Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13677-1:2023 (ISO 21253-1:2019) về Chất lượng nước - Phương pháp đa hợp chất theo lớp - Phần 1: Tiêu chí nhận dạng các hợp chất cần xác định bằng sắc ký khí, sắc ký lỏng và khối phổ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13677-1:2023
ISO 21253-1:2019

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - PHƯƠNG PHÁP ĐA HỢP CHẤT THEO LỚP - PHẦN 1: TIÊU CHÍ NHẬN DẠNG CÁC HỢP CHẤT CẦN XÁC ĐỊNH BẰNG SẮC KÝ KHÍ, SẮC KÝ LỎNG VÀ KHỐI PHỔ

Water quality - Multi-compound class methods - Part 1: Criteria for the identification of target compounds by gas and liquid chromatography and mass spectrometry

Lời nói đầu

TCVN 13677-1:2023 hoàn toàn tương đương với ISO 21253-1:2019.

TCVN 13677-1:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 147 Chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13677 (ISO 21253), Chất lượng nước - Phương pháp đa hợp chất theo lớp gồm các phần sau:

TCVN 13677-1:2023 (ISO 21253-12019), Phần 1: Tiêu chí nhận dạng các hợp chất cần xác định bằng sắc ký khí, sắc ký lỏng và khối phổ.

TCVN 13677-2:2023 (ISO 21253-2:2019), Phần 2: Tiêu chí xác định định lượng các chất hữu cơ bằng phương pháp phân tích đa hợp chất theo lớp.

Lời giới thiệu

Việc sử dụng kỹ thuật sắc ký khí (GC) và sắc ký lỏng (LC) kết hợp với phát hiện bằng đo khối phổ (MS) thường phổ biến trong nhiều tiêu chuẩn phân tích. Detector này là một công cụ đắc lực nếu được sử dụng đúng cách. Tiêu chuẩn này đưa ra các tiêu chí để nhận dạng các hợp chất cần xác định trong các loại mẫu nước khác nhau. Tiêu chuẩn này phải được sử dụng kết hợp với các tiêu chuẩn phân tích cụ thể hoặc được kết hợp với các quy trình GC-MS và LC-MS. Kết quả của quy trình là xác định sự có mặt hoặc không có mặt chất phân tích.

CHÚ THÍCH: Xem Phụ lục A để biết các khuyến nghị về các kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất.

Tiêu chuẩn này dựa theo ISO 22892.

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - PHƯƠNG PHÁP ĐA HỢP CHẤT THEO LỚP - PHẦN 1: TIÊU CHÍ NHẬN DẠNG CÁC HỢP CHẤT CẦN XÁC ĐỊNH BẰNG SẮC KÝ KHÍ, SẮC KÝ LỎNG VÀ KHỐI PHỔ

Water quality - Multi-compound class methods - Part 1: Criteria for the identification of target compounds by gas and liquid chromatography and mass spectrometry

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các tiêu chí để nhận dạng khối phổ của các hợp chất cần xác định trong các mẫu nước và có thể áp dụng cho các mẫu môi trường nói chung. Tiêu chuẩn này được sử dụng cùng với các tiêu chuẩn khác để xác định các hợp chất cụ thể. Nếu sử dụng phương pháp chuẩn để phân tích các hợp chất cụ thể bao gồm các tiêu chí nhận dạng thì áp dụng các tiêu chí đó.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 8184 (ISO 6107) (tất cả các phần), Chất lượng nước - Thuật ngữ.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

ion chẩn đoán (diagnostic ion)

Mảnh ion, ion phân tử hoặc ion đặc trưng khác được chọn từ phổ khối lượng của hợp chất cần xác định (3.7) với độ đặc hiệu cao nhất có thể.

[NGUỒN: ISO 22892:2006, 3.6]

3.2

Điểm nhận dạng (identification point)

Kết quả của việc điều tra khối phổ hoặc điều tra/thông tin khác để xác định một thành phần trong nền mẫu môi trường.

[NGUỒN: ISO 22892:2006, 3.7]

3.3

Thời gian lưu tương đối (relative retention time)

Tỷ số giữa thời gian lưu của hợp chất cần xác định (3.7) và thời gian lưu của chuẩn thời gian lưu (3.4). [NGUỒN: ISO 22892:2006, 3.4]

3.4

Chuẩn thời gian lưu (retention time Standard)

Hợp chất được thêm vào mẫu (hoặc vào dịch chiết mẫu) và vào dung dịch chuẩn hiệu chuẩn, và được sử dụng để tính toán thời gian lưu tương đối (3.3) của các hợp chất cần xác định (3.7).

[NGUỒN: ISO 22892:2006, 3.3]

3.5

Giám sát ion được chọn (selected ion monitoring)

SIM

Phép đo riêng cho cường độ của các ion chẩn đoán (3.1) được chọn.

3.6

Hợp chất chuẩn (standard compound)

Hợp chất cần xác định (3.7) với độ tinh khiết cao nhất có thể, có thể được sử dụng làm chất chuẩn trong quá trình phân tích.

CHÚ THÍCH 1: Tất cả các tạp chất không được ảnh hưởng đến phổ khối lượng của hợp chất chuẩn.

[NGUỒN: ISO 22892:2006, 3.2]

3.7

Hợp chất cần xác định (target compound)

Thành phần được chọn, sự có mặt hay không có mặt của thành phần đó được thiết lập.

CHÚ THÍCH 1: Định nghĩa này cũng có thể áp dụng cho dẫn xuất của hợp chất ban đầu được tạo thành trong quá trình tạo dẫn xuất có chủ định.

