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spectrométrie de masse

la spectrométrie de masse est une technique analytique puissante utilisée pour quantifier des matériaux connus, pour identifier des composés inconnus dans un échantillon, et D’élucider la structure et les propriétés chimiques de différentes molécules., Le processus complet implique la conversion de l’échantillon en ions gazeux, avec ou sans fragmentation, qui sont ensuite caractérisés par leurs rapports masse/charge (M / z) et leurs abondances relatives.

cette technique étudie essentiellement l’effet de l’énergie ionisante sur les molécules. Cela dépend des réactions chimiques en phase gazeuse dans lesquelles les molécules d’échantillon sont consommées lors de la formation d’espèces ioniques et neutres.,

principe de base

un spectromètre de masse génère plusieurs ions à partir de l’échantillon étudié, il les sépare ensuite en fonction de leur rapport masse / charge spécifique (m / z), puis enregistre l’abondance relative de chaque type d’ion.

la première étape de l’analyse spectrométrique de masse des composés est la production d’ions en phase gazeuse du composé, essentiellement par ionisation électronique. Cet ion moléculaire subit une fragmentation. Chaque ion produit primaire dérivé de l’ion moléculaire, à son tour, subit une fragmentation, etc., Les ions sont séparés dans le spectromètre de masse en fonction de leur rapport masse / charge, et sont détectés proportionnellement à leur abondance. Un spectre de masse de la molécule est ainsi produit. Il affiche le résultat sous la forme d’un graphique de l’abondance des ions par rapport au rapport masse / charge. Les Ions fournissent des informations sur la nature et la structure de leur molécule précurseur. Dans le spectre d’un composé pur, l’ion moléculaire, s’il est présent, apparaît à la valeur la plus élevée de m/z (suivi des ions contenant des isotopes plus lourds) et donne la masse moléculaire du composé.,

composants

l’instrument se compose de trois composants principaux:

1. Source D’ions: pour produire des ions gazeux à partir de la substance étudiée.

2. analyseur: pour résoudre les ions en leurs caractéristiques composantes de masse en fonction de leur rapport masse / charge.

3. Système de détection: pour détecter les ions et enregistrer l’abondance relative de chacune des espèces ioniques résolues.,

en outre, un système d’introduction d’échantillons est nécessaire pour admettre les échantillons à étudier à la source d’ions tout en maintenant les exigences de vide poussé (~10-6 à 10-8 mm de mercure) de la technique; et un ordinateur est nécessaire pour contrôler l’instrument, acquérir et manipuler des données, et comparer les spectres aux bibliothèques de référence.,

Avec tous les éléments ci-dessus, un spectromètre de masse doit toujours effectuer les procédures suivantes:

1. Produire des ions de l’échantillon dans la source d’ionisation.

2. séparer ces ions en fonction de leur rapport masse / charge dans l’analyseur de masse.

3. finalement, fragmentez les ions sélectionnés et analysez les fragments dans un second analyseur.,

4. détectez les ions sortant du dernier analyseur et mesurez leur abondance avec le détecteur qui convertit les ions en signaux électriques.

5. traiter les signaux du détecteur qui sont transmis à l’ordinateur et contrôler l’instrument à l’aide de rétroaction.

analyse des biomolécules par spectrométrie de masse

la spectrométrie de masse devient rapidement un domaine indispensable pour l’analyse des biomolécules., Jusqu’aux années 1970, les seules techniques analytiques fournissant des informations similaires étaient les méthodes électrophorétiques, chromatographiques ou d’ultracentrifugation. Les résultats n’étaient pas absolus car ils étaient basés sur des caractéristiques autres que le poids moléculaire. Ainsi, la seule possibilité de connaître le poids moléculaire exact d’une macromolécule restait son calcul basé sur sa structure chimique.,

le développement de méthodes d’ionisation par désorption basées sur l’émission d’ions préexistants tels que la désorption plasma (PD), le bombardement rapide d’atomes (FAB) ou la désorption laser (LD), a permis l’application de la spectrométrie de masse pour l’analyse de biomolécules complexes.

l’Analyse de Glycanes

les Oligosaccharides sont des molécules formées par l’association de plusieurs monosaccharides
liés par des liaisons glycosidiques. La détermination de la structure complète des oligosaccharides est plus complexe que celle des protéines ou des oligonucléotides., Il implique la détermination de composants supplémentaires en raison de la nature isomérique des monosaccharides et de leur capacité à former des oligosaccharides linéaires ou ramifiés. Connaître la structure d’un oligosaccharide nécessite non seulement la détermination de sa séquence monosaccharidique et de son schéma de ramification, mais aussi la position de l’isomère et la configuration anomérique de chacune de ses liaisons glycosidiques.

