Hva er et elektrospray-massespektrometer?

Et massespektrometer (MS) er et elektronisk instrument som brukes til å identifisere kjemisk struktur. I de fleste massespektrometriske prosedyrer blir molekyler bombardert elektrisk, noe som resulterer i ionisering med fragmentering. Fragmentene akselereres deretter magnetisk mot deteksjons- og registreringsapparater, noe som resulterer i spesifikke topper og intensiteter forskere kan studere som et slags "molekylært fingeravtrykk." Elektrospray massespektrometer (EMS) fungerer annerledes - ikke fører til fragmentering. Dette gjør det uvurderlig i studien av store arter, eller makromolekyler.

Hvis enkel kjemisk binding er alt som må bestemmes, vil sannsynligvis ikke bruk av et elektrospray-massespektrometer være nødvendig. For større molekyler som peptider er imidlertid molekylær form og molekylær folding - til og med molekylær interaksjon med omgivende molekyler - like viktig. I slike tilfeller er det viktig at molekylet forblir ufragmentert. Den nødvendige delikatessen gir mandat til bruk av et elektrospray-massespektrometer, som ikke krever bruk av verken høye temperaturer eller et vakuum.

Når du bruker et elektrospray-massespektrometer, blir en ren makromolekylær prøve først oppløst i et løsningsmiddelsystem, som deretter injiseres via smalboringsnål i et høyspent elektrisk felt. Løsningsmidlet i stedet for det løste stoffet mottar hovedrollen av bombardementet. Når væsken når et kritisk nivå av ladning, løsner løsningen voldsomt i små aerosol-dråper, hvor ladningen får dem til å frastøte hverandre. Snart fordamper dråpene og avgir sine mange ladninger på de fremdeles intakte molekylene, som gjennom intermolekylær frastøtning blir utvidet. I denne tilstanden kan deres struktur, selv ved høye nivåer av kompleksitet, studeres og bestemmes.

Det første vellykkede intakte proteinspekteret ble produsert i 1989 av forskere ved Yale University i Connecticut. Fremgangen i EMS-teknikken var rask, og i 1996 oppdaget kjemikeren Carol Robinson spektraltopper som kunne assosieres, ikke bare med en enkelt struktur, men med et kompleks av protein med koenzym. En vesentlig forbedring siden den gang er koblingen av elektrospray-massespektrometeret med TOF-analyse. Kollisjonskjøling tar til og med forbedringen et skritt videre ved å redusere fragmenteringen av enorme strukturer produsert av varme.

En vanskelighetsgrad ved bestemmelse av elektrospray-massespektrometer er den som innføres av elementære isotoper. Dette er fordi topper er avhengig av forholdet mellom masse og ladning. Massen til et fragment eller et molekyl, delt på antall diskrete ladninger det bærer, bestemmer beliggenhet. Ulike elementære isotoper bidrar med forskjellige masser, kanskje den mest kritiske variansen er den mellom karbon-12 og karbon-13. Av denne grunn bør prøver av komplekse molekyler være monoisotopiske om mulig.