[NGUỒN: ISO 22892:2006, 3.1]

3.8

Chuẩn hiệu chuẩn (calibration Standard)

Dung dịch được chuẩn bị từ dung dịch chuẩn thứ cấp và/hoặc dung dịch gốc và được sử dụng để hiệu chuẩn độ đáp ứng của thiết bị liên quan đến nồng độ chất phân tích.

[NGUỒN: ISO 18073:2004, 3.1.2]

3.9

Dung dịch hiệu chuẩn (calibration solution)

Dung dịch được sử dụng để hiệu chuẩn thiết bị, được chuẩn bị từ (các) dung dịch gốc hoặc từ chất chuẩn đã được chứng nhận.

[NGUỒN: ISO 17294-1:2004, 3.4]

4  Từ viết tắt

5  Nguyên tắc

Hợp chất cần xác định được nhận dạng nếu các giá trị đo được đáp ứng các tiêu chí quy định trong tiêu chuẩn này hoặc trong tiêu chuẩn có các quy trình được mô tả để phân tích hợp chất cần xác định. Các tiêu chí được dựa trên thời gian lưu tương đối và tỷ số cường độ của các ion chẩn đoán và các yếu tố liên quan khác. Có thể sử dụng thông tin bổ sung liên quan đến các ion chẩn đoán từ các tiêu chuẩn quốc tế cụ thể về phân tích hợp chất cần xác định. Nguyên tắc của các điểm nhận dạng được sử dụng (xem Phụ lục D).

6  Thiết bị

Vì tiêu chuẩn này bổ sung cho các tiêu chuẩn khác sử dụng GC-MS và LC-MS, nên giả định rằng thiết bị đo được sử dụng đáp ứng các yêu cầu của các tiêu chuẩn đó và mô tả chi tiết không nằm trong phạm vi của tiêu chuẩn này. Các yêu cầu thu nhận tối thiểu đối với khối phổ có độ phân giải thấp và độ phân giải cao được tóm tắt trong Bảng 1 và Bảng 2.

Bảng 1 - Yêu cầu thu nhận tối thiểu đối với khối phổ có độ phân giải thấp

Bảng 2 - Yêu cầu thu nhận tối thiểu đối với khối phổ có độ phân giải cao

7  Nhận dạng các hợp chất cần xác định

QUAN TRỌNG - Việc vận hành thiết bị và xác định phải do nhân viên được đào tạo phù hợp thực hiện.

7.1  Quy trình nhận dạng các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp sắc ký - khối phổ

Quy trình nhận dạng một thành phần bao gồm ba bước (xem sơ đồ trong Hình 1).

7.1.1  Bước 1

Đánh giá sắc ký (xem 7.2): thời gian lưu tương đối phải đáp ứng các tiêu chí quy định.

Chỉ tiến hành bước 2 nếu bước 1 dương.

7.1.2  Bước 2

Đánh giá khối phổ (xem 7.3): tập hợp các điểm nhận dạng sử dụng dữ liệu khối phổ. Để đánh giá chất lượng, sử dụng nguyên tắc của điểm nhận dạng được (xem EN 16693^[1]).

Các điểm nhận dạng có thể thu được từ dữ liệu khối phổ, nhưng cũng có thể sử dụng thông tin phân tích khác.

7.1.3  Bước 3

Đánh giá khẳng định bằng phân tích bổ sung (xem 7.4).

Có thể phân loại như sau.

a) Nhận dạng được (xem 7.5.1): Hợp chất cần xác định có trong dịch chiết được phân tích nếu đạt được ít nhất 3 điểm nhận dạng.

b) Được chỉ thị (xem 7.5.2): Hợp chất cần xác định có thể có mặt nếu chỉ thu được 1 hoặc 2 điểm nhận dạng.

c) Không có mặt (dưới giới hạn phát hiện) (xem 7.5.3): Không thu được các điểm nhận dạng bằng phương pháp khối phổ

Trong trường hợp kết quả phân loại “chỉ thị” là không cần, thì bất kỳ kết quả nào có ít hơn 3 điểm nhận dạng sẽ được coi là không nhận dạng được.

7.2  Bước 1: Tách sắc ký

Đối với quy trình GC-MS, việc tách sắc ký khí phải được thực hiện bằng cột mao quản hoặc cột nhồi. Đối với quy trình LC-MS, việc tách sắc ký phải được thực hiện bằng cách sử dụng cột LC phù hợp. Thời gian lưu tối thiểu có thể chấp nhận được đối với chất phân tích được kiểm tra phải gấp đôi thời gian lưu tương ứng với thể tích trống của cột. Thời gian lưu (tương đối) của chất phân tích có trong mẫu phải phù hợp với thời gian lưu (tương đối) của chất chuẩn hiệu chuẩn trong khoảng thời gian lưu quy định. Khoảng thời gian lưu phải tương xứng với khả năng phân giải của hệ thống sắc ký. Tỷ số giữa thời gian lưu sắc ký của chất phân tích với thời gian lưu của chuẩn thời gian lưu, tức là thời gian lưu tương đối của chất phân tích, phải tương ứng với thời gian lưu của dung dịch hiệu chuẩn với dung sai ± 2,5 % đối với LC và ± 0,5 % đối với GC.

CHÚ THÍCH: Nếu các tiêu chí thời gian lưu cụ thể được đưa ra trong tiêu chuẩn khác thì có thể tuân theo các tiêu chí đó.

