Schema următoare explică modul de funcționare a MS în tandem. Odată ce probele sunt ionizate (prin ESI, MALDI, EI etc.) pentru a genera un amestec de ioni, ionii precursori cu un anumit raport masă-încărcare (m/z) sunt selectați (MS1) și apoi fragmentați (MS2) pentru a genera un ion produs pentru detectare. Secvența selecție-fragmentare-detecție poate fi extinsă în continuare la ionii produs de primă generație. De exemplu, ionii produs selectați generați în MS2 pot fi fragmentați în continuare pentru a produce un alt grup de ioni produs (MS3) și așa mai departe.
*http://en.wikipedia.org/wiki/Tandem_mass_spectrometry
Instrumentație MS în tandem
Din moment ce MS în tandem implică trei etape distincte de selecție-fragmentare-detecție, separarea acestor trei etape poate fi realizată în spațiu sau în timp.
Tandem MS în spațiu
Instrumentele tipice de Tandem MS în spațiu includ QqQQ, QTOF și capcana de ioni hibridă/FTMS, etc.
QqQ (triplu cuadrupol)
* http://www.biologie.hu-berlin.de/gruppenseiten/oekologie/meth/massspec/mass_sp
Trei cuadrupoli (Quadrupol 1, Quadrupol 2 și Quadrupol 3) sunt aliniați pe un rând. Ionii precursori sunt selectați în Quad 1 și trimiși în Quad 2 pentru disociere (fragmentare). Ionii produs generați sunt trimiși la Quad 3 pentru scanarea masei.
QTOF (Quadrupole Time-of-flight)
* http://www.ucl.ac.uk/ich/services/lab-services/mass_spectrometry/proteomics/technologies/madli
În QTOF, ionii precursori sunt selectați în cuadrupol și trimiși la celula de coliziune pentru fragmentare. Ionii produs generați sunt detectați prin spectrometrie de masă cu timp de zbor (TOF).
Trapă de ioni hibridă/FTMS
*http://planetorbitrap.com/orbitrap-velos-pro#tab:schematic
Pentru instrumentele cu capcană de ioni hibridă/FTMS (FT-ICR sau Orbitrap), ionii precursori sunt selectați și fragmentați într-o capcană de ioni externă. Ionii produs generați pot fi detectați fie în capcana externă (rezoluție de masă mai mică, dar mai rapidă) prin sau prin FTMS (precizie și rezoluție de masă mai mare, dar mai lentă).
Tandem-in-Time MS/MS
Instrumentele tipice Tandem-in-Time MS/MS includ capcana de ioni și FT-ICR MS.
Notația ionilor fragmentari
Peptidele și oligozaharidele (inclusiv glicolipidele) urmează diferite sisteme de nomenclatură pentru ionii lor fragmentari. Alte clase de compuși, de exemplu fosfolipidele etc., nu au încă sisteme de nomenclatură stabilite.
Peptide
Nomenclatura fragmentelor peptidice
Fragmentele care conțin extremitatea N-terminală sunt etichetate a, b sau c, în funcție de locul de scindare, în timp ce fragmentele care conțin extremitatea C-terminală sunt etichetate x, y sau z. Numerele indică numărul de reziduuri de aminoacizi din ionul fragmentului.
Oligozaharide (inclusiv glicolipide)
Pentru oligozaharide, fragmentele care conțin capătul reducător (capătul reducător se află în partea dreaptă a figurii) sunt etichetate x, y sau z, în funcție de locul de clivaj, în timp ce fragmentele care conțin celălalt capăt sunt etichetate a, b sau c. Numerele indică locul unde se află reziduul de zahăr: ionii y, z, b și c sunt fragmente datorate clivajelor glicozidice (tăierea legăturilor glicozidice care țin două reziduuri de zahăr adiacente), în timp ce ionii a și x rezultă din clivajul inelului încrucișat.
Nomenclatura fragmentelor de oligozaharide (inclusiv glicolipidele, când R = ceramidă) (Costello, C. E.; Vath, J. E. Methods Enzymol. 1990, 193, 738-768)
Tehnici de fragmentare
Ionii precursori pot fi activați (cu energie internă crescută) în mai multe moduri diferite. Tiparele de fragmentare depind de modul în care energia este transferată către ionul precursor, de cantitatea de energie transferată și de modul în care energia transferată este distribuită intern. Disocierea indusă de coliziune și disocierea multifotonică în infraroșu sunt tehnici de „încălzire lentă” care măresc temperatura Boltzmann a ionului și, astfel, scindă preferențial cele mai slabe legături pentru a produce în principal ioni b și y. Aceste tehnici sunt destul de eficiente pentru peptide, lipide și alți compuși chimici relativ mici, dar pot elimina, de asemenea, modificările post-translaționale ale proteinelor (de exemplu, fosfați și zaharuri). Disocierea prin captare de electroni și disocierea prin transfer de electroni produc în principal ioni c și z, păstrând în același timp modificările post-translaționale (PTM). Astfel, ECD și ETD sunt aplicate pe scară largă la proteine și peptide cu PTM-uri labile. În cazul oligozaharidelor (inclusiv al glicolipidelor), ECD/ETD poate genera, de asemenea, ioni a și z clivați pe inel încrucișat, care sunt cruciali pentru localizarea legăturilor glicozidice.
Această tehnică poate fi utilizată cu următoarele instrumente:
- 21 Tesla FT-ICR MS (Actively Shielded)
- 14.5 Tesla FT-ICR MS (Actively Shielded)
- 9.4 Tesla FT-ICR MS (Passively Shielded)
Publicații conexe
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) Citiți online
Pentru mai multe informații, vă rugăm să contactați Amy McKenna, Manager, ICR User Program.
.