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Espectrometria de Massa

a espectrometria de Massa é uma poderosa técnica analítica utilizada para quantificar conhecido materiais, para identificar desconhecido compostos dentro de uma amostra, e para elucidar a estrutura e propriedades químicas de moléculas diferentes., O processo completo envolve a conversão da amostra em íons gasosos, com ou sem fragmentação, que são então caracterizados por suas razões massa a carga (m/z) e abundância relativa.

esta técnica basicamente estuda o efeito da energia ionizante sobre as moléculas. Depende de reações químicas na fase gasosa em que moléculas de amostra são consumidas durante a formação de espécies iônicas e neutras.,

princípio básico

um espectrômetro de massa gera vários íons da amostra sob investigação, então separa-os de acordo com a sua razão específica massa-carga (m/z), e então registra a abundância relativa de cada tipo de íon.

O primeiro passo na análise espectrométrica de massa de compostos é a produção de íons de fase gasosa do composto, basicamente por ionização eletrônica. Este íon molecular sofre fragmentação. Cada íon do produto primário derivado do íon molecular, por sua vez, sofre fragmentação, e assim por diante., Os íons são separados no espectrômetro de massa de acordo com sua relação massa-carga, e são detectados em proporção à sua abundância. Um espectro de massa da molécula é assim produzido. Ele exibe o resultado na forma de um gráfico de abundância de íons versus relação massa-carga. Os íons fornecem informações sobre a natureza e a estrutura da sua molécula precursora. No espectro de um composto puro, o íon molecular, se presente, aparece no valor mais alto de m / z (seguido por íons contendo isótopos mais pesados) e dá a massa molecular do composto.,

componentes

o instrumento consiste em três componentes principais:

1. fonte iónica: para a produção de iões gasosos a partir da substância em estudo.Analisador

2. analisador: para a resolução dos íons nas suas características, componentes de massa de acordo com a sua relação massa / carga.sistema de detecção

3. : para detectar os iões e registar a abundância relativa de cada uma das espécies iónicas resolvidas.,

além disso, um sistema de introdução de amostra, é necessário admitir que as amostras a serem estudadas para a fonte de íons, mantendo o alto vácuo requisitos (~10-6 para 10-8 mm de mercúrio) da técnica; e um computador é necessário para controlar o aparelho, adquirir e manipular dados e comparar os espectros de bibliotecas de referência.,

Com todos os componentes acima, um espectrômetro de massa deve sempre realizar os seguintes processos:

1. Produzir íons da amostra na fonte de ionização.

2. separe estes íons de acordo com a sua relação massa-carga no analisador de massa.

3. eventualmente, fragmentar os íons selecionados e analisar os fragmentos em um segundo analisador.,

4. detectar os iões que emergem do último analisador e medir a sua abundância com o detector que converte os iões em sinais eléctricos.

5. processa os sinais do detector que são transmitidos ao computador e controla o instrumento usando feedback.

A análise de biomoléculas utilizando espectrometria de massa

espectrometria de massa torna-se rapidamente um campo indispensável para a análise de biomoléculas., Até à década de 1970, as únicas técnicas analíticas que forneceram informações semelhantes eram métodos electroforéticos, cromatográficos ou ultracentrifugadores. Os resultados não foram absolutos, uma vez que se basearam em características diferentes do peso molecular. Assim, a única possibilidade de conhecer o peso molecular exato de uma macromolécula permaneceu o seu cálculo baseado na sua estrutura química.,

o desenvolvimento de métodos de ionização por dessorção baseados na emissão de íons pré-existentes, tais como dessorção plasmática (PD), bombardeamento rápido de átomos (FAB) ou dessorção laser (LD), permitiu a aplicação de espectrometria de massa para analisar biomoléculas complexas.

Análise de glicanos

oligossacáridos são moléculas formadas pela Associação de vários monossacáridos ligados através de ligações glicosídicas. A determinação da estrutura completa dos oligossacáridos é mais complexa do que a de proteínas ou oligonucleótidos., Envolve a determinação de componentes adicionais em consequência da natureza isomérica dos monossacáridos e da sua capacidade para formar oligossacáridos lineares ou ramificados. Conhecer a estrutura de um oligossacárido requer não só a determinação da sua sequência monossacárida e do seu padrão de ramificação, mas também a posição isomérica e a configuração anomérica de cada uma das suas ligações glicosídicas.

os avanços na glicobiologia envolvem um estudo abrangente da estrutura, bio-síntese e biologia dos açúcares e dos sacáridos., A espectrometria de massa (MS) está emergindo como uma tecnologia facilitadora no campo da glicômica e glicobiologia.

A análise de lípidos

lípidos é composta por muitas classes de diferentes moléculas que são solúveis em solventes orgânicos. A lipidômica, uma parte importante da metabolômica, constitui a análise detalhada e caracterização global, tanto espacial quanto temporal, da estrutura e função dos lípidos (o lipídoma) dentro de um sistema vivo.

muitas novas estratégias para análises de lípidos baseadas em espectrometria de massa foram desenvolvidas., As metodologias lipidómicas mais populares envolvem fontes de ionização por electrospray (ESI) e analisadores triplos de quadrúpedes. Usando espectrometria de massa, é possível determinar o peso molecular, a composição elementar, a posição de ramificação e a natureza dos substituintes na estrutura lipídica.as proteínas e peptídeos são polímeros lineares constituídos por combinações dos 20 aminoácidos ligados por ligações peptídicas. As proteínas sofrem várias modificações pós-translacionais, estendendo a gama de suas funções através de tais modificações.,

O termo Proteómica refere – se à análise do conteúdo proteico completo num sistema vivo, incluindo proteínas CO-e pós-translacionalmente modificadas e variantes de spliced alternativamente. A espectrometria de massa tornou-se uma técnica crucial para quase todos os experimentos proteômicos. Permite determinar com precisão a massa molecular dos peptídeos, bem como as suas sequências. Esta informação pode muito bem ser utilizada para identificação de proteínas, sequenciação de novo e identificação de modificações pós-translacionais.,

A análise de oligonucleótidos

oligonucleótidos (ADN ou ARN) são polímeros lineares de nucleótidos. Estes são compostos por uma base azotada, um açúcar ribose e um grupo de fosfato. Oligonucleótidos podem sofrer várias modificações covalentes naturais que são comumente presentes em tRNA e rRNA, ou não naturais resultantes de reações com compostos exógenos. A espectrometria de massa desempenha um papel importante na identificação destas modificações e na determinação da sua estrutura, bem como da sua posição no oligonucleótido., Não só permite determinar o peso molecular dos oligonucleótidos, mas também de forma direta ou indireta, a determinação das suas sequências.

Software for Mass Spectrometric Data Analysis

Simglican® predicts the structure of glycans and glycopeptides from the MS/MS data acquired by mass spectrometry, facilitating glycosylation and post translational modification studies. A simglican® aceita os perfis experimentais em MS, tanto dos glicopeptídeos como dos glicanos libertados, combina – os com o seu próprio banco de dados e gera uma lista de estruturas prováveis., O software também suporta análise de dados de espectrometria de massa de múltiplos estágios que permite elucidação estrutural e identificação de caminhos de fragmentação.

SimLipid é uma ferramenta inovadora de caracterização de lípidos que permite a elucidação estrutural de lípidos desconhecidos usando dados MS/MS. O software analisa dados espectrométricos de massa lípidos para caracterizar e traçar o perfil de lípidos. SimLipid can also annotate mass spectra with the lipid structures identified using abbreviations.