Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp phổ khối là một kĩ thuật dùng để đo đạc tỉ lệ khối lượngtrênđiện tích của ion; dùng thiết bị chuyên dụng là khối phổ kế. Kĩ thuật này có nhiều ứng dụng, bao gồm: • Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó • Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất • Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng của nó • Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng) • Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion và chất trung tính trong chân không) • Xác định các thuộc tính vật lí, hóa học hay ngay cả sinh học của hợp chất với nhiều hướng tiếp cận khác nhau. Một khối phổ kế là một thiết bị dùng cho phương pháp phổ khối, cho ra phổ khối lượng của một mẫu để tìm ra thành phần của nó. Có thể ion hóa mẫu và tách các ion của nó với các khối lượng khác nhau và lưu lại thông tin dựa vào việc đo đạc cường độ dòng ion. Một khối phổ kế thông thường gồm 3 phần: phần nguồn ion, phần phân tích khối lượng, và phần đo đạc.
Phương pháp phổ khối lượng Bách khoa toàn thư mở Wikipedia Bước tới: menu, tìm kiếm Mô hình cơ bản của một khối phổ kế. Phương pháp phổ khối là một kĩ thuật dùng để đo đạc tỉ lệ khối lượng-trên-điện tích của ion; dùng thiết bị chuyên dụng là khối phổ kế. Kĩ thuật này có nhiều ứng dụng, bao gồm: • Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó • Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất • Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng của nó • Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng) • Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion và chất trung tính trong chân không) • Xác định các thuộc tính vật lí, hóa học hay ngay cả sinh học của hợp chất với nhiều hướng tiếp cận khác nhau. Một khối phổ kế là một thiết bị dùng cho phương pháp phổ khối, cho ra phổ khối lượng của một mẫu để tìm ra thành phần của nó. Có thể ion hóa mẫu và tách các ion của nó với các khối lượng khác nhau và lưu lại thông tin dựa vào việc đo đạc cường độ dòng ion. Một khối phổ kế thông thường gồm 3 phần: phần nguồn ion, phần phân tích khối lượng, và phần đo đạc. Mục lục [ẩn] • 1 Ví dụ về cách hoạt động • 2 Ứng dụng sinh học o 2.1 Khối phổ của protein o 2.2 Protein và các phân mảnh peptit o 2.3 Xác định Protein • 3 Xem thêm • 4 Liên kết ngoài • 5 Tham khảo [sửa] Ví dụ về cách hoạt động Các hóa chất khác nhau thì có khối lượng phân tử khác nhau. Dựa vào đó, khối phổ kế sẽ xác định chất hóa học nào có nằm trong mẫu. Ví dụ, muối NaCl hấp thụ năng lượng (năng lượng hấp thụ tùy theo nguồn ion, ví dụ MALDI năng lượng là tia laser) tách ra thành các phân tử tích điện, gọi là ion), trong giai đoạn đầu của phương pháp phổ khối. Các ion Na + , Cl - có trọng lượng nguyên tử khác biệt. Do chúng tích điện, nghĩa là đường đi của chúng có thể được điều khiển bằng điện trường hoặc từ trường. Các ion được đưa vào buồng gia tốc và đi qua một khe vào miếng kim loại. Một từ trường được đưa vào buồng đó. Từ trường sẽ tác động vào mỗi ion với cùng một lực và làm trệch hướng chúng về phía đầu đo. Ion nhẹ hơn sẽ bị lệnh nhiều hơn ion nặng vì theo định luật chuyển động của Newton gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng của phân tử. Đầu đo sẽ xác định xem ion bị lệnh bao nhiêu, và từ giá trị đo này, tỉ lệ khối lượng-trên-điện tích của ion có thể được tính toán. Từ đó, có thể xác đinh được thành phần hóa học của một mẫu gốc. Trên thực tế thì hai ion Na + và Cl - sẽ không được đo trong cùng một lần, vì các máy đo chỉ có thể nhận ra ion điện tích dương hoặc điện tích âm nên nếu máy khối phổ kế được điều chỉnh để đo các ion điện tích dương thì chỉ có ion Na + là được nhận ra bởi máy. .Một trong những tính năng lớn của khối phổ lượng là có thể tìm thấy cấu tạo không gian của phân tử ví dụ phân tử C 7 H 14 O 2 có thể là acid hoặc ester Và khả năng phát hiện ra hợp chất với độ nhậy cực cao từ 10 -6 dến 10 -12 gram. Dưới đây là một khối phổ (electrospray)của phân tử Kaempferol-rhamnose-rhamnose-glucose(m/z 741) trong loại cỏ thaliana, phân tích với 5.10 -6 L (nếu dùng máy MALDI thì chỉ cần 0,5.10 -6 L). [sửa] Ứng dụng sinh học [sửa] Khối phổ của protein [sửa] Protein và các phân mảnh peptit Protein mà các nhà nghiên cứu sinh học quan tâm thường là sự kết hợp phức tạp của