Qu'est-ce que la spectrométrie de masse quantitative?
La spectrométrie de masse quantitative est une méthode permettant de déterminer à la fois la masse moléculaire d'un composé et de quoi il est fabriqué. La spectrométrie de masse consiste à exposer un échantillon à des conditions extrêmes de chaleur et d’électricité, le faisant se briser en fragments moléculaires chargés. La composition et l'abondance de ces fragments sont analysées pour révéler la masse et la composition.
Il existe de nombreux types de spectrométrie de masse quantitative, mais chaque méthode utilise le même ensemble de processus. Un échantillon est d'abord chauffé pour former une vapeur, puis ionisé et accéléré à l'aide d'un champ électrique. Les ions ont chacun une seule charge positive, et ces particules chargées sont déviées en les faisant passer à travers un champ magnétique. Les ions plus légers sont déviés davantage par un champ magnétique que par des ions plus lourds, ce qui permet de faire varier l'intensité des canaux induisant des ions de masse différente dans l'appareil de détection.
L’analyse du méthane, l’hydrocarbure le plus simple - ou composé à base d’hydrogène (H) et de carbone (C) - révèle la présence de fragments possédant des masses atomiques de 1, 12, 13, 14, 15 et 16 unités de masse atomique ). Le méthane a la formule CH 4 , et l'analyse du méthane dans l'échantillon révèle la présence respectivement de H + , C + , CH + , CH 2 + , CH 3 + et CH 4 + . L'abondance de ces fragments est également mesurée, le plus élevé étant à 16 amu, ce qui correspond à la masse de l'ion non fragmenté. En effet, il faut une énergie extrême pour séparer les atomes d'hydrogène du carbone central, ce qui signifie que l'ion le plus abondant sera le plus favorable sur le plan énergétique.
Il y a une très petite abondance d'un fragment pesant 17 amu sur le spectre de masse du méthane. Cette lecture est due à la présence d'un isotope de carbone ou d'hydrogène. Les isotopes sont des éléments qui ont les mêmes propriétés chimiques mais des poids atomiques différents car ils ont un nombre différent de neutrons dans leurs noyaux. Le noyau de carbone 12 contient six neutrons et six protons, mais le carbone beaucoup plus rare, le carbone 13, contient sept protons. De même, une petite quantité d'hydrogène présent sera l'hydrogène 2, également appelé deutérium, qui possède un noyau d'un proton et d'un neutron.
Outre l'analyse de la composition des composés organiques et de l'abondance relative des isotopes dans un échantillon, la spectrométrie de masse quantitative est également utilisée pour élucider la composition de molécules biologiques telles que les protéines. Les protéines sont constituées d'une chaîne ou d'une séquence d'acides aminés, et la spectrométrie de masse peut être utilisée pour déterminer la séquence dans laquelle ces résidus d'acides aminés se produisent. La masse moléculaire d'une protéine peut aussi être trouvée en utilisant la spectrométrie de masse quantitative.