Hình 1 - Sơ đồ quy trình nhận dạng hợp chất cần xác định sử dụng ba bước

7.3  Bước 2: Đánh giá khối phổ

7.3.1  Phát hiện khối phổ

Việc phát hiện khối phổ phải được thực hiện bằng cách sử dụng các kỹ thuật MS như ghi lại toàn bộ khối phổ (quét toàn bộ) hoặc giám sát ion được chọn (SIM), cũng như sử dụng các kỹ thuật MSⁿ như giám sát phân mảnh một lần (SRM), giám sát phân mảnh nhiều lần (MRM) hoặc các kỹ thuật MS hoặc MSⁿ thích hợp khác kết hợp với các chế độ ion hóa thích hợp. Trong khối phổ có độ phân giải cao (HRMS), thì độ phân giải thường phải lớn hơn 10000 FWHM cho toàn bộ dải khối lượng.

a) Quét toàn bộ: Khi xác định khối phổ được thực hiện bằng cách ghi lại toàn bộ phổ quét, thì sự có mặt của tất cả các ion chẩn đoán đo được (ion phân tử, các sản phẩm cộng gộp đặc trưng của ion phân tử, ion mảnh đặc trưng và ion đồng vị) với cường độ tương đối hơn 10 % trong phổ đối chứng của chất chuẩn hiệu chuẩn là bắt buộc. Trong HRMS, quá trình quét một phần (dải khối lượng giới hạn) có thể đủ để mang lại đủ các ion chẩn đoán để nhận dạng.

b) SIM: Khi việc xác định khối phổ được thực hiện bằng phân mảnh, thì ion phân tử có thể là một trong các ion chẩn đoán được lựa chọn (ion phân tử, các sản phẩm cộng gộp đặc trưng của ion phân tử, các ion phân mảnh đặc trưng và các ion đồng vị). Bất cứ khi nào có thể, các ion chẩn đoán được chọn phải độc lập với nhau, ví dụ không bắt nguồn từ cùng một phần của phân tử, hoặc không là các ion đồng vị. Tỷ lệ S/N đối với từng ion chẩn đoán phải ≥ 3:1.

c) Quét toàn bộ và SIM: Cường độ tương đối của các ion phát hiện được, được biểu thị bằng phần trăm cường độ của ion cường độ cao nhất hoặc quá trình chuyển khối, phải tương ứng với cường độ của chất chuẩn hiệu chuẩn, từ các dung dịch chuẩn hiệu chuẩn hoặc từ các mẫu thêm chuẩn, tại các nồng độ tương đương, được đo trong cùng điều kiện, nằm trong dung sai nêu trong Bảng 3.

Bảng 3 - Dung sai tối đa cho phép đối với cường độ ion tương đối sử dụng một dải kỹ thuật đo phổ khối lượng

7.3.2  Lựa chọn các ion chẩn đoán

Nếu có sẵn, phải chọn ba ion chẩn đoán cho mỗi hợp chất cần xác định. Cường độ của chúng phải được xác định trong dung dịch chuẩn hiệu chuẩn hoặc từ dung dịch chuẩn hiệu chuẩn hoặc từ các mẫu thêm chuẩn ở các nồng độ tương đương được đo trong cùng điều kiện, như diện tích pic hoặc chiều cao pic của các sắc ký đồ dòng ion chiết được tương ứng. Cường độ của chúng phải được xác định bằng cách sử dụng ít nhất ba lần bơm. Các cường độ tương đối được tính bằng tỷ số giữa chiều cao pic (hoặc diện tích) xác định và chiều cao pic (hoặc diện tích) của ion chẩn đoán mạnh nhất.

CHÚ THÍCH: Do quá tải, mà các tỷ số của các ion chẩn đoán có thể thay đổi.

Các ion chẩn đoán cũng có thể được quy định trong phương pháp chuẩn đang được sử dụng. Không phải lúc nào cũng có thể thu được ba ion chẩn đoán (ví dụ đối với hydrocacbon thơm đa vòng). Trong trường hợp đó, nên chọn các ion có sẵn. Các ion chẩn đoán cần có “giá trị duy nhất” cao (xem ISO 22892). Phụ lục C đưa ra các tiêu chí lựa chọn đối với các ion chẩn đoán.

Các chất đồng rửa giải có thể ảnh hưởng đến hình dạng pic. Nếu pic quan tâm có thể được tích hợp riêng, thì có thể được sử dụng.

Tiêu chí về thời gian lưu của các ion chẩn đoán đã chọn có liên quan đến giá trị cực đại pic của sắc ký đồ của ion chiết được.

Các ion chẩn đoán chỉ được bắt nguồn từ chất phân tích đang được nghiên cứu. Điều này ngụ ý rằng, về mặt lý thuyết, tất cả các ion chẩn đoán thuộc một và cùng một chất phân tích có cùng thời gian lưu. Nếu thời gian lưu của một ion chẩn đoán đã chọn khác với thời gian lưu của các ion chẩn đoán khác từ cùng một chất phân tích, thì có thể có mặt chất đồng rửa giải hoặc chất được tách một phần có cùng khối lượng. Trong trường hợp này, không thể sử dụng ion chẩn đoán cụ thể.

Độ chính xác của thời gian lưu phụ thuộc vào số lần quét trong pic sắc ký và do đó, phụ thuộc vào tốc độ quét. Do tốc độ quét có giới hạn, nên cho phép sự khác biệt nhỏ về thời gian lưu của các ion chẩn đoán. Tiêu chí thích hợp cho sự chênh lệch cho phép về thời gian lưu của các ion chẩn đoán của chất phân tích không được lớn hơn 40 % chiều rộng pic tại một nửa chiều cao pic trong một lần chạy. Do đó, sự khác biệt về thời gian lưu của pic cực đại của tất cả các ion chẩn đoán đã chọn trong sắc ký đồ dòng ion chiết được thuộc cùng một chất phân tích không được lớn hơn 40 % chiều rộng pic tại một nửa chiều cao pic. Đối với hầu hết các phân tích, dù là GC hay LC, điều này có nghĩa là chênh lệch có thể chấp nhận được là 1 s. Các tiêu chí này áp dụng cho cả dung dịch chuẩn hiệu chuẩn và mẫu.

