Masspektrometri
Masspektrometri, ofta förkortat som MS, är en teknik för att separera joner i gasfas från varandra utifrån deras förhållande mellan massa och laddning (m/z). Separationen sker på olika sätt i olika typer av masspektrometrar, men baserar sig alltid på att jonerna förs genom ett magnetiskt fält, ett elektriskt fält, eller en kombination av de två.[1] Masspektrometri är en vanlig teknik för kvalitativ och kvantitativ analys inom analytisk kemi.
En masspektrometrisk analys kan delas in i tre övergripande steg:
- Jonisering av de molekyler eller atomer som skall analyseras
- Separation av jonerna i en massanalysator.
- Detektion av jonerna
Resultatet från analysen är ett masspektrum, vilket är en graf över den detekterade signalintensiteten för varje m/z. Toppen i grafen med det högsta värdet för massa/laddning avslöjar i regel molekylmassan för det analyserade ämnet.
Vakuumsystem
För att undvika kollision mellan de joniserade molekylerna och luftmolekyler så är alla masspektrometrar utrustade med ett vakuumsystem. Utan detta skulle de joniserade molekylerna inte nå fram till detektorn.
Jonisering
För att konvertera molekylerna till gasjoner behövs ett joniseringssystem. Dessa joniserar molekyler genom att ta bort en elektron från en neutralt laddad partikel och därmed skapa en katjon eller lägga till en elektron till en neutralt laddad molekyl och skapa en anjon.
Matrix Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI)
Jonisering sker med en laserstråle och är en mjukare teknik än många andra metoder. Den kan därför användas även på mer ömtåliga molekyler som annars skulle falla sönder och förlora form.
Elektronsprejjonisering (Electrospray ionisation, ESI)
Joner produceras genom att spreja en lösning av analyten in i ett elektriskt fält. Denna metod lämpar sig för analys av stora molekyler som proteiner och DNA.
Electron impactjonisering (EI)
En elektronstråle accelereras i 90 graders vinkel mot det inkommande gasflödet. När elektronerna kolliderar med provets molekyler kommer dessa att joniseras och vanligen få laddningen +1. Endast ca 1 per 10^6 molekyler joniseras.[2]
Massanalysatorer
När väl jonerna har skapats passerar de genom en massanalysator som har till uppgift att separera jonerna med beroende på deras mass/laddningsförhållande. Bara joner med en viss massa får passera vid ett visst ögonblick vilket senare möjliggör för detektorn att räkna dem.
Fyrpol
Genom att använda fyra cylindriska stavar med en spänning kopplade till dem kan man skapa ett elektriskt fält där bara joner med ett givet mass/laddningsförhållande kan passera, de andra viker av och når aldrig detektorn. Genom att sedan variera spänningen och frekvensen i det elektriska fältet så kommer olika joner att släppas igenom och de olika jonernas förekomst kan sedan bestämmas.
Jonfälla (IT, ion trap)
I denna metod så förs jonerna samtidigt in i en jonfälla och olika joners förekomst mäts samtidigt. Denna metod är därför en stor förbättring jämfört med fyrpol-MS. Denna metod har när den används tillsammans med ESI visat sig användbar vid analys av peptider och små biomolekyler.
Flygtid (TOF, time of flight)
Partiklarna accelereras i ett elektriskt fält så att de får samma rörelseenergi. Deras hastighet kommer därefter att bara vara beroende av partiklarnas mass/laddning förhållande. De hamnar sedan i ett fältfritt område för att sedan nå detektorn. De lättaste jonerna kommer fram först eftersom de har en högre hastighet än de tyngre vid en given rörelseenergi. Denna tidsskillnad mäts av detektorn. Denna metod används ofta tillsammans med MALDI.
Referenser
Noter
- ^ de., Hoffmann, Edmond (2007). Mass spectrometry : principles and applications (3rd ed). J. Wiley. ISBN 9780470033104. OCLC 134993352. https://www.worldcat.org/oclc/134993352
- ^ Skoog, DA.; Holler, FJ.; Crouch, SR. (2007): "Principles of Instrumental Analysis", (6th Ed.), Brooks/Cole Cengage Learning.
Tryckta källor
- Wilson K., Walker J (2005). Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology (6th ed). Cambridge University Press