Następujący schemat wyjaśnia, jak działa Tandem MS. Gdy próbki są jonizowane (przez ESI, MALDI, EI, itd.) w celu wygenerowania mieszaniny jonów, jony prekursorowe o określonym stosunku masy do ładunku (m/z) są wybierane (MS1), a następnie fragmentowane (MS2) w celu wygenerowania jonów produktu do detekcji. Sekwencja selekcja-fragmentacja-detekcja może być dalej rozszerzona na jony produktu pierwszej generacji. Na przykład, wybrane jony produktu wygenerowane w MS2 mogą być dalej fragmentowane w celu wytworzenia innej grupy jonów produktu (MS3) i tak dalej.
*http://en.wikipedia.org/wiki/Tandem_mass_spectrometry
oprzyrządowanie tandemowe MS
Ponieważ Tandem MS obejmuje trzy odrębne etapy selekcji-fragmentacji-detekcji, rozdzielenie tych trzech etapów może być realizowane w przestrzeni lub w czasie.
Tandem MS w przestrzeni
Typowe instrumenty Tandem MS w przestrzeni obejmują QqQ, QTOF i hybrydowe pułapki jonowe/FTMS, itp.
QqQ (Triple Quadrupole)
* http://www.biologie.hu-berlin.de/gruppenseiten/oekologie/meth/massspec/mass_sp
Trzy kwadrupole (Quad 1, Quad 2, i Quad 3) są ustawione w rzędzie. Jony prekursorowe są wybierane w Kwadracie 1 i wysyłane do Kwadratu 2 w celu dysocjacji (fragmentacji). Wygenerowane jony produktu są wysyłane do Kwadratu 3 do skanowania masy.
QTOF (Quadrupole Time-of-flight)
* http://www.ucl.ac.uk/ich/services/lab-services/mass_spectrometry/proteomics/technologies/madli
W QTOF, jony prekursorowe są wybierane w Kwadrupolu i wysyłane do Komórki Kolizyjnej w celu fragmentacji. Wygenerowane jony produktowe są wykrywane przez spektrometrię masową czasu przelotu (TOF).
Hybrydowa pułapka jonowa/FTMS
*http://planetorbitrap.com/orbitrap-velos-pro#tab:schematic
W przypadku hybrydowej pułapki jonowej/FTMS (FT-ICR lub Orbitrap), jony prekursorowe są wybierane i fragmentowane w zewnętrznej pułapce jonowej. Wygenerowane jony produktu mogą być wykryte albo w zewnętrznej pułapce (niższa rozdzielczość masowa, ale szybsza) albo przez FTMS (wyższa dokładność masowa i rozdzielczość, ale wolniejsza).
Tandem-in-Time MS/MS
Typowe instrumenty Tandem-in-Time MS/MS obejmują pułapki jonowe i FT-ICR MS.
Nazwa jonów fragmentacyjnych
Peptydy i oligosacharydy (w tym glikolipidy) stosują różne systemy nomenklatury dla swoich jonów fragmentacyjnych. Inne klasy związków, tj. fosfolipidy, itd, nie mają jeszcze ustalonych systemów nomenklatury.
Peptydy
Nomenklatura fragmentów peptydów
Fragmenty zawierające N-końcówkę są oznaczane a, b, lub c, w zależności od miejsca rozszczepienia, podczas gdy fragmenty zawierające C-końcówkę są oznaczane x, y, lub z. Liczby wskazują liczbę reszt aminokwasowych w jonie fragmentu.
Oligosacharydy (w tym glikolipidy)
Dla oligosacharydów, fragmenty zawierające koniec redukujący (koniec redukujący jest po prawej stronie na rysunku) są oznaczone x, y, lub z, w zależności od miejsca rozszczepienia, podczas gdy fragmenty zawierające drugi koniec są oznaczone a, b, lub c. Liczby wskazują na miejsce rozszczepienia reszt cukrowych: jony y, z, b i c to fragmenty powstałe w wyniku rozszczepienia glikozydowego (przecięcia wiązań glikozydowych łączących dwie sąsiednie reszty cukrowe), natomiast jony a i x są wynikiem rozszczepienia pierścienia krzyżowego.
Nomenklatura dla fragmentów oligosacharydów (w tym glikolipidów, gdy R = ceramid) (Costello, C. E.; Vath, J. E. Methods Enzymol. 1990, 193, 738-768)
Techniki fragmentacji
Jony prekursorowe mogą być aktywowane (ze zwiększoną energią wewnętrzną) na wiele różnych sposobów. Wzorce fragmentacji zależą od sposobu przekazania energii do jonu prekursorowego, ilości przekazanej energii i sposobu wewnętrznego rozłożenia przekazanej energii. Dysocjacja indukowana zderzeniem i wielofotonowa dysocjacja w podczerwieni są technikami „powolnego ogrzewania”, które zwiększają temperaturę Boltzmanna jonu i w ten sposób preferencyjnie rozszczepiają najsłabsze wiązania, dając głównie jony b i y. Techniki te są dość wydajne w przypadku peptydów. Techniki te są dość wydajne w przypadku peptydów, lipidów i innych stosunkowo małych związków chemicznych, ale mogą również usuwać modyfikacje potranslacyjne białek (np. fosforany i cukry). Dysocjacja z wychwytem elektronów i dysocjacja z przeniesieniem elektronu produkują głównie jony c i z, zachowując modyfikacje potranslacyjne (PTM). Dlatego też, ECD i ETD są szeroko stosowane do białek i peptydów z labilnymi PTMs. W przypadku oligosacharydów (w tym glikolipidów), ECD/ETD może również generować jony a i z rozszczepione w pierścieniu krzyżowym, które są kluczowe dla lokalizacji wiązań glikozydowych.
Technikę tę można stosować z następującymi instrumentami:
- 21 Tesla FT-ICR MS (Actively Shielded)
- 14.5 Tesla FT-ICR MS (Actively Shielded)
- 9.4 Tesla FT-ICR MS (Passively Shielded)
Related Publications
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) Read online
Więcej informacji można uzyskać kontaktując się z Amy McKenna, Manager, ICR User Program.
.