nhiều protein và phân tử khác nhau, cùng tồn tại trong một môi trường sinh học. Điều này đặt ra hai vấn đề chính. Thứ nhất, hai kĩ thuật ion hóa dùng cho các phân tử lớn chỉ làm việc tốt khi mà hỗn hợp từ các thành phần có cấu tạo gần giống, trong khi trong các mẫu sinh học, các protein khác nhau thường là có lượng khác biệt nhau lớn. Nếu hỗn hợp được ion hóa dùng phương pháp phun ion hay MALDI, thì những protein dạng mà dư thừa nhiều có xu hướng giảm tín hiệu so với những cái ít dư thừa hơn. Vấn đề thứ hai, quang phổ khối từ hỗn hợp phức tạp là rất khó để nghiên cứu do có quá nhiều thành phần phức hợp. Đó là vì với tác động của enzym, một protein tạo ra hàng loạt sản phẩm peptit. Để giải quyết vấn đề này, hai phương pháp được sử dụng rộng rãi để phân mảnh protein, hay các sản phẩm peptit từ sự tác động của enzym. Phương pháp đầu tiên sẽ phân mảnh toàn bộ protein và được gọi là điện chuyển gel hai chiều (2-DE: two-dimensional gel electrophoresis). Phương pháp thứ hai, ghi sắc lỏng hiệu suất cao (HPLC) được dùng với các phân mảnh peptit sau khi protein phân tách bởi tác động của enzym. Trong một số tình huống, có thể cần phải kết hợp cả hai phương pháp. Các vết gel được xác định trên 2D Gel thường là thuộc về một protein. Nếu cần biết định danh của protein đó, thì có thể xem xét vết gel đó. Khối peptit kết quả từ tác động của enzym lên protein có thể được xác định bằng khối phổ dùng lấy dấu khối peptit. Nếu thông tin này không cho phép xác định danh tính của protein một cách chính xác, các peptit của nó có thể xem là thuộc về đo phổ khối tandem. Việc xác định đặc tính của hỗn hợp protein dùng HPLC/MS còn được gọi là shotgun proteomics và mudpit. Một hỗn hợp là kết quả của sự tác động của enzym lên hỗn hợp protein sẽ được phân mảnh theo một hay hai bước bằng ghi sắc lỏng. Chất tách rửa từ giai đoạn ghi sắc có thể hoặc là trực tiếp đưa vào máy đo phổ khối thông qua ion hóa phun điện tử (ESI), hay tách ra thành một loạt các vết nhỏ để sử dụng sau này trong phân tích khối bằng MALDI. [sửa] Xác định Protein Có 2 cách chính trong khối phổ để xác định protein. • Lấy dấu khối peptit (PMF) dùng khối của các peptit đã phân giải làm đầu vào để tìm kiếm trong CSDL của các khối đã biết trước từ danh sách các protein đã biết. Nếu một chuỗi protein trong danh sách tham khảo trùng khớp với giá trị thử nghiệm thì có lí do để tin rằng protein đó có tồn tại trong mẫu gốc. • Tandem MS đang trở thành một phương pháp thử nghiệm phổ biến để xác định protein. Phân ly do va chạm (CID) được dùng trong các ứng dụng chính để khởi tạo một tập các phân mảnh từ một ion peptit cụ thể. Quá trình phân tách chủ yếu dựa vào các chế phẩm phân tách để bẻ gãy liên kết peptit. Vì sự đơn giản của việc phân tách này, nó có thể dùng khối của các phân mảnh quan sát được để so trùng CSDL của các khối đã biết với một hay nhiều chuỗi peptit. An Introduction to Mass Spectrometry (giới thiệu về Khối phổ) Dr Alison E. Ashcroft, Mass Spectrometry Facility Manager, Astbury Centre for Structural Molecular Biology, Astbury Building , The University of Leeds. CONTENTS Nội dung 1. What is mass spectrometry (MS)? What Information does mass spectrometry provide? Khối phổ (MS) là gì? Thông tin không gì khối phổ cung cấp 2. Where are mass spectrometers used? Trường hợp được quang phổ kế khối lượng được sử dụng 3. How can mass spectrometry help biochemists? Làm thế nào khối phổ có thể giúp các nhà sinh hóa học 4. How does a mass spectrometer work? Làm thế nào một công việc phổ khối lượng 5. Introduction Giới thiệu 1. Sample introduction Mẫu giới thiệu 2. Methods of sample ionisation Phương pháp ion hoá mẫu 3. Analysis and separation of sample ions Phân tích và tách các ion mẫu 4. Detection and recording of sample ions Phát hiện và thu âm của các ion mẫu 6. Electrospray ionisation Electrospray ion hóa 1. Electrospray ionisation Electrospray ion hóa 2. Nanospray ionisation Nanospray ion hóa 3. Data processing Xử lý dữ liệu 7. Matrix assisted laser desorption ionisation Ma trận giúp giải hấp laser ion hóa 8. Positive or negative ionisation? Tích cực hay tiêu cực ion hoá 9. Tandem mass spectrometry (MS-MS): Structural and sequence information from mass spectrometry Tandem khối phổ (MS-MS): Kết cấu và trình tự thông tin từ các phép