Co je hmotnostní spektrometr s elektrosprejem?
Hmotnostní spektrometr (MS) je elektronický přístroj používaný k identifikaci chemické struktury. Při většině postupů hmotnostní spektrometrie jsou molekuly elektricky bombardovány, což vede k ionizaci s fragmentací. Fragmenty jsou pak magneticky urychlovány směrem k detekčním a záznamovým zařízením, což vede ke specifickým vrcholům a intenzitám, které mohou vědci studovat jako druh „molekulárního otisků prstů“. Elektrospray hmotnostní spektrometr (EMS) funguje odlišně - nevede k fragmentaci. Díky tomu je neocenitelný při studiu velkých druhů nebo makromolekul.
Pokud je vše, co je třeba stanovit, jednoduché chemické spojení, nebude pravděpodobně vyžadováno použití elektrosprejového hmotnostního spektrometru. Pro větší molekuly, jako jsou peptidy, je však molekulární tvar a molekulární skládání - dokonce molekulární interakce s okolními molekulami - stejně důležitá. V takových případech je nezbytné, aby molekula zůstala nefragmentovaná. Potřebná pochoutka vyžaduje použití elektrosprejového hmotnostního spektrometru, který nevyžaduje použití vysokých teplot ani vakua.
Při použití elektrosprejového hmotnostního spektrometru se nejprve čistý makromolekulární vzorek rozpustí v rozpouštědlovém systému, který se následně vstřikuje jehlou s úzkým otvorem do vysokonapěťového elektrického pole. Rozpouštědlo spíše než solut dostává nápor bombardování. Když kapalina dosáhne kritické úrovně náboje, roztok se prudce rozpadne na kapičky velikosti aerosolu, jejich náboj způsobí, že se jednotlivě odrazí. Brzy se kapičky vypařují a ukládají své mnohonásobné náboje na dosud neporušené molekuly, které se prostřednictvím intermolekulárního odpuzování prodlouží. V tomto stavu je možné studovat a určit jejich strukturu, a to i na vysoké úrovni složitosti.
První úspěšné neporušené proteinové spektrum bylo vyrobeno v roce 1989 vědci z Yale University v Connecticutu. Pokrok v technice EMS byl rychlý av roce 1996 chemik Carol Robinson detekoval spektrální vrcholy, které by mohly být spojeny nejen s jedinou strukturou, ale s komplexem proteinu s koenzymem. Jedním z významných zlepšení od té doby je propojení hmotnostního spektrometru s elektrosprejem s analýzou doby letu (TOF). Kolizní chlazení bere toto zlepšení ještě o krok dále tím, že snižuje fragmentaci obrovských struktur produkovaných teplem.
Jedním problémem, který se vyskytuje při stanovení hmotnostním spektrometrem s elektrosprejem, je problém zavedený elementárními izotopy. Důvodem je to, že píky jsou závislé na poměru hmotnost / náboj. Poloha fragmentu určuje hmotnost fragmentu nebo molekuly dělená počtem diskrétních nábojů, které nese. Různé elementární izotopy přispívají různými hmotami, pravděpodobně nejkritičtějším rozdílem je mezi uhlíkem-12 a uhlíkem-13. Z tohoto důvodu by vzorky komplexních molekul měly být pokud možno monoisotopické.