7.3.3  Chỉ định các điểm nhận dạng

Chất lượng của các kết quả là khác nhau phụ thuộc vào kỹ thuật khối phổ được sử dụng.

Khi phổ quét toàn bộ được ghi lại, thì tối thiểu phải có ba ion với cường độ tương đối ≥ 10 % của pic nền. Ion phân tử phải được bao gồm nếu có mặt trong phổ chuẩn với cường độ tương đối ≥ 10 %. Nếu sử dụng máy tính có hỗ trợ tìm kiếm thư viện, phải áp dụng các yếu tố phù hợp quan trọng được mô tả trong Phụ lục B. Phải kiểm tra độ biến thiên của phổ do nền mẫu và tính năng của detector gây ra.

Khi các mảnh khối lượng được đo bằng kỹ thuật bất kỳ khác ngoài kỹ thuật quét toàn bộ, hoặc khi không thể so khớp dữ liệu từ thư viện, thì sử dụng hệ thống các điểm nhận dạng để giải thích dữ liệu. Để khẳng định bất kỳ chất nào, cần có ba điểm nhận dạng. Bảng 4 và Bảng 5 cho thấy số điểm nhận dạng mà mỗi kỹ thuật khối phổ cơ bản có thể có được. Tuy nhiên, để đủ điều kiện cho các điểm nhận dạng cần thiết để khẳng định và tổng các điểm nhận dạng được tính như sau:

- ít nhất một tỷ số ion phải được đo;

- tất cả các tỷ số ion đo được có liên quan phải đáp ứng các tiêu chí nêu trong Bảng 3;

- có thể kết hợp tối đa ba kỹ thuật riêng rẽ để thu được số lượng điểm nhận dạng tối thiểu;

- mỗi ion chỉ được đếm một lần;

- GC-MS sử dụng ion hóa va chạm điện tử được coi là kỹ thuật khác với GC-MS sử dụng ion hóa hóa học;

- sản phẩm trung gian bao gồm các ion sản phẩm lẫn ion sản phẩm thế hệ thứ n.

Bảng 4 - Các điểm nhận dạng cho các kỹ thuật MS thường được sử dụng, với điều kiện các tiêu chí được đáp ứng

Bảng 5 - Ví dụ về các điểm nhận dạng bổ sung cho từng kỹ thuật thay thế, với điều kiện các tiêu chí được đáp ứng

7.4  Bước 3: Đánh giá khẳng định bằng phân tích bổ sung

Việc khẳng định bổ sung có thể cung cấp thêm các điểm nhận dạng khi ở bước 2 không có đủ điểm để nhận dạng. Trong Bảng 5, một số ví dụ được đưa ra cho các điểm nhận dạng bổ sung có thể thu được sử dụng các thông tin phân tích khác

7.5  Báo cáo sự có mặt của các hợp chất cần xác định

7.5.1  Nhận dạng được

Hợp chất cần xác định đã phân tích là nhận dạng được nếu thu được ít nhất 3 điểm nhận dạng [xem 7.1.3 a)].

Thời gian lưu tương đối phải phù hợp với 7.2. Cường độ tương đối của tất cả các ion đã chọn đo được trong mẫu đáp ứng các tiêu chí về cường độ ion tương đối (xem Bảng 3) so với cường độ ion của chất chuẩn hiệu chuẩn trước hoặc sau mẫu.

7.5.2  Chỉ thị được

Có chỉ thị về sự có mặt của hợp chất cần xác định được phân tích trong mẫu nếu:

- các yêu cầu về thời gian lưu tương đối (7.2) được đáp ứng;

- chỉ thu được 1 hoặc 2 điểm nhận dạng;

- có mặt ion chẩn đoán mạnh nhất (S/N > 3);

- có mặt ion chẩn đoán định lượng (S/N > 3);

- cường độ của (các) ion chẩn đoán bị thiếu là S/N < 3;

- cường độ của ion chẩn đoán định lượng cao hơn cường độ của cùng một loại ion chẩn đoán định lượng tại giới hạn báo cáo.

Trong trường hợp kết quả phân loại “chỉ thị” là không cần thiết, thì bất kỳ kết quả nào có ít hơn 3 điểm nhận dạng phải được coi là không nhận dạng được.

7.5.3  Không có mặt của các hợp chất cần xác định (< giới hạn phát hiện)

Hợp chất cần xác định không có trong mẫu (không nhận dạng được và không có chỉ thị về sự có mặt của hợp chất cần xác định), nếu:

- các yêu cầu về thời gian lưu tương đối không được đáp ứng;

- hoặc không có các điểm nhận dạng.

8  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm ngoài các quy định nêu trong tiêu chuẩn phân tích được áp dụng, phải có ít nhất các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) nhận dạng đầy đủ về mẫu;

c) các kết quả của quy trình nhận dạng, hợp chất cần xác định nhận dạng được, chỉ thị được hoặc không có mặt khi thực hiện theo tiêu chuẩn này;

d) tất cả các thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn này mà có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Phụ lục A

(tham khảo)

Khuyến nghị đối với các kỹ thuật thường được sử dụng nhất

A.1  Tổng quan

Phụ lục này đưa ra các khuyến nghị đối với các kỹ thuật MSⁿ được sử dụng phổ biến nhất.

