Что такое тандемная масс-спектрометрия?

Тандемная масс-спектрометрия - это метод химии, в котором используется прибор для оценки уровней различных веществ в пробе. Это достигается путем дробления молекулярных компонентов образца на маленькие кусочки и измерения массы этих кусочков. Тандемная масс-спектрометрия является полезным методом медицинской диагностики, так как многие состояния создают особый профиль биологических молекул. Хотя методика имеет и другие применения, ее наиболее широко используемым является диагностика врожденных состояний у детей.

Масс-спектрометр достаточно чувствителен для точной оценки массы молекулы вплоть до атомного уровня. Молекулы представляют собой крошечные структуры, которые состоят из атомов, соединенных вместе. Это тип и количество атомов, и то, как они расположены в молекуле, определяет, что это за молекула. Например, белок состоит из множества небольших частей, называемых аминокислотами, которые, в свою очередь, делятся на атомы. Молекула жира состоит из небольших частей, называемых жирными кислотами, которые также делятся на атомы.

Каждый атом имеет определенную массу, что означает, что маленькие молекулы, такие как аминокислоты, и белки, которые они составляют, имеют свою собственную отличительную массу. Масс-спектрометр может измерять массу молекул до очень чувствительного уровня, оценивая, как он реагирует на электрический заряд, который связан с массой. Затем он переводит эти массы в вещества, используя компьютер. Поэтому аналитик может ввести образец в машину и подождать, пока метод тандемной масс-спектрометрии даст ему или ей результат.

Хотя это общая идея масс-спектрометра, внутри тандемного масс-спектрометрического блока происходят более сложные процессы. Машина фактически состоит из двух или более масс-спектрометров, отсюда и тандемное описание. Первый спектрометр разделяет компоненты образца и оценивает их массы, но затем отправляет эти отделенные молекулы в сегмент тандемного масс-спектрометра, называемый ячейкой столкновения. В секции ячейки столкновения, которая находится между первым и вторым масс-спектрометром в установке, молекулы разбиваются на куски. Эти кусочки затем перемещаются во второй спектрометр, который анализирует массу.

Информация, собранная машиной из метода тандемной масс-спектрометрии, переводится в названия молекул для аналитика. Ученые-медики знают, что определенные условия отображают характерный профиль биологических молекул в образце, таком как кровь. Сравнение образца с известным профилем может помочь врачу диагностировать определенные состояния, например, у новорожденных с проблемами обмена веществ.

Более чем одно условие может быть распознано из одного раунда тандемной масс-спектрометрии, что является преимуществом в экономии времени и денег для метода по сравнению с тестами, которые идентифицируют только одно условие за один раз. Примеры медицинских проблем, которые можно идентифицировать с помощью этой формы масс-спектрометрии, включают фенилкетонурию, состояние, которое может привести к умственной отсталости, если ее не лечить, и галактоземию, которая может быть смертельной для детей.