจรของไอออนในแต่ละค่ามวลต่อประจุจะมีลักษณะการโคจรที่แตกต่างกันทั้งรัศมีและความเร็วที่เกิดภายใต้สนามแม่เหล็กที่คงที่แต่มีการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าจะถูกบันทึกไว้สัมพันธ์กับเวลา จากนั้นสัญญาณที่ได้จะถูกคำนวนด้วยสมการฟลูเรียร์ทรานสฟอร์มเพื่อให้เป็นแมสสเปคตรัม

             เครื่องแมสสเปคโตรมิเตอร์ชนิด ฟลูเรียร์ทรานสฟอร์มไอออนไซโคลตรอนเรโซแนนซ์ จัดได้ว่าเป็นเครื่องที่มีความละเอียด (Resolution) สูงมากที่สุด ในบรรดาชนิดของแมสสเปคโตรมิเตอร์ ควบคู่กับความถูกต้องของการอ่านค่ามวล ซึ่งจุดเด่นของเครื่องมือชนิดนี้จะช่วยอย่างมากในการหาองค์ประกอบของโมเลกุลของสารที่สนใจ บนพื้นฐานของการวัดผลแบบ Accurate Mass

             เครื่องแมสสเปคโตรชนิดนี้ สามารถเข้าถึงความละเอียดขนาด 500,000 FWHM (ซึ่งสามารถทำให้สูงขึ้นได้อีก ด้วยการเพิ่มของสนามแม่เหล็กและระยะเวลาของไซโคลตรอน) ทำให้สามารถแก้ไขปัญหางานวิเคราะห์ตัวอย่างที่มีเมตริกส์ ซึ่งทำได้ยากได้ ด้วยประสิทธิภาพของการแยกขนาดมวลและความละเอียดสูง ทำให้สามารถแยกแยะไอออนที่มีขนาดมวลแตกต่างกัน แม้ในทศนิยมตำแหน่งที่ห้าได้[1,2,3,4]  นอกจากนี้ผลของความละเอียดที่สูงมาก ยังเหมาะต่องานวิเคราะห์หาชนิดและโครงสร้างของโปรตีน และงานที่ต้องอาศัย Detection Limit ที่ต่ำมากขนาด 10-15 โมล[5]

             ฟลูเรียร์ทรานสฟอร์มแมสสเปคโตรมิเตอร์  เป็นเครื่องแมสสเปคโตรมิเตอร์ชนิดเดียวที่ไม่ได้อาศัยการพุ่งชนของไอออนที่สนใจกับดีเทคเตอร์ เช่นอิเล็กตรอนมัลติพลายเออร์ (Electron  Multiplier) นอกจากนี้ ยังไม่ต้องอาศัยเวลาหรือระยะทางในการเคลื่อนที่ของไอออนในการแบ่งแยกมวล อาศัยเพียงแค่การเคลื่อนที่แบบไซโคลตรอนรอบแกนอิเล็กโทรดในสนามแม่เหล็กที่คงที่

 พบกับตอนที่สองได้ เร็วๆนี้

Pongsagon Pothavorn