A.2  Khuyến nghị đối với chế độ giám sát ion được chọn

Cường độ tương đối của các ion được phát hiện cần được biểu thị bằng phần trăm cường độ của ion chẩn đoán mạnh nhất, bằng cách chia diện tích pic hoặc chiều cao của các ion chẩn đoán cho diện tích hoặc chiều cao pic của ion chẩn đoán mạnh nhất.

A.3  Khuyến nghị đối với việc nhận dạng và phát hiện bằng hai lần khối phổ

Đối với phép đo hai lần khối phổ, áp dụng các khuyến nghị sau đây.

- Cần giám sát hai quá trình chuyển đổi hai ion sản phẩm mẹ.

- Trong một số trường hợp, sự kết hợp của một cặp ion sản phẩm mẹ có thể đủ để xác định. Nếu phòng thí nghiệm chọn chỉ sử dụng một cặp ion sản phẩm mẹ để nhận dạng thay vì hai cặp sản phẩm mẹ, thì dữ liệu xác nhận được yêu cầu ghi lại quá trình chuyển khối.

- Độ phân giải khối lượng của máy phân tích khối lượng thứ nhất phải được cài đặt ít nhất là độ phân giải đơn vị. Khi giám sát nhiều hơn một cặp ion sản phẩm ion mẹ, thì tốt nhất nên xác định độ nhiều tương đối của ion chẩn đoán từ diện tích pic hoặc chiều cao pic của sắc ký đồ giám sát phân mảnh một lần tích hợp.

- Tỷ số ion cần được tính bằng cách chia diện tích pic hoặc chiều cao pic của ion chẩn đoán cho diện tích pic hoặc chiều cao pic của ion chẩn đoán mạnh nhất

A.4  Khuyến nghị đối với việc thực hiện phép đo khối lượng chính xác

Phép đo khối lượng chính xác có khả năng xác định thành phần nguyên tố của ion. Phép đo khối lượng chính xác không thể phân biệt được các cấu trúc đồng phân nhưng nó thường đủ để xác định số nguyên tử cacbon, oxy, hydro, nitơ và các nguyên tử khác trong phân tử.

Báo cáo độ chính xác khối lượng theo phần triệu (ppm), sử dụng Công thức (A.1) sau đây:

Trong đó:

a_m là độ chính xác khối lượng, tính bằng phần triệu (ppm);

m_m là khối lượng đo được, tính theo tỷ số khối lượng trên điện tích (m/z);

m_t là khối lượng lý thuyết, tính theo tỷ số khối lượng trên điện tích (m/z).

Sử dụng bốn số thập phân khi biểu thị m_m và m_t.

Phụ lục B

(quy định)

Tiêu chí đối với phép đo quét toàn dải

Khi bắt buộc phải ghi lại phổ quét toàn dải, thì tất cả các ion chẩn đoán đo được phải có cường độ tương đối lớn hơn 10 % phổ chuẩn của chất chuẩn hiệu chuẩn. Các ion chẩn đoán có thể là:

- ion phân tử;

- các chất cộng đặc trưng của ion phân tử;

- các ion mảnh đặc trưng;

- các ion đồng vị.

CHÚ THÍCH 1: Việc ghi lại phổ quét toàn dải đôi khi được quy định hoặc theo thỏa thuận với khách hàng.

Các yêu cầu sau đây phải được đáp ứng.

- Đối với phân tích GC, quá trình quét toàn dải cần bắt đầu ở giá trị m/z là 35 Da, tránh bao gồm các ion phát sinh từ các khí vĩnh cửu. Việc quét một phần có thể bắt đầu ở giá trị m/z lớn hơn bất kỳ ion nào do tác nhân tạo dẫn xuất (như ion m/z 73 sinh ra từ các dẫn xuất trimetylsilyl) hoặc thuốc thử ion hóa hóa học.

- Đối với các kỹ thuật GC-MSⁿ và LC-MSⁿ trong Bảng 3, phải có mặt tất cả các ion chẩn đoán trong quá trình quét ion sản phẩm với độ nhiều tương đối lớn hơn 10 %.

CHÚ THÍCH 2: Độ nhiều tương đối của các ion chẩn đoán có thể thu được từ một phổ đơn ở đình pic hoặc phổ trung bình hoặc tích hợp các diện tích pic của các ion tách được.

Độ nhiều tương đối của mỗi ion chẩn đoán lớn hơn 10 % nằm trong giới hạn quy định trong Bảng 3.

Đối với phép đo quét toàn dải, cũng có thể sử dụng máy tính có tính năng tìm kiếm thư viện. Khi sử dụng tìm kiếm thư viện khối phổ, cả mẫu thử và dung dịch hiệu chuẩn phải giống với thư viện vượt quá hệ số khớp tới hạn. Hệ số khớp tới hạn đối với thư viện sử dụng là 90 % (thư viện tự tạo) và đối với thư viện chuẩn là 70 % (ví dụ: thư viện khối phổ NIST¹⁾].