đo phổ khối lượng 1. Tandem mass spectrometry Tandem khối phổ 2. Tandem mass spectrometry analyses Tandem khối phổ phân tích 3. Peptide sequencing by tandem mass spectrometry Peptide trình tự do đo phổ khối tandem 4. Oligonucleotide sequencing by tandem mass spectrometry Oligonucleotide trình tự do đo phổ khối tandem 10. Background reading Nền đọc 1. What is mass spectrometry (MS)? What information does mass spectrometry provide? Mass spectrometry is an analytical tool used for measuring the molecular mass of a sample. Khối phổ là một công cụ phân tích được sử dụng để đo khối lượng phân tử của một mẫu For large samples such as biomolecules, molecular masses can be measured to within an accuracy of 0.01% of the total molecular mass of the sample i.e. within a 4 Daltons (Da) or atomic mass units (amu) error for a sample of 40,000 Da. This is sufficient to allow minor mass changes to be detected, e.g. the substitution of one amino acid for another, or a post-translational modification. Đối với những mẫu lớn như phân tử sinh học, khối lượng phân tử có thể đo được để trong độ chính xác 0,01% tổng khối lượng phân tử của các ví dụ mẫu trong vòng có 4 Dalton (Da: đơn vị cacbon), đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) lỗi cho một mẫu của 40.000 Da. Điều này là đủ để cho phép thay đổi khối lượng nhỏ được phát hiện, ví dụ: sự thay thế của axit amin một chổ khác, hoặc sửa đổi một bài viết-tịnh. For small organic molecules the molecular mass can be measured to within an accuracy of 5 ppm or less, which is often sufficient to confirm the molecular formula of a compound, and is also a standard requirement for publication in a chemical journal. Đối với các phân tử hữu cơ nhỏ khối lượng phân tử có thể đo được để trong một độ chính xác của 5 ppm hoặc ít hơn, mà thường là đủ để xác nhận công thức phân tử của hợp chất là một, và cũng là một yêu cầu tiêu chuẩn để công bố trên một tạp chí hóa học Structural information can be generated using certain types of mass spectrometers, usually those with multiple analysers which are known as tandem mass spectrometers. This is achieved by fragmenting the sample inside the instrument and analysing the products generated. This procedure is useful for the structural elucidation of organic compounds and for peptide or oligonucleotide sequencing. Kết cấu thông tin có thể được tạo ra bằng cách sử dụng một số loại quang phổ kế khối lượng, thường là những người có nhiều phân tích được biết đến như quang phổ kế khối song song. Điều này đạt được bằng cách phân mảnh các mẫu trong các nhạc cụ và phân tích các sản phẩm tạo ra. Thủ tục này rất hữu ích cho sự giải thích cấu trúc của các hợp chất hữu cơ và cho peptide hoặc trình tự oligonucleotide 2. Where are mass spectrometers used? Mass spectrometers are used in industry and academia for both routine and research purposes. The following list is just a brief summary of the major mass spectrometric applications: Phổ MS được sử dụng quang phổ kế trong ngành công nghiệp và hàn lâm cho cả hai mục đích thông thường và nghiên cứu. Danh sách dưới đây chỉ là một bản tóm tắt ngắn gọn về các ứng dụng phổ khối lượng lớn • Biotechnology: the analysis of proteins, peptides, oligonucleotides. Công nghệ sinh học: các phân tích của các protein, peptide, oligonucleotides • Pharmaceutical: drug discovery, combinatorial chemistry, pharmacokinetics, drug metabolism Dược phẩm: thuốc phát hiện, tổ hợp hóa học, dược động học, sự trao đổi chất ma túy • Clinical: neonatal screening, haemoglobin analysis, drug testing Lâm sàng: trẻ sơ sinh sàng lọc, phân tích huyết cầu tố, kiểm nghiệm thuốc • Environmental: PAHs, PCBs, water quality, food contamination Môi trường: PAHs, PCBs, chất lượng nước, thức ăn ô nhiễm • Geological: oil composition Địa chất: thành phần dầu 3. How can mass spectrometry help biochemists? • Accurate molecular weight measurements: Trọng lượng phân tử chính xác các phép đo sample confirmation, to determine the purity of a sample, to verify amino acid substitutions, to detect post-translational modifications, to calculate the number of disulphide bridges mẫu xác nhận, để xác định độ tinh khiết của một mẫu, để xác minh sự thay thế acid amin, để phát hiện thay đổi sau tịnh, để tính số cầu disulphide • Reaction monitoring: Phản ứng theo dõi to monitor enzyme reactions, chemical modification, protein digestion theo dõi các phản ứng enzyme, biến đổi hóa học, tiêu hóa protein • Amino acid sequencing: Amino acid trình tự sequence confirmation, de novo characterisation of peptides, identification of proteins by database searching with a sequence "tag" from a proteolytic fragment trình tự xác nhận, de novo mô tả đặc điểm của peptide, xác định các protein của cơ sở dữ liệu tìm kiếm với một "tag" trình tự từ một đoạn phân giải protein • Oligonucleotide sequencing: Oligonucleotide trình tự the characterisation or quality control of oligonucleotides kiểm soát đặc tính hoặc chất lượng của oligonucleotides • Protein structure: Protein cấu trúc protein folding monitored by H/D exchange, protein-ligand complex formation under physiological conditions, macromolecular structure determination protein gấp theo dõi bởi H trao đổi D /, protein-phối tử hình phức tạp trong điều kiện sinh lý, xác định cấu trúc phân tử 4. How does a mass spectrometer work? Làm thế nào một công việc phổ khối lượng 4.1 Introduction Giới thiệu Mass spectrometers can be divided into three fundamental parts, namely the ionisation source , the analyser , and the detector. Lễ quang phổ kế có thể được chia thành ba phần cơ bản, cụ thể là nguồn ion hóa, phân tích, và phát hiện này The sample has to be introduced into the ionisation source of the instrument. Once inside the ionisation source, the sample molecules are ionised, because ions are easier to manipulate than neutral molecules. These ions are extracted into the analyser region of the mass spectrometer where they are separated according to their mass (m) -to-charge (z) ratios (m/z) . The separated ions are detected and this signal sent to a data system where the m/z ratios are stored together with their relative abundance for presentation in the format of a m/z spectrum. Mẫu đã được giới thiệu vào nguồn ion hóa của nhạc cụ. Một khi bên trong các nguồn ion hóa, các phân tử mẫu được ion hóa, bởi vì các ion dễ thao tác hơn so với các phân tử trung tính. Những ion này được tách ra thành các khu vực phân tích của pháp phổ khối lượng, nơi họ được phân theo khối lượng của chúng (m)-phí-to (z) tỷ lệ (m / z). Các ion được phát hiện và tách tín hiệu này được gửi đến một hệ thống dữ liệu mà m / z tỷ số được lưu trữ cùng với sự phong phú tương đối của họ trình bày trong các định dạng của sáng / z phổ The analyser and detector of the mass spectrometer, and often the ionisation source too, are maintained under high vacuum to give the ions a reasonable chance of travelling from one end of the instrument to the other without any hindrance from air molecules. The entire operation of the mass spectrometer, and often the sample introduction process also, is under complete data system control on modern mass spectrometers. Các phân tích và phát hiện của pháp phổ khối lượng, và thường là nguồn ion hóa cũng vậy, được duy trì dưới chân không cao để cung cấp cho các ion có cơ hội đi du lịch hợp lý từ một đầu của thiết bị để các khác mà không có bất kỳ trở ngại từ các phân tử không khí. Toàn bộ hoạt động của máy quang phổ khối lượng, và thường giới thiệu mẫu quá trình cũng có, đang được điều khiển hoàn toàn hệ thống dữ liệu về quang phổ kế khối hiện đại Simplified schematic of a mass spectrometer 4.2 Sample introduction mẫu giới thiệu The method of sample introduction to the ionisation source often depends on the ionisation method being used, as well as the type and complexity of the sample. Phương thức giới thiệu mẫu cho các nguồn ion hóa thường phụ thuộc vào phương pháp ion hóa được sử dụng, cũng như loại và sự phức tạp của mẫu The sample can be inserted directly into the ionisation source, or can undergo some type of chromatography en route to the ionisation source. This latter method of sample introduction usually involves the mass spectrometer being coupled directly to a high pressure liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC) or capillary electrophoresis (CE) separation column, and hence the sample is separated into a series of components which then enter the mass spectrometer sequentially for individual analysis. Mẫu này có thể được chèn trực tiếp vào nguồn ion