Co to jest tandemowa spektrometria mas?
Tandemowa spektrometria masowa jest techniką chemiczną, która wykorzystuje maszynę do oceny poziomów różnych substancji w próbce. Osiąga się to poprzez rozbicie molekularnych składników próbki na małe kawałki i pomiar masy tych kawałków. Tandemowa spektrometria mas jest użyteczną metodą diagnozy medycznej, ponieważ wiele stanów wytwarza charakterystyczny profil cząsteczek biologicznych. Chociaż technika ta ma inne zastosowania, jej najbardziej rozpoznawalnym zastosowaniem jest diagnoza wrodzonych stanów u niemowląt.
Spektrometr masowy jest wystarczająco czuły, aby dokładnie ocenić masę cząsteczki aż do poziomu atomowego. Cząsteczki to małe struktury złożone z atomów sklejonych razem. To rodzaj i ilość atomów oraz sposób ich rozmieszczenia w cząsteczce decyduje o tym, czym jest cząsteczka. Na przykład białko składa się z wielu mniejszych sekcji zwanych aminokwasami, które z kolei dzielą się na atomy. Cząsteczka tłuszczu składa się z mniejszych części zwanych kwasami tłuszczowymi, które również dzielą się na atomy.
Każdy atom ma określoną masę, co oznacza, że małe cząsteczki, takie jak aminokwasy, i białka, które tworzą, mają swoją własną charakterystyczną masę. Spektrometr masowy może mierzyć masę cząsteczek do bardzo czułego poziomu, oceniając, jak reaguje na ładunek elektryczny, który odnosi się do masy. Następnie tłumaczy te masy na substancje za pomocą komputera. Analityk może zatem wprowadzić próbkę do maszyny i poczekać, aż technika spektrometrii mas tandemowej da mu wynik.
Chociaż jest to ogólna idea spektrometru mas, w tandemowej jednostce spektrometrii mas trwają bardziej złożone procesy. Maszyna faktycznie składa się z dwóch lub więcej spektrometrów masowych, stąd opis tandemowy. Pierwszy spektrometr oddziela składniki próbki i ocenia ich masy, ale następnie wysyła te oddzielone cząsteczki do segmentu tandemowego spektrometru mas zwanego komórką zderzeniową. W sekcji komórek zderzeniowych, która znajduje się między pierwszym a drugim spektrometrem masowym w jednostce, cząsteczki rozpadają się na kawałki. Kawałki te następnie przechodzą do drugiego spektrometru, który analizuje masę.
Informacje zebrane przez maszynę z techniki tandemowej spektrometrii mas są tłumaczone na nazwy cząsteczek dla analityka. Naukowcy medyczni wiedzą, że niektóre warunki wykazują charakterystyczny profil cząsteczek biologicznych w próbce, takiej jak krew. Porównanie próbki ze znanym profilem może pomóc lekarzowi zdiagnozować pewne stany, takie jak noworodki z problemami metabolicznymi.
W pojedynczej rundzie tandemowej spektrometrii mas można rozpoznać więcej niż jeden warunek, co stanowi oszczędność czasu i pieniędzy w stosunku do techniki w porównaniu z testami, które identyfikują tylko jeden warunek na raz. Przykłady problemów medycznych, które można zidentyfikować za pomocą tej formy spektrometrii masowej, obejmują fenyloketonurię, stan, który może prowadzić do niepełnosprawności intelektualnej, jeśli nie jest leczony, i galaktozemię, która może być śmiertelna dla niemowląt.