Phụ lục C

(tham khảo)

Các ion chẩn đoán được sử dụng để nhận dạng sử dụng GC-MSⁿ và LC-MSⁿ

C.1  Tiêu chí lựa chọn cho các ion chẩn đoán

Các ion chẩn đoán phải có “giá trị duy nhất” cao. Khi lựa chọn các ion chẩn đoán, cần tuân theo các khuyến nghị sau:

- các giá trị m/z cao được ưu tiên hơn do có ý nghĩa cao hơn;

- các mảnh khối lượng chẵn được ưu tiên hơn các mảnh khối lượng lẻ;

- nếu có thể, ion phân tử cần được chọn là một trong các ion chẩn đoán;

- cường độ của các ion chẩn đoán tốt nhất là lớn hơn 15 % liên quan đến pic nền trong phổ;

- nếu các cụm đồng vị đặc trưng có mặt trong phổ khối (ví dụ: clo), thì nên chọn hai ion chẩn đoán từ một cụm đồng vị. Các đồng vị có thể rất đặc trưng cho các hợp chất phức tạp, tức là organotin (các hợp chất thiếc hữu cơ);

- nếu trong quá trình chuẩn bị mẫu, các hợp chất cần xác định đã được tạo dẫn xuất bằng thuốc thử có độ đặc hiệu tháp, thì chỉ một trong các ion M+ và M_der+ cần được chọn làm ion chẩn đoán (M+ là ion phân tử của hợp chất cần xác định được tạo dẫn xuất)

- có thể sử dụng một ion cộng làm ion chẩn đoán, nhưng không sử dụng nếu ion phân tử cũng được sử dụng. Các ion cộng của natri và kali không nên sử dụng làm ion chẩn đoán;

- trong việc lựa chọn các ion chẩn đoán, cần xem xét các giả cột điện thế, đề tránh các khối lượng tương ứng (ví dụ: m/z 73, m/z 207, m/z 281).

VÍ DỤ: MTBE và TAME có m/z 73 là ion chẩn đoán.

C.2  Tài liệu tham khảo với các ion chẩn đoán được khuyến nghị

Các tài liệu tham khảo sau đây cung cấp các ion chẩn đoán được khuyến nghị có thể được sử dụng để nhận dạng:

- ISO 22892;

- CEN/TR15641.

Phụ lục D

(tham khảo)

Ví dụ về cách tính các điểm nhận dạng

D.1  Tổng quan

Phụ lục này đưa ra các ví dụ về cách tính các điểm nhận dạng cho các kỹ thuật sau:

- EI-GC-MS độ phân giải thấp (D.2);

- LC-MSⁿ độ phân giải thấp (D.3);

- MSⁿ độ phân giải cao (D.4);

- GC-MSⁿ độ phân giải thấp (D.5);

- các ví dụ bổ sung (D.6).

D.2  Ví dụ về tính các điểm nhận dạng đối với EI-GC-MS độ phân giải thấp

D.2.1  Yêu cầu chung

Hợp chất: alachlor, các ion chẩn đoán 160, 188, 146.

Ba ion chẩn đoán được chọn có cường độ tương đối sau đây: 100 %, 82 % và 26 %.

D.2.2  Nhận dạng dựa trên thời gian lưu tương đối

Bảng D.1 - Thời gian lưu và thời gian lưu tương đối, tính bằng phút

Thời gian lưu tương đối được tính trên thời gian lưu ion/thời gian lưu atrazin-D5 (chất chuẩn nội). Xem Bảng D.1.

Thời gian lưu tương đối của ion 1 (160) trong mẫu 1 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,04 %.

[(1,0733 - 1,0729)71,0729] x 100 % = 0,04 %

Thời gian lưu tương đối của ion 2 (188) trong mẫu 1 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,05 %.

[(1,0727 - 1,0732)/1,0732] x 100 % = - 0,05 %

Thời gian lưu tương đối của ion 3 (146) trong mẫu 1 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,16 %.

[(1,0742 - 1,0724)/1,724] x 100 % = 0,16 %

Từng sự khác biệt này nhỏ hơn ± 0,5 % so với thời gian lưu tương đối trong dung dịch chuẩn hiệu chuẩn đo được sau cùng.

Các tiêu chí về thời gian lưu đã được đáp ứng. Cần đánh giá khối phổ để nhận dạng thêm.

D.2.3  Ví dụ dựa trên độ lệch tối đa cho phép của các cường độ tương đối

Bảng D.2 - Diện tích pic

Bảng D.3 - Cường độ tương đối của ion 2/ion 1 và ion 3/ion 1 dựa theo diện tích pic

Cường độ tương đối của ion chẩn đoán được xác định từ diện tích pic hoặc chiều cao pic của các sắc đồ ion đã chọn tích hợp. Xem Bảng D.2 và Bảng D.3.

Cường độ tương đối của ion 2/ion 1 (tính theo diện tích pic) của mẫu 1 là: 195876/260850 = 0,751. Cường độ tương đối của ion 3/ion 1 (tính theo diện tích pic) của mẫu 1 là: 76992/260850 = 0,295.

Độ lệch của ion 2 trong mẫu 1 là: [(0,751 - 0,820)/0,820] x 100 % = - 8,4 %.

Độ lệch của ion 3 trong mẫu 1 là: [(0,295 - 0,260)/0,260] x 100 % = 13,5 %.

Cường độ tương đối của ion 2 là 82 %. Độ lệch tối đa cho phép của ion 2 là ± 10 %. Cường độ tương đối của ion 3 là 26 %. Độ lệch tối đa cho phép của ion 3 là ± 15 %. Trên cơ sở ba ion chẩn đoán, thu được 3 điểm nhận dạng.

D.2.4  Kết luận

Các tiêu chí về thời gian lưu (xem D.2.2) và cường độ tương đối của ion (xem D.2.3) đã được đáp ứng và thu được 3 điểm nhận dạng. Trong trường hợp này, hợp chất cần xác định được coi là đã được nhận dạng (Hình 1 và Bảng 4).

