Bibliografie >> Spectrometrie de Masă

Spectrometrie de Masă

spectrometria de Masă este un puternic tehnici analitice utilizate pentru cuantificarea materialelor cunoscute, pentru a identifica compuși necunoscute într-o probă, și pentru a elucida structura și proprietățile chimice de molecule diferite., Procesul complet implică conversia probei în ioni gazoși, cu sau fără fragmentare, care sunt apoi caracterizați prin masa lor în raporturile de încărcare (M/z) și abundența relativă. această tehnică studiază practic efectul energiei ionizante asupra moleculelor. Depinde de reacțiile chimice în faza gazoasă în care moleculele de probă sunt consumate în timpul formării speciilor ionice și neutre.,

principiul de bază

un spectrometru de masă generează mai mulți ioni din proba investigată, apoi îi separă în funcție de raportul lor specific de masă-încărcare (M / z) și apoi înregistrează abundența relativă a fiecărui tip de ioni.primul pas în analiza spectrometrică de masă a compușilor este producerea de ioni de fază gazoasă a compusului, practic prin ionizare electronică. Acest ion molecular suferă fragmentare. Fiecare ion de produs primar derivat din ionul molecular, la rândul său, suferă fragmentare și așa mai departe., Ionii sunt separați în spectrometrul de masă în funcție de raportul masă-încărcare și sunt detectați proporțional cu abundența lor. Astfel se produce un spectru de masă al moleculei. Acesta afișează rezultatul sub forma unui complot al abundenței ionice față de raportul masă-încărcare. Ionii furnizează informații privind natura și structura moleculei lor precursoare. În spectrul unui compus pur, ionul molecular, dacă este prezent, apare la cea mai mare valoare a m/z (urmată de ioni care conțin izotopi mai grei) și dă masa moleculară a compusului.,

componente

instrumentul este format din trei componente majore:

1. sursă de ioni: pentru producerea ionilor gazoși din substanța studiată.Analizor: pentru rezolvarea ionilor în caracteristicile lor componente de masă în funcție de raportul lor masă-încărcare.sistem Detector: pentru detectarea ionilor și înregistrarea abundenței relative a fiecărei specii ionice rezolvate.,în plus, este necesar un sistem de introducere a probelor pentru a admite probele care urmează să fie studiate la sursa de ioni, menținând în același timp cerințele înalte de vid (~10-6 până la 10-8 mm de mercur) ale tehnicii; și este necesar un computer pentru a controla instrumentul, pentru a achiziționa și manipula datele și pentru a compara spectrele cu bibliotecile de referință.,

   

   Figura: Componente ale unui Spectrometru de Masă

   Cu toate componentele de mai sus, un spectrometru de masă ar trebui să efectueze întotdeauna următoarele procese:

   1. Produce ioni din eșantion în sursa de ionizare.

   2. separați acești ioni în funcție de raportul masă-încărcare în analizorul de masă.în cele din urmă, fragmentați ionii selectați și analizați fragmentele într-un al doilea Analizor.,detectați ionii care ies din ultimul analizor și măsurați abundența lor cu detectorul care transformă ionii în semnale electrice.procesați semnalele de la detector care sunt transmise computerului și controlați instrumentul folosind feedback.

   analiza biomoleculelor folosind spectrometria de masă

   spectrometria de masă devine rapid un câmp indispensabil pentru analiza biomoleculelor., Până în anii 1970, singurele tehnici analitice care au furnizat informații similare au fost metodele electroforetice, cromatografice sau ultracentrifugare. Rezultatele nu au fost absolute, deoarece s-au bazat pe alte caracteristici decât greutatea moleculară. Astfel, singura posibilitate de a cunoaște greutatea moleculară exactă a unei macromolecule a rămas calculul său bazat pe structura sa chimică.,dezvoltarea metodelor de ionizare a desorbției bazate pe emisia de ioni preexistenți, cum ar fi desorbția plasmatică (PD), bombardamentul Atomic rapid (FAB) sau desorbția laser (LD), a permis aplicarea spectrometriei de masă pentru analiza biomoleculelor complexe.

