» » » Что такое масс-спектрометрия?


Масс-спектрометрия – это аналитический метод, используемый для идентификации различных соединений на основе структуры образцов атомов в молекуле и их зарядового состояния, что позволяет ученным проводить «слепой» анализ неизвестного образца без какого-либо предварительного знания о его составе.

Такая аналитическая мощь сделала этот метод незаменимым инструментом как для качественного, так и для количественного применения. За последние два десятилетия огромные технологические достижения позволили использовать его при изучении пептидов, белков, углеводов, нуклеиновых кислот, лекарств и множества других биологически уместных молекул.

Принципы масс-спектрометрии

Основной принцип масс-спектрометрии заключается в ионизирующих химических соединениях, которые генерируют заряженные молекулы (или фрагменты) в результате чего становится возможным определение их отношения массы к заряду. Следовательно, даже название «масс-спектрометрия» является своего рода неправильным.

Анализ данных, полученных с помощью масс-спектрометрии, представляет собой сложную проблему, характерную для типа эксперимента. Существуют общие подразделы данных, фундаментальные для правильного понимания; кроме того, очень важно знать, являются ли наблюдаемые ионы отрицательно или положительно заряженными.

Масс-спектрометрию можно использовать для измерения молекулярной структуры, молярной массы или чистоты образца. Поскольку каждый из этих запросов требует другого экспериментального подхода, подходящее определение экспериментальной цели является предпосылкой для получения и анализа данных.

Масс-спектрометры

Первый масс-спектрометр, который анализировал только малые неорганические молекулы, был разработан в 1912 году, но современные масс-спектрометры могут использоваться для анализа биологических макромолекул – практически без ограничений массы. По существу, любая информация, полученная от масс-спектрометра, является результатом анализа газофазных ионов.

Масс-спектрометр состоит из трех основных модулей: источника ионизации, который преобразует молекулы газовой фазы в ионы, масс-анализатора, который сортирует ионы на основе их масс (с использованием электромагнитных полей) и детектор, который измеряет значение индикатора и предоставляет данные для расчета толщины существующих ионов.

Ключевым фактором, определяющим чувствительность масс-спектрометра, является масс-анализатор, в котором происходит разделение ионов. Поэтому объединение двух или более анализаторов в одном и том же масс-спектрометре может обеспечить высокую производительность и разрешение.

Типы масс-спектрометрии

Тандемная масс-спектрометрия нашла свое применение в секвенировании пептидов, а также в структурной характеристике небольших олигонуклеотидов, углеводов и липидов. Он использует две отдельные стадии массового анализа для выборочного изучения фрагментации отдельных ионов, присутствующих в смеси ионов.

Одной из наиболее часто используемых комбинаций является газовая хроматография-масс-спектрометрия. В этом методе различные соединения разделяются газовым хроматографом и затем ионизируются металлической нитью, к которой применяется напряжение. Затем интактные ионы и фрагменты детектируют с помощью анализатора масс-спектрометра.

Жидкая хроматография-масс-спектрометрия сначала разделяет соединения хроматографически, прежде чем они направятся к источнику ионов и масс-спектрометру. Подвижная фаза представляет собой жидкость и источник электрораспылительной ионизации наиболее часто используется в этой технике.

В спектроскопии ионной подвижности ионы первоначально разделяются временем дрейфа через некоторый нейтральный газ при градиенте электрического потенциала до их введения в масс-спектрометр.