Co je kvantitativní hmotnostní spektrometrie?
Kvantitativní hmotnostní spektrometrie je metoda stanovení jak molekulární hmotnosti sloučeniny, tak i toho, z čeho je vyrobena. Hmotnostní spektrometrie pracuje tak, že vzorek vystavuje extrémním podmínkám tepla a elektřiny, což způsobuje jeho rozpad na nabité molekulární fragmenty. Složení a hojnost těchto fragmentů je analyzována za účelem odhalení hmotnosti a složení.
Existuje mnoho typů kvantitativní hmotnostní spektrometrie, ale každá metoda používá stejný soubor procesů. Vzorek se nejprve zahřeje za vzniku páry, poté se ionizuje a urychluje pomocí elektrického pole. Každý z iontů má jediný kladný náboj a tyto nabité částice jsou vychýleny jejich průchodem magnetickým polem. Lehčí ionty jsou vychýleny více magnetickým polem než těžší ionty, takže mění sílu iontů kanálů pole různé hmotnosti do detekčního zařízení.
Analýza metanu, nejjednoduššího uhlovodíku - nebo sloučeniny složené z vodíku (H) a uhlíku (C) - odhaluje přítomnost fragmentů, které mají atomové hmotnosti 1, 12, 13, 14, 15 a 16 atomových hmotnostních jednotek (amu ). Metan má vzorec CH4 a analýza vzorku metanu odhaluje přítomnost H + , C + , CH + , CH2 + , CH3 + a CH4 + . Měří se také hojnost těchto fragmentů, přičemž nejvyšší je na 16 amu, což odpovídá hmotnosti nefragmentovaného iontu. Je tomu tak proto, že odstranění vodíku z centrálního uhlíku vyžaduje extrémní množství energie, což znamená, že nejhojnější iont bude energeticky nejvýhodnější.
V hmotnostním spektru pro metan existuje velmi malé množství fragmentu vážícího 17 amu. Tento údaj je způsoben přítomností izotopu uhlíku nebo vodíku. Izotopy jsou prvky, které mají stejné chemické vlastnosti, ale různé atomové hmotnosti, protože mají ve svých jádrech různý počet neutronů. Jádro uhlíku-12 obsahuje šest neutronů a šest protonů, ale mnohem vzácnější izotop uhlíku 13 obsahuje sedm protonů. Podobně malé množství přítomného vodíku bude vodík-2, také nazývaný deuterium, který má jádro jednoho protonu a jednoho neutronu.
Kvůli analýze složení organických sloučenin a relativního množství izotopů ve vzorku se k objasnění složení biologických molekul, jako jsou proteiny, také používá kvantitativní hmotnostní spektrometrie. Proteiny jsou tvořeny řetězcem nebo sekvencí aminokyselin a hmotnostní spektrometrie může být použita pro stanovení sekvence, ve které se tyto aminokyselinové zbytky vyskytují. Molekulární hmotnost proteinu lze také nalézt pomocí kvantitativní hmotnostní spektrometrie.