   analiza Glicanilor

   oligozaharidele sunt molecule formate prin asocierea mai multor monozaharide
   legate prin legături glicozidice. Determinarea structurii complete a oligozaharidelor este mai complexă decât cea a proteinelor sau a oligonucleotidelor., Aceasta implică determinarea componentelor suplimentare ca urmare a naturii izomerice a monozaharidelor și a capacității lor de a forma oligozaharide liniare sau ramificate. Cunoașterea structurii unei oligozaharide necesită nu numai determinarea sale monozaharidă secvență și model de ramificare, dar, de asemenea, izomer de poziție și anomeric de configurare de fiecare glicozidice.avansurile în glicobiologie implică un studiu cuprinzător al structurii, bio-sintezei și biologiei zaharurilor și zaharidelor., Spectrometria de masă (MS) apare ca o tehnologie care permite în domeniul glicomicii și glicobiologiei.

   analiza lipidelor

   lipidele sunt alcătuite din mai multe clase de molecule diferite, care sunt solubile în solvenți organici. Lipidomics, o mare parte din metabolomică, constituie o analiză detaliată și de caracterizare globala, atât spațial și temporal, de structura și funcția de lipide (lipidome) într-un sistem viu. au fost dezvoltate multe strategii noi pentru analizele lipidelor bazate pe spectrometrie de masă., Cele mai populare metodologii lipidomice implică surse de ionizare electrospray (ESI) și analizoare triple quadrupole. Folosind spectrometria de masă, este posibil să se determine greutatea moleculară, compoziția elementară, poziția ramificării și natura substituenților în structura lipidică.

   analiza proteinelor și peptidelor

   proteinele și peptidele sunt polimeri liniari alcătuiți din combinații ale celor 20 de aminoacizi legați prin legături peptidice. Proteinele suferă mai multe modificări post-translaționale, extinzând gama funcției lor prin astfel de modificări.,termenul proteomică se referă la analiza conținutului complet de proteine într – un sistem viu, incluzând proteine modificate co-și post-translațional și variante îmbinate alternativ. Spectrometria de masă a devenit acum o tehnică crucială pentru aproape toate experimentele proteomice. Permite determinarea precisă a masei moleculare a peptidelor, precum și a secvențelor acestora. Aceste informații pot fi foarte bine utilizate pentru identificarea proteinelor, secvențierea de novo și identificarea modificărilor post-translaționale.,

   analiza Oligonucleotidelor

   Oligonucleotidele (ADN sau ARN) sunt polimeri liniari ai nucleotidelor. Acestea sunt compuse dintr-o bază azotată, un zahăr riboză și o grupare fosfat. Oligonucleotidele pot suferi mai multe modificări covalente naturale care sunt frecvent prezente în Arnt și ARNr, sau cele nenaturale care rezultă din reacțiile cu compuși exogeni. Spectrometria de masă joacă un rol important în identificarea acestor modificări și determinarea structurii lor, precum și a poziției lor în oligonucleotidă., Nu numai că permite determinarea greutății moleculare a oligonucleotidelor, ci și în mod direct sau indirect, determinarea secvențelor lor.

   software pentru analiza datelor spectrometrice de masă

   Simglican ® prezice structura glicanilor și glicopeptidelor din datele MS/MS obținute prin spectrometrie de masă, facilitând glicozilarea și studiile de modificare post-translațională. SimGlycan® acceptă experimentale MS profile, de ambele glicopeptidelor și a lansat glicanii, le potrivește cu propria bază de date și generează o listă de probabile structuri., Software-ul acceptă, de asemenea, analiza datelor cu spectrometrie de masă în mai multe etape, care permite elucidarea structurală și identificarea căilor de fragmentare.SimLipid este un instrument inovator de caracterizare a lipidelor care permite elucidarea structurală a lipidelor necunoscute folosind date MS / MS. Software-ul analizează datele spectrometrice de masă lipidice pentru caracterizarea și profilarea lipidelor. SimLipid poate adnota, de asemenea, spectrele de masă cu structurile lipidice identificate folosind abrevieri.