Общие понятия о масс-спектрометрии

Основы масс-спектрометрии

Лекция 18

1 Общие понятия о масс-спектрометрии

2. Устройство и принципы работы узлов масс спектрометра

– Ионизатор

– Масс-анализаторы

– Детекторы

3. Типы масс-спектрометров

4.Характеристики масс-спектрометров

5.Применение масс-спектрометрии

Масс-спектрометрию описывали как мельчайшие весы в мире, не из-за размера масс-спектрометра, а из-за того, что он взвешивает – молекулы. За последнее время масс-спектрометрия претерпела потрясающий технологический подъём, позволяющий применять её для белков, пептидов, углеводов, ДНК, лекарств и многих других биологически активных молекул. Благодаря таким способам ионизации, как ионизация электроспрея (ESI) или лазерная десорбция/ионизация из матрицы (MALDI), масс-спектрометрия стала незаменимым инструментом для биохимических исследований.

В основе масс-спектрометрии лежат физические методы измерения отношения массы заряженных частиц материи (ионов) к их заряду –m/z. В масс-спектрометрии устанавливают как качественный состав исследуемого вещества (природу составляющих его атомов, структуру фрагментов молекул и молекул целиком) так и количественный состав. В отличие от других физико-химических методов, масс-спектрометрия имеет дело с самими частицами вещества. Для измерения соотношения m/z частиц, составляющих вещество, используются законы движения заряженных частиц в магнитном или электрическом поле.

Для этого молекулы или атомы ионизируются. Ионы генерируются при потере или получении заряда нейтральными частицами. После образования ионы электростатически направляются в анализатор массы, где они разделяются соответственно своему m/z и, наконец, детектируются. Результатом ионизации молекул, разделения ионов и детектирования ионов является спектр, по которому можно определить молекулярную массу и даже некоторую информацию о строении вещества. Масс-спектрометр выполняет функцию призмы в оптических методах.

Масс-спектр представляет собой диаграмму, где сигналы рассортированных частиц с одинаковым отношениемm/z занимают определенную область. Приборы, используемые в этом методе, называются масс-спектрометрами.

Масс-спектрометр состоит из четырех основных узлов.

Узел ввода пробы – ионизатор – масс-анализатор – детектор.

Начиная от ионного источника и до детектора масс-спектрометр представляет собой вакуумный прибор. Глубокий вакуум обеспечивает беспрепятственное движение ионов внутри масс-спектрометра, а при его отсутствии ионы просто рассеиваются и рекомбинируют (превращаются обратно в незаряженные частицы).