D.3  Ví dụ về tính toán các điểm nhận dạng đối với LC-MSⁿ có độ phân giải thấp

D.3.1  Yêu cầu chung

Hợp chất: Imidacloprid; ion mẹ m/z 256; các ion sản phẩm m/z 209, 175.

Hai ion sản phẩm được chọn có cường độ tương đối sau đây: 100 % và 75 %.

D.3.2  Nhận dạng dựa trên thời gian lưu tương đối

Bảng D.4 - Thời gian lưu tương đối, tính bằng phút

Thời gian lưu tương đối của chất phân tích phải tương ứng với thời gian lưu của dung dịch hiệu chuẩn ở dung sai ± 2,5 % đối với LC.

Thời gian lưu tương đối của ion 1 (m/z 209) trong mẫu 2 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,25 %:

[(1,0526 - 1,0500)/1,0500] x 100 % = 0,25 %

Thời gian lưu tương đối của ion 2 (m/z 175) trong mẫu 2 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,25 %:

[(1,0526 - 1,0500)/1,0500] x 100 % = 0,25 %

Từng khác biệt này về thời gian lưu tương đối giữa mẫu và chất chuẩn hiệu chuẩn đo được cuối sau nhỏ hơn ± 2,5 %.

Các tiêu chí về thời gian lưu đã được đáp ứng. Cần đánh giá khối phổ để nhận dạng thêm.

D.3.3  Ví dụ dựa trên độ lệch tối đa cho phép của các cường độ tương đối

Bảng D.5 - Diện tích pic

Bảng D.6 - Cường độ tương đối của ion thứ cấp 2/ion sản phẩm 1

Cường độ tương đối của ion sản phẩm 2/ion sản phẩm 1 (tính theo diện tích pic) của chuẩn hiệu chuẩn là: 10313 807/13716160 = 0,752. Xem Bảng D.5 và Bảng D.6

Cường độ tương đối của ion sản phẩm 2/ion sản phẩm 1 (tính theo diện tích pic) của mẫu 2 là 683449/936220 = 0,730.

Độ lệch của tỷ số ion trong mẫu 2 là: (0,730 - 0,752)/0,752 x 100 % = - 2,9 %. Độ lệch tối đa cho phép đối với ion 2/ion 1 là ± 30 %.

Trên cơ sở của một ion mẹ và hai ion sản phẩm, thu được 4 điểm nhận dạng.

D.3.4  Kết luận

Các tiêu chí về thời gian lưu (xem D.3.2) và cường độ tương đối của ion (xem D.3.3) đã được đáp ứng và thu được 4 điểm nhận dạng. Trong trường hợp này, hợp chất cần xác định được coi là đã được nhận dạng (Hình 1 và Bảng 4 và Bảng 5).

D.4  Ví dụ về tính toán điểm nhận dạng đối với LC-MSⁿ độ phân giải cao

D.4.1  Yêu cầu chung

Hợp chất: sotalol; ion chẩn đoán có khối lượng chính xác, ion mẹ m/z 273, 12674 (ion 1), ion sản phẩm m/z 255, 11618 (ion 2).

Hai ion chẩn đoán được chọn có cường độ tương đối sau đây: 100 % và 42 %.

D.4.2  Nhận dạng dựa trên thời gian lưu tương đối

Bảng D.7 - Thời gian lưu tương đối, tính bằng phút

Thời gian lưu tương đối của chất phân tích phải tương ứng với thời gian lưu của dung dịch hiệu chuẩn ở dung sai ± 2,5 % đối với LC. Xem Bảng D.7.

Thời gian lưu tương đối của ion 1 trong mẫu 3 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,54 %:

[(1,0628- 1,0571 )/1,0571] x 100 % = 0,54 %

Thời gian lưu tương đối của ion 2 trong mẫu 3 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,54 %:

[(1,0628 - 1,0571)71,0571] x 100 % = 0,54 %

Mỗi chênh lệch về thời gian lưu tương đối giữa mẫu và chất chuẩn hiệu chuẩn đo được sau cùng nhỏ hơn ± 2,5 %.

Các tiêu chí về thời gian lưu đã được đáp ứng. Cần đánh giá khối phổ để nhận dạng thêm.

D.4.3  Tính độ chính xác khối lượng

Bảng D.8 - Độ chính xác khối lượng (m/z)

Độ chính xác khối lượng ion 1 trong mẫu 3 so với khối lượng lý thuyết:

[(273,12640 - 273,12674)/273,12674] x 10⁶ = 1,24 ppm

Độ chính xác khối lượng ion 2 trong mẫu 3 so với khối lượng lý thuyết:

[(255,11584 - 255,11618)/255,11618] x 10⁶ = 1,33 ppm

Độ chính xác khối lượng của ion 1 và ion 2 là < 5 ppm trong mẫu 3. Xem Bảng D.8.

D.4.4  Ví dụ dựa trên độ lệch tối đa cho phép của các cường độ tương đối

Bảng D.9 - Diện tích pic

Bảng D.10 - Cường độ tương đối của ion 2/ion1

Cường độ tương đối của ion 2/ion 1 (dựa theo diện tích pic) của chất chuẩn hiệu chuẩn là: 8062220/19356204 = 0,417. Xem Bảng D.9 và Bảng D.10.

Cường độ tương đối của ion 2/ion 1 (dựa theo diện tích pic) của mẫu 3 là: 2217521/5988280 = 0,370. Độ lệch của tỷ số ion trong mẫu 3 là: (0,370 - 0,417)/0,417 x 100 % = - 11,3 %.