hóa, hoặc có thể trải qua một số loại sắc ký trên đường đến các nguồn ion hóa. Phương pháp thứ hai giới thiệu mẫu thường liên quan đến pháp phổ khối lượng được kết trực tiếp đến một sắc ký lỏng cao áp (HPLC), sắc ký khí (GC) hoặc điện mao dẫn (CE) tách cột, và do đó mẫu được tách thành một loạt các thành phần đó sau đó nhập vào các máy phổ khối tuần tự để phân tích cá nhân 4.3 Methods of sample ionisation Các phương pháp ion hoá mẫu Many ionisation methods are available and each has its own advantages and disadvantages ("Ionization Methods in Organic Mass Spectrometry", Alison E. Ashcroft, The Royal Society of Chemistry, UK, 1997; and references cited therein). Nhiều phương pháp ion hoá có sẵn và từng có những lợi thế riêng của mình và bất lợi ("Đầu báo phương pháp hữu khối phổ", Alison E. Ashcroft, Hội Hóa học Hoàng gia, Vương quốc Anh năm 1997; và tài liệu tham khảo trích dẫn trong đó). The ionisation method to be used should depend on the type of sample under investigation and the mass spectrometer available. Các phương pháp ion hóa được sử dụng nên phụ thuộc vào loại mẫu điều tra và phổ kế khối lượng sẵn có Ionisation methods include the following: Ion hoá các phương pháp bao gồm Atmospheric Pressure Chemical Ionisation (APCI) Áp suất khí quyển Hóa chất ion hoá (APCI) Chemical Ionisation (CI) Hóa chất ion hoá (CI) Electron Impact (EI) Tác động điện tử (EI) Electrospray Ionisation (ESI) Electrospray ion hoá (ESI) Fast Atom Bombardment (FAB) Atom nhanh Ném bom (FAB) Field Desorption / Field Ionisation (FD/FI) Lĩnh vực giải hấp / trường ion hoá (FD / FI) Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation (MALDI) Ma trận Laser hỗ trợ giải hấp ion hoá (MALDI) Thermospray Ionisation (TSP) Thermospray ion hoá (TSP) The ionisation methods used for the majority of biochemical analyses are Electrospray Ionisation (ESI) and Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation (MALDI) , and these are described in more detail in Sections 5 and 6 respectively. Các phương pháp ion hóa được sử dụng cho phần lớn các phân tích sinh hóa được Electrospray ion hoá (ESI) và Matrix Laser hỗ trợ giải hấp ion hoá (MALDI), và đây là những mô tả chi tiết tại mục 5 và 6 tương ứng With most ionisation methods there is the possibility of creating both positively and negatively charged sample ions, depending on the proton affinity of the sample. Before embarking on an analysis, the user must decide whether to detect the positively or negatively charged ions (see section 7). Với phương pháp ion hóa nhất có khả năng tạo ra cả tích cực và tiêu cực ion mẫu tính phí, tùy thuộc vào mối quan hệ proton của mẫu. Trước khi bắt tay vào phân tích, người sử dụng phải quyết định để phát hiện các ion tích cực hay tiêu cực phí (xem phần 7). 4.4 Analysis and Separation of Sample Ions Phân tích và tách ion mẫu The main function of the mass analyser is to separate , or resolve , the ions formed in the ionisation source of the mass spectrometer according to their mass-to-charge (m/z) ratios. There are a number of mass analysers currently available, the better known of which include quadrupoles , time-of-flight (TOF) analysers, magnetic sectors , and both Fourier transform and quadrupole ion traps. Chức năng chính của máy phân tích khối lượng là riêng biệt, hoặc giải quyết, các ion được hình thành trong nguồn ion hóa của pháp phổ khối lượng theo khối lượng của mình phụ trách để (m / z) tỷ lệ. Có một số phân tích khối lượng hiện có, thì tốt hơn được biết đến trong đó bao gồm quadrupoles, thời gian của chuyến bay (tvà) phân tích, thành phần từ tính, và cả hai biến đổi Fourier và tứ cực bẫy ion These mass analysers have different features, including the m/z range that can be covered, the mass accuracy, and the achievable resolution. The compatibility of different analysers with different ionisation methods varies. For example, all of the analysers listed above can be used in conjunction with electrospray ionisation, whereas MALDI is not usually coupled to a quadrupole analyser. Những phân tích khối lượng có tính năng khác nhau, bao gồm các m / z có thể phạm vi được bảo hiểm, tính chính xác khối lượng, và độ phân giải đạt được. Sự phù hợp của phân tích khác nhau với các phương pháp ion hoá khác nhau có