- •ЛЕКЦИЯ 5
- •“If you can't solve a problem by mass spectrometry, it probably isn't worth
- •Масс-спектрометрия – метод изучения химического состава и молекулярной струк- туры вещества, а также
- •Масс-спектр – график зависимости относительного количества ионизированных частиц, полученных при ионизации изучаемого вещества
- •Джозеф Джон Томсон
- •В1906 году Дж. Томсон получил Нобелевскую пре- мию по физике за "Выдающиеся заслуги
- •Также в середине 1950-х годов В. Пол разра- ботал квадрупольный масс-анализатор (Нобе- левская
- •Пять этапов реализации масс-спектрометрии
- •Принципиальная схема магнитного масс-спектрометра
- •Принципиальная схема масс-спектрометра (четыре базовых компонента конструкции)
- •А. Система ввода:
- •2. Лазерная десорбция/ионизация из матрицы (MALDI, Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) [Танака, Карас и Хилленкамп,
- •Исследуемое
- •3. Ионизация электроспрея (ESI, Electro Spray Ioniza- tion). Электроспрей (электрораспыление) – относи- тельно
- •Далее поток ионов проходит через сепаратор, где происходит постепенное снижение давления с при-
- •Схема ионизации электроспрея (ESI, Electro Spray Ioniza-tion)
- •MALDI и ESI являются в настоящее время самыми распространёнными способами ионизаций для биомолекулярной
- •В. Анализатор массы.
- •2. Квадрупольный анализатор. Разработан в середине
- •Принцип работы квадрупольного анализатора: под действием постоянного и переменного электричес-ких полей ионы с
- •3. Время-пролетный анализатор (Time Of Flight, TOF). Разработан в 1946 году (Уильям Стефенс,
- •Импульс постоянного
- •Детектор ионов. На первых масс-спектрометрах, интенсивность потоков ионов с определенными зна- чениями m/z,
- •Тандемная масс-спектрометрия
- •Изучаемую смесь веществ ионизируется мягким методом.
- •Принципиальная схема тандемной масс-спектрометрии
- •Хромато-масс-спектрометрия
- •Хромато-масс-спектрометрами оснащены лабора- тории допинг-контроля. С помощью хромато-масс- спектрометрии определяют содержание: анаболи- ческих
- •Основные характеристики масс-спектрометра, как аналитического прибора
- •2. Точность. Способность данного масс-спектроме- тра точно определять величину m/z для каждого типа
- •Кратко об информации, получаемой с помощью метода масс-спектрометрии
- •Современные базы данных (библиотеки масс-спект- ров) позволяет идентифицировать не только компо- ненты исследуемой
- •Области применения масс-спектрометрии:
2. Точность. Способность данного масс-спектроме- тра точно определять величину m/z для каждого типа иона. Пример: прибор с точностью 0,01% даёт информацию о 1000 Да пептиде с точностью ±0,1 Да, а для 10000 Да белка - ±1,0 Да. Точность в большой степени зависит от разрешаюшей способности (раз- решения) прибора.
.3. Диапазон масс. Это диапазон значений m/z, кото- рый способен определить анализатор масс. Пример: квадрупольные анализаторы обычно определяют m/z до 3000. Анализатор магнитного сектора обычно определяет m/z до 10000, а время- пролётные анализаторы способны охватить практи- чески неограниченный диапазон масс ионов.
Кратко об информации, получаемой с помощью метода масс-спектрометрии
1.Непосредственно измерить массовое число молекулы вещества (её молекулярную массу).
2.Масс-спектрометрия высокого разрешения позволяет не только с высокой точностью определить молекулярную массу, но и по дан- ным соответствующих таблиц можно получить брутто-формулу вещества.
3.На основе полученного масс-спектра изучаемого вещества возможно провести его идентифика- цию с помощью библиотеки масс-спектральных данных, а также по характеру фрагментации изучаемой молекулы предположить её строение.
Современные базы данных (библиотеки масс-спект- ров) позволяет идентифицировать не только компо- ненты исследуемой смеси и индивидуально охарак- теризовать каждое из соединений.
Области применения масс-спектрометрии:
В химии и нефтехимии, физике, геологии, биологии, медицине, в производстве полимеров, в производ- стве полупроводниковых и сверхчистых материа- лов, в ядерной технике, в с. х-ве и ветеринарии, в пищ. пром-сти, при анализе продуктов загрязнения окружающей среды и мн. др.
Большие успехи достигнуты при анализе биологически важных молекул; показана возможность структурного анализа полисахаридов с мол. м. до 15000, белков с мол. м. до 45000 и т.д.
Хромато-масс-спектрометрия нашла широкое при- менение в различных областях химии, медицины, фармацевтического производства, экологического мониторинга и технологического контроля в промыш- ленности.