Độ lệch tối đa cho phép đối với ion 2/ion 1 là ± 25 %.

D.4.5  Kết luận

Các tiêu chí về thời gian lưu (xem D.2), độ chính xác khối lượng (xem D.4.3) và cường độ tương đối của ion (xem D.4.4) đã được đáp ứng. Ion mẹ HR-MSⁿ thu được 2 điểm nhận dạng và ion sản phẩm HR-MSⁿ thu được 2,5 điểm nhận dạng. Trong tổng số 4,5 điểm nhận dạng thu được, hợp chất cần xác định được coi là nhận dạng được. (Xem Hình 1 và Bảng 4 và Bảng 5).

D.5  Ví dụ về tính toán các điểm nhận dạng đối với GC-MSⁿ độ phân giải thấp

D.5.1  Yêu cầu chung

Hợp chất: Dichlorvos, thời gian lưu 12,37 min. Ion mẹ: m/z 185, các ion sản phẩm: 93, 109; cường độ tương đối của ion thứ cấp 2 trong chất chuẩn hiệu chuẩn: 38,2 %

D.5.2  Nhận dạng dựa trên thời gian lưu tương đối

Bảng D.11 - Thời gian lưu tương đối, tính bằng phút

Thời gian lưu tương đối của chất phân tích phải tương ứng với thời gian lưu của dung dịch hiệu chuẩn ở dung sai ± 0,5 % đối với GC. Xem Bằng D.11.

Thời gian lưu tương đối của ion sản phẩm 1 (m/z 93) trong mẫu 4 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,08 %:

[(1,0065 - 1,0057)/1,0057] x 100 % = 0,08 %

Thời gian lưu tương đối của ion sản phẩm 2 (m/z 109) trong mẫu 4 khác với thời gian lưu tương đối của chất chuẩn hiệu chuẩn 0,08 %:

[(1,0065 - 1,0057)/1,0057] x 100 % = 0,08 %

Chênh lệch này về thời gian lưu tương đối giữa mẫu và chất chuẩn hiệu chuẩn đo được sau cùng nhỏ hơn ± 0,5 %.

Các tiêu chí về thời gian lưu đã được đáp ứng. Cần đánh giá khối phổ để nhận dạng thêm.

D.5.3  Ví dụ dựa trên độ lệch tối đa cho phép của các cường độ tương đối

Bảng D.12 - Diện tích pic

Bảng D.13 - Cường độ tương đối dựa trên diện tích pic của ion thứ cấp 2/ion sản phẩm 1

Cường độ tương đối của ion thứ hai và ion thứ nhất giữa chất chuẩn hiệu chuẩn và mẫu không được chênh lệch quá 30 %. Xem Bảng D.12 đến Bảng D.13.

Cường độ tương đối của ion sản phẩm 2/ion sản phẩm 1 (dựa theo diện tích pic) của mẫu 4 khác với cường độ tương đối trong tiêu chuẩn hiệu chuẩn 7,99 %:

[(0,351 - 0,382)/0,382] x 100 % = 7,99 %

Một điểm nhận dạng thu được trên cơ sở của ion mẹ. Ba (2 x 1,5) điểm nhận dạng thu được trên cơ sở 2 ion chẩn đoán có cường độ tương đối phù hợp.

D.5.4  Kết luận

Tiêu chí về thời gian lưu (xem D.5.2) và cường độ tương đối của ion (xem D.5.3) được đáp ứng và thu được bốn điểm nhận dạng. Trong trường hợp này, hợp chất cần xác định được coi như nhận dạng được (Hình 1 và Bảng 4 và Bảng 5).

D.6  Các ví dụ bổ sung về cách tính các điểm nhận dạng

Ngoài các thông tin nêu ở Bảng 4, Bảng D.14 cung cấp các ví dụ bổ sung về cách tính các điểm nhận dạng.

Bảng D.14 - Các ví dụ bổ sung về cách tính các điểm nhận dạng

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] EN 16693, Water quality- Determination of organochlorine pesticides (OCP) in whole water samples- Method using solid phase extraction (SPE) with SPE-disks combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

[2] ISO 17294-1, Water quality- Application of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) - Part 1: General guidelines

[3] ISO 17943, Water quality- Determination of volatile organic compounds in water- Method using headspace solid-phase micro-extraction (HS-SPME) followed by gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS)

[4] ISO 18073, Water quality- Determination of tetra- to octa-chlorinated dioxins and furans- Method using isotope dilution HRGC/HRMS

[5] ISO 22892, Soil quality- Guidelines for the identification of target compounds by gas chromatography and mass spectrometry

[6] EU, 2002. Commission Decision 12 august 2002. Implementing Council Directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and the interpretation of results. Docnr: C(2002)3044

[7] Nielen M.W.F. et al„ Analytica Chimica Acta 586 (2007) pp. 122-129

[8] stolker A.A. et al., J. of Chrom. A, 1067 (2005) pp. 15-53

[9] European Commission, SANTE/11813/2017, Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues and analysis in food and feed. http://www.eurl-pesticides.eu/docs/public/tmplt_article.asp?CntlD=727

[10] TCVN ISO/IEC 17025, Yêu cầu chung về năng lực của các phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn.

[11] TCVN 13677-2 (ISO 21253-2), Chất lượng nước - Phương pháp đa hợp chất theo lớp - Phần 2: Tiêu chí xác định định lượng các chất hữu cơ bằng phương pháp phân tích đa hợp chất theo lớp.

[12] CEN/TR 15641, Food analysis - Determination of pesticide residues by LCMS/MS - Tandem mass spectrometric parameters