El siguiente esquema explica cómo funciona la EM en tándem. Una vez que las muestras se ionizan (por ESI, MALDI, EI, etc.) para generar una mezcla de iones, los iones precursores de una relación masa-carga (m/z) específica se seleccionan (MS1) y luego se fragmentan (MS2) para generar un producto de iones para la detección. La secuencia de selección-fragmentación-detección puede ampliarse a los iones producto de primera generación. Por ejemplo, los iones producto seleccionados generados en MS2 pueden fragmentarse aún más para producir otro grupo de iones producto (MS3) y así sucesivamente.
*http://en.wikipedia.org/wiki/Tandem_mass_spectrometry
Instrumentación de MS en tándem
Dado que la MS en tándem implica tres pasos distintos de selección-fragmentación-detección, la separación de estos tres pasos puede realizarse en el espacio o en el tiempo.
Matriz en tándem en el espacio
Los instrumentos típicos de MS en tándem en el espacio incluyen QqQ, QTOF y trampa de iones híbrida/FTMS, etc.
QqQ (triple cuadrupolo)
* http://www.biologie.hu-berlin.de/gruppenseiten/oekologie/meth/massspec/mass_sp
Tres cuadrupolos (cuadrupolo 1, cuadrupolo 2 y cuadrupolo 3) están alineados en una fila. Los iones precursores se seleccionan en Quad 1 y se envían a Quad 2 para su disociación (fragmentación). Los iones producto generados se envían a Quad 3 para la exploración de masas.
QTOF (Quadrupole Time-of-flight)
* http://www.ucl.ac.uk/ich/services/lab-services/mass_spectrometry/proteomics/technologies/madli
En el QTOF, los iones precursores se seleccionan en el cuadrupolo y se envían a la célula de colisión para su fragmentación. Los iones producto generados se detectan por espectrometría de masas de tiempo de vuelo (TOF).
Trampa de iones híbrida/FTMS
*http://planetorbitrap.com/orbitrap-velos-pro#tab:schematic
En los instrumentos de trampa de iones híbrida/FTMS (FT-ICR u Orbitrap), los iones precursores se seleccionan y fragmentan en una trampa de iones externa. Los iones producto generados pueden detectarse bien en la trampa externa (menor resolución de masa, pero más rápida) por o por FTMS (mayor precisión y resolución de masa, pero más lenta).
MSegún el tiempo en tándem
Los instrumentos típicos de MS/MS según el tiempo en tándem incluyen la trampa de iones y la MS FT-ICR.
Notación de los iones de fragmento
Los péptidos y los oligosacáridos (incluidos los glicolípidos) siguen diferentes sistemas de nomenclatura para sus iones de fragmento. Otras clases de compuestos, es decir, los fosfolípidos, etc., todavía no tienen sistemas de nomenclatura establecidos.
Péptidos
Nomenclatura de los fragmentos de péptidos
Los fragmentos que contienen el N-terminal se etiquetan como a, b o c, dependiendo del lugar de la escisión, mientras que los fragmentos que contienen el C-terminal se etiquetan como x, y o z. Los números indican el número de residuos de aminoácidos en el ion del fragmento.
Oligosacáridos (incluidos los glicolípidos)
Para los oligosacáridos, los fragmentos que contienen el extremo reductor (el extremo reductor está en el lado derecho de la figura) se etiquetan x, y o z, dependiendo del lugar de la escisión, mientras que los fragmentos que contienen el otro extremo se etiquetan a, b o c. Los números indican el lugar del residuo de azúcar: los iones y, z, b y c son fragmentos debidos a escisiones glucosídicas (corte de los enlaces glucosídicos que sujetan dos residuos de azúcar adyacentes), mientras que los iones a y x son el resultado de la escisión de anillos cruzados.
Nomenclatura de los fragmentos de oligosacáridos (incluidos los glicolípidos, cuando R = ceramida) (Costello, C. E.; Vath, J. E. Methods Enzymol. 1990, 193, 738-768)
Técnicas de fragmentación
Los iones precursores pueden activarse (con aumento de la energía interna) de muchas maneras diferentes. Los patrones de fragmentación dependen de cómo se transfiere la energía al ion precursor, la cantidad de energía transferida y cómo se distribuye internamente la energía transferida. La disociación inducida por colisión y la disociación multifotónica infrarroja son técnicas de «calentamiento lento» que aumentan la temperatura de Boltzmann del ion y, por tanto, escinden preferentemente los enlaces más débiles para producir principalmente iones b e y. Estas técnicas son bastante eficaces para péptidos, lípidos y otros compuestos químicos relativamente pequeños, pero también pueden eliminar las modificaciones postraduccionales de las proteínas (por ejemplo, fosfatos y azúcares). La disociación por captura de electrones y la disociación por transferencia de electrones producen principalmente iones c y z preservando las modificaciones postraduccionales (PTM). Por lo tanto, la ECD y la ETD se aplican ampliamente a las proteínas y péptidos con PTMs lábiles. En el caso de los oligosacáridos (incluidos los glucolípidos), la ECD/ETD también puede generar iones a y z escindidos por anillos cruzados, que son cruciales para la localización de los enlaces glicosídicos.
Esta técnica puede utilizarse con los siguientes instrumentos:
- 21 Tesla FT-ICR MS (Actively Shielded)
- 14.5 Tesla FT-ICR MS (Actively Shielded)
- 9.4 Tesla FT-ICR MS (Passively Shielded)
Publicaciones relacionadas
B. J. Bythell, et al, Relative stability of peptide sequence ions generated by tandem mass spectrometry, Journal of the American Society for Mass Spectrometry 23(4), 644-654 (2012) Leer en línea
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