Время-пролетный анализатор

Ионно-циклотронный резонанс

Благодаря потребностям протеомики, метаболомики, липидомики и анализа биополимеров все более широкое распространение получил в последнее время масс-анализатор на основе ионно-циклоьтронного резонанса. Именно этот тип масс-анализатора позволяет наиболее точно померить массу иона, обладает очень высоким разрешением. Высокое разрешение позволяет работать с полипротонированными ионами, охотно образующимися при ионизации белков и пептидов в электроспрее, а высокая точность определения массы позволяет получать брутто-формулу ионов, делая возможным определять структуру последовательностей аминокислотных остатков в пептидах и белках, а также детектировать послетрансляционные модификации белков. Это сделало возможным секвенировать белки без их предварительного гидролиза на пептиды. Такой способ получил название "Top-down" протеомики.

Получение уникальной информации стало возможно благодаря применению масс-анализатора ионно-циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием. В этом анализаторе ионы влетают в сильное магнитное поле и вращаются там по циклическим орбитам (как в циклотроне, ускорителе элементарных частиц). Такой масс-анализатор обладает определенными преимуществами: имеет очень высокое разрешение, диапазон измеряемых масс весьма широк, может анализировать ионы, получаемые всеми способами.

При исследовании соединений, непереводимых в газовую "время-пролетные" (Time Of Flight, TOF) масс-анализаторы. Ионы сортируются по массам за счет закономерностей движения заряженных частиц в поле (магнитном или электростатическом). И это не совсем относится к время-пролетным анализаторам, поскольку в них, как раз, ионы движутся в бесполевом пространстве. Ионы из источника разгоняются электрическим полем, приобретая достаточно большую кинетическую энергию, и вылетают в бесполевое пространство. На входе в это пространство все ионы имеют одинаковую кинетическую энергию, а если вспомнить всем известную формулу, выражающую величину кинетической энергии через массу и скорость, то, очевидно, в зависимости от массы ионы будут двигаться с разными скоростями и, соотвественно, в разное время достигнут детектора, расположенного в конце трубы их пролета. Зарегистрировав их и измерив время, можно посчитать и их массу. Все процессы, о которых мы здесь говорим происходят за миллионные доли секунды. То есть, этот масс-анализатор очень "быстрый". На основе такого масс-анализатора можно построить очень быстрый (и чувствительный) масс-спектрометр, что может оказаться весьма выигрышным, особенно при анализе органических веществ, представляющих собой смесь огромного количества индивидуальных соединений (например, нефть).