Les progrès de la glycobiologie impliquent une étude approfondie de la structure, de la bio-synthèse et de la biologie des sucres et des saccharides., La spectrométrie de masse (MS) est en train de devenir une technologie habilitante dans le domaine de la glycomique et de la glycobiologie.

l’Analyse des Lipides

les Lipides sont constitués de nombreuses classes de molécules différentes qui sont solubles dans les solvants organiques. La lipidomique, une partie importante de la métabolomique, constitue l’analyse détaillée et la caractérisation globale, à la fois spatiale et temporelle, de la structure et de la fonction des lipides (le lipidome) dans un système vivant.

de nombreuses nouvelles stratégies d’analyse des lipides par spectrométrie de masse ont été développées., Les méthodologies lipidomiques les plus populaires impliquent des sources d’ionisation par électrospray (ESI) et des analyseurs triples quadripolaires. En utilisant la spectrométrie de masse, il est possible de déterminer le poids moléculaire, la composition élémentaire, la position de la ramification et la nature des substituants dans la structure lipidique.

analyse des protéines et des Peptides

Les protéines et les peptides sont des polymères linéaires constitués de combinaisons des 20 acides aminés liés par des liaisons peptidiques. Les protéines subissent plusieurs modifications post-traductionnelles, étendant la gamme de leur fonction via de telles modifications.,

Le terme protéomique fait référence à l’analyse de la teneur complète en protéines dans un système vivant, y compris des protéines modifiées co – et post-traductionnellement et des variantes épissées alternativement. La spectrométrie de masse est maintenant devenue une technique cruciale pour presque toutes les expériences de protéomique. Il permet une détermination précise de la masse moléculaire des peptides ainsi que de leurs séquences. Cette information peut très bien être utilisée pour l’identification des protéines, le séquençage de novo et l’identification des modifications post-traductionnelles.,

analyse des oligonucléotides

les oligonucléotides (ADN ou ARN), sont des polymères linéaires de nucléotides. Ceux-ci sont composés d’une base azotée, d’un sucre ribose et d’un groupe phosphate. Les oligonucléotides peuvent subir plusieurs modifications covalentes naturelles qui sont couramment présentes dans les ARNt et les ARNr, ou non naturelles résultant de réactions avec des composés exogènes. La spectrométrie de masse joue un rôle important dans l’identification de ces modifications et la détermination de leur structure ainsi que leur position dans l’oligonucléotide., Il permet non seulement la détermination du poids moléculaire des oligonucléotides, mais aussi de manière directe ou indirecte, la détermination de leurs séquences.

logiciel d’analyse de données par spectrométrie de masse

SimGlycan® prédit la structure des glycanes et des glycopeptides à partir des données MS / MS acquises par spectrométrie de masse, facilitant ainsi les études de glycosylation et de modification post-traductionnelle. SimGlycan® accepte les profils de MS expérimentaux, à la fois des glycopeptides et des glycanes libérés, les associe à sa propre base de données et génère une liste de structures probables., Le logiciel prend également en charge l’analyse des données de spectrométrie de masse à plusieurs étages qui permet l’élucidation structurelle et l’identification des voies de fragmentation.

SimLipid est un outil innovant de caractérisation des lipides qui permet l’élucidation structurelle de lipides inconnus à l’aide de données MS / ms. Le logiciel analyse les données de spectrométrie de masse lipidique pour caractériser et profiler les lipides. SimLipid peut également annoter les spectres de masse avec les structures lipidiques identifiées à l’aide d’abréviations.