khác nhau. Ví dụ, tất cả các phân tích nêu trên có thể được sử dụng kết hợp với ion hoá electrospray, trong khi MALDI thường không đi đôi với một phân tích tứ cực Tandem (MS-MS) mass spectrometers are instruments that have more than one analyser and so can be used for structural and sequencing studies. Two, three and four analysers have all been incorporated into commercially available tandem instruments, and the analysers do not necessarily have to be of the same type, in which case the instrument is a hybrid one. More popular tandem mass spectrometers include those of the quadrupole-quadrupole, magnetic sector- quadrupole , and more recently, the quadrupole-time-of-flight geometries. Tandem (MS-MS) quang phổ kế khối lượng là những công cụ mà có nhiều hơn một phân tích và do đó có thể được sử dụng cho nghiên cứu cấu trúc và trình tự. Hai, ba và bốn phân tích có tất cả được kết hợp vào công cụ thương mại song song, và các phân tích không nhất thiết phải cùng loại, trong trường hợp cụ này là một lai một. Phổ biến hơn dù cùng quang phổ kế khối lượng bao gồm những người của tứ cực-tứ cực, từ khu vực kinh tế-tứ cực, và gần đây, các tứ cực-thời gian-hình học-bay 4.5 Detection and recording of sample ions. phát hiện và ghi của các ion mẫu. The detector monitors the ion current, amplifies it and the signal is then transmitted to the data system where it is recorded in the form of mass spectra . The m/z values of the ions are plotted against their intensities to show the number of components in the sample, the molecular mass of each component, and the relative abundance of the various components in the sample. Phát hiện này theo dõi các ion hiện nay, khuyếch đại và sau đó tín hiệu được truyền đến hệ thống dữ liệu mà nó được ghi lại trong các hình thức phổ khối lượng. Các m / z các giá trị của các ion là các âm mưu chống lại cường độ của họ để chỉ số lượng các thành phần trong mẫu, khối lượng phân tử của mỗi thành phần, và sự phong phú tương đối của các thành phần khác nhau trong mẫu The type of detector is supplied to suit the type of analyser; the more common ones are the photomultiplier , the electron multiplier and the micro-channel plate detectors. Các loại máy phát hiện được cung cấp cho phù hợp với các loại phân tích, những người phổ biến hơn là những, quang electron nhân và các thiết bị dò tấm vi kênh 5. Electrospray ionisation Electrospray ion hóa 5.1 Electrospray ionisation Electrospray ion hóa Electrospray Ionisation (ESI) is one of the Atmospheric Pressure Ionisation (API) techniques and is well-suited to the analysis of polar molecules ranging from less than 100 Da to more than 1,000,000 Da in molecular mass. Electrospray ion hoá (ESI) là một trong những áp lực không khí ion hóa (API) kỹ thuật và rất phù hợp cho việc phân tích các phân tử phân cực khác nhau, từ nhỏ hơn 100 Da cho hơn 1.000.000 Da khối lượng phân tử Standard electrospray ionisation source (Platform II) Standard electrospray ion hoá nguồn (Platform II) During standard electrospray ionisation (J. Fenn, J. Phys. Chem., 1984, 88, 4451), the sample is dissolved in a polar, volatile solvent and pumped through a narrow, stainless steel capillary (75 - 150 micrometers i.d.) at a flow rate of between 1 L/min and 1 mL/min. A high � voltage of 3 or 4 kV is applied to the tip of the capillary, which is situated within the ionisation source of the mass spectrometer, and as a consequence of this strong electric field, the sample emerging from the tip is dispersed into an aerosol of highly charged droplets, a process that is aided by a co-axially introduced nebulising gas flowing around the outside of the capillary. This gas, usually nitrogen, helps to direct the spray emerging from the capillary tip towards the mass spectrometer. The charged droplets diminish in size by solvent evaporation, assisted by a warm flow of nitrogen known as the drying gas which passes across the front of the ionisation source. Eventually charged sample ions, free from solvent, are released from the droplets, some of which pass through a sampling cone or orifice into an intermediate vacuum region, and from there through a small aperture into the analyser of the mass spectrometer, which is held under high vacuum. The lens voltages are optimised individually for each sample. Trong quá trình ion hóa electrospray tiêu chuẩn ( J. Fenn , J. Phys Chem , năm 1984, 88, 4451 ), mẫu được hòa tan trong một vùng cực , dễ bay hơi dung môi và bơm qua một thép không gỉ hẹp , mao dẫn ( 75-150 micromet id ) tại tốc độ dòng chảy của từ 1 L / phút và 1 ml / phút . Một điện áp cao của 3 hoặc 4 kV được áp dụng cho các tip của mao mạch , mà là nằm trong nguồn ion hóa của pháp phổ khối lượng , và như một hệ quả của điện trường mạnh , các mẫu đang nổi lên từ đầu được phân tán vào một bình phun các giọt rất phí , một quá trình được hỗ trợ bởi một đồng trục giới thiệu nebulising khí chảy xung quanh bên ngoài của các mao mạch . Khí này , thường là nitơ , giúp chỉ đạo phun mới nổi từ đầu mao mạch đối với các máy phổ khối . Những giọt nước làm giảm tính kích thước bằng cách bốc hơi dung môi , sự hỗ trợ của một dòng chảy ấm áp của nitơ được gọi là khí khô mà đi qua mặt trước của các nguồn ion hóa . Cuối cùng mẫu ion sạc , không dung môi , được thả ra từ các giọt nước , một số trong đó đi qua một hình nón lấy mẫu hoặc lỗ vào một vùng chân không trung , và từ đó thông qua một lỗ nhỏ vào các phân tích của pháp phổ khối lượng , được tổ chức theo chân không cao . Các điện áp ống kính được tối ưu hóa riêng biệt cho mỗi mẫu The electrospray ionisation process Các quá trình ion hóa electrospray 5.2 Nanospray ionisationNanospray ion hóa Nanospray ionisation (M. Wilm, M. Mann, Anal. Chem., 1996, 68, 1) is a low flow rate version of electrospray ionisation. A small volume (1-4 microL) of the sample dissolved in a suitable volatile solvent, at a concentration of ca. 1 - 10 pmol/microL, is transferred into a miniature sample vial. A reasonably high voltage (ca. 700 - 2000 V) is applied to the specially manufactured gold-plated vial resulting in sample ionisation and spraying. The flow rate of solute and solvent using this procedure is very low, 30 - 1000 nL/min, and so not only is far less sample consumed than with the standard electrospray ionisation technique, but also a small volume of sample lasts for several minutes, thus enabling multiple experiments to be performed. A common application of this technique is for a protein digest mixture to be analysed to generate a list of molecular masses for the components present, and then each component to be analysed further by tandem mass spectrometric (MS-MS) amino acid sequencing techniques (see Section 8). Nanospray ion hoá (M. Wilm, M. Mann, vây hậu môn Chem , Năm 1996, 68, 1) là một dòng chảy của phiên bản tốc độ thấp của ion hoá electrospray. Một khối lượng nhỏ (1-4 microL) của mẫu hoà tan trong dung môi bay hơi phù hợp, ở nồng độ ca. 1-10 pmol / microL, được chuyển vào một lọ mẫu thu nhỏ. Một điện áp cao, hợp lý (khoảng 700-2000 V) được áp dụng cho các lọ mạ vàng đặc biệt sản xuất dẫn đến ion hóa mẫu và phun. Tốc độ dòng chảy của chất tan và dung môi bằng cách sử dụng thủ tục này là rất thấp, 3- 10 phút / nL, và do đó không chỉ là mẫu tiêu thụ ít hơn so với tiêu chuẩn kỹ thuật ion hoá electrospray, mà còn một lượng nhỏ mẫu kéo dài trong vài phút tạo điều kiện cho nhiều thí nghiệm được thực hiện. Một ứng dụng phổ biến của kỹ thuật này là dành cho tiêu hóa protein hỗn hợp được phân tích để tạo ra một danh sách các khối lượng phân tử cho các thành phần hiện nay, và sau đó mỗi thành phần được phân tích thêm theo khối lượng song song phổ (MS-MS) amino acid kỹ thuật lập trình tự (xem Phần 8) ESI and nanospray ionisation are very sensitive analytical techniques but the sensitivity deteriorates with the presence of non-volatile buffers and other additives, which should be avoided as far as possible. ESI và ion hoá nanospray rất nhạy cảm với kỹ thuật phân tích nhưng độ nhạy càng thấp sự hiện diện của các bộ đệm không dễ bay hơi và các phụ gia khác, mà nên tránh càng xa càng tốt [...]... charges, and so for proteins the average mass is measured Khối lượng phân tử quan sát được trong thỏa thuận tốt với phân tử lượng lý thuyết của lysozyme trứng gà (dựa trên khối lượng nguyên tử trung bình) của Đà 14.305,14 Các đồng vị cá nhân không thể được giải quyết khi các ion có một số lượng lớn các khoản phí, và để cho các protein khối lượng trung bình được đo This may seem long-winded but fortunately... z quang phổ của lysozyme đã được chuyển đổi thành một hồ sơ khối lượng phân tử bằng cách sử dụng tối đa Entropy chế biến và các dữ liệu được hiển thị Các thông tin đại chúng được thống trị bởi một thành phần của phân tử lượng 14,305.7 Đa, với một loạt các đỉnh núi nhỏ ở khối lượng cao hơn, mà thường chỉ mang tính ví dụ như muối adducting Na (M 23), K (M 39), H2SO4 hoặc H3PO4 (M 98) Các khối lượng phân... molecular masses can be read directly without any amendments or calculations Để làm rõ dữ liệu electrospray nanospray /, hồ sơ khối lượng phân tử có thể được tạo ra từ m phổ z / khối lượng phân tử cao, nhân mẫu tính phí Để đạt được điều này, tất cả các thành phần được hoán lên một khối lượng phân tử đúng (hoặc không tính phí nhà nước) thông tin mà từ đó chúng phân tử có thể được đọc trực tiếp mà không có... mass-to-charge ratio marked on the abscissa of the spectrum; nơi m / z = khối lượng đến tỷ lệ phí được đánh dấu trên đường ngang của quang phổ MW = the molecular mass of the sample khối lượng phân tử của mẫu n = the integer number of charges on the ions là số nguyên của các khoản phí trên các ion H = the mass of a proton = 1.008 Da khối lượng của proton If the number of charges on an ion is known, then... exhibiting completely different charge states Điều này có vẻ dài dòng nhưng may mắn thay khối lượng phân tử của mẫu có thể được tính toán tự động, hoặc ít nhất là bán tự động, bởi các phần mềm xử lý liên quan đến việc phổ khối lượng Điều này giúp ích rất nhiều cho việc phân tích hỗn hợp nhiều thành phần, nơi m / z quang phổ cũng có thể chứa một số chuỗi chồng chéo của các ion nhân tính, với mỗi thành phần... ionisation mode Các m / z quang phổ cũng chứa các ion tại m / z 578,1, một số 23 Đà cao hơn so với khối lượng phân tử dự kiến Đây có thể được xác định là các ion natri adduct, (M + Na) +, và là khá phổ biến trong ion hoá electrospray Thay vì các phân tử bị ion hóa mẫu bằng cách cho thêm một proton H +, một số phân tử đã được ion hóa bằng cách cho thêm một cation Na Na + Ion khác adduct phổ biến bao gồm K + (39)... dễ dàng và rõ ràng, và một ý tưởng tốt đẹp của sự tinh khiết của protein thu được về kiểm tra hồ sơ khối lượng phân tử Molecular mass profile of lysozyme obtained by maximum entropy processing of the m/z spectrum Khối lượng phân tử thông tin về lysozyme thu được bằng cách xử lý entropy tối đa m / z phổ Proteins in their native state, or at least containing a significant amount of folding, tend to produce... the theoretical value M Các / z quang phổ cho thấy ưu thế tại các ion m / z 556,1, đó là phù hợp với dự kiến phân tử ion proton, (M + H +) Proton ion phân tử dự kiến sẽ vì mẫu được phân tích theo các điều kiện ion hóa tích cực Những m / z ion là tính đơn lẻ, và vì vậy m / z giá trị là phù hợp với khối lượng phân tử, là giá trị của z (số loại phí) bằng 1 Do đó trọng lượng phân tử đo được suy ra là 555,1... the assumption is made that any two adjacent members in the series of multiply charged ions differ by one charge Nếu số lượng các khoản phí trên một ion được biết đến, sau đó nó chỉ đơn giản là vấn đề đọc m / z giá trị từ quang phổ và giải quyết các phương trình trên để xác định trọng lượng phân tử của mẫu Thông thường số tiền là không biết đến, nhưng có thể được tính toán, nếu giả thiết được thực hiện... ionisation, a mass accuracy of within 0.01% of the molecular mass should be achievable, which in this case represents +/- 1.4 Da Sử dụng electrospray hoặc nanospray ion hoá, độ chính xác khối lượng của trong vòng 0,01% khối lượng phân tử nên được đạt được, mà trong trường hợp này đại diện cho + / - 1,4 Da In order to clarify electrospray/nanospray data, molecular mass profiles can be generated from the . Phương pháp phổ khối lượng Bách khoa toàn thư mở Wikipedia Bước tới: menu, tìm kiếm Mô hình cơ bản của một khối phổ kế. Phương pháp phổ khối là một kĩ thuật dùng để đo đạc tỉ lệ khối lượng- trên-điện. nhau. Một khối phổ kế là một thiết bị dùng cho phương pháp phổ khối, cho ra phổ khối lượng của một mẫu để tìm ra thành phần của nó. Có thể ion hóa mẫu và tách các ion của nó với các khối lượng khác. quan sát từng phần tách riêng của nó • Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng) • Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion