Analizátorok Cél: Töltött részecskék szétválasztása Analizátor típusok: mágnes (B) elektrosztatikus (ESA) kvadrupol (Q) ioncsapda (trap) repülési idő (TOF) lineáris ioncsapda (LIT) Fourier transzformációs ion ciklotron rezonancia MS (FT-ICR)
Mágneses analizátor Lorentz erő: 1. veb =mv 2 /R v= erb/m R=mv/eB (impulzus) 2. ½mv 2 = eu 1. 2. Pásztázás (scan) : mágnesáram gyorsító feszültség m e = B2 R 2 2U Tömegspektrometria alapegyenlete
Felbontás m Felbontás: R = m 10 % völgy m Full Width at Half Mass m (50% magasságnál) 10 % m m
Kvadrupol analizátor Felbontás: egységnyi A rendszer méréshatára: néhány ezer DC = 0 - ±500 V RF = 6000 V
Kvadrupol analizátor 1. 2. 3. 4. 5. 6. Egy Ion Electrical RF-voltage Movement... adott enters AC repulsion the of / changes of DC quadrupole the érték ion and polarity into esetében attraction, direction system and csak electrical of respectively, of egy the nearest repulsion ion between nearest and quadrupole számára attraction, quadrupole stabil rod respectively, az with ionpálya. rods the with opposite and between the ionopposite charge quadrupole charge rods and ion
Kvadrupol analizátor
Az ionok spirális pályán mozognak a kvadrupolban Kvadrupol analiz Kvadrupol analizátor tor
Ioncsapda analizátor Ionok mozgása: az elektródákra kapcsolt egyenilletve váltófeszültség hatására Az összes ion egyszerre tartózkodik a csapdában Kis méret, könnyű kezelhetőség MS n funkció (n=10, elméletileg!)
Ioncsapda analizátor gyűrűelektródák távtartó gyűrűk kilépő lencserendszer fókuszáló egység belépő ionok kilépő ionok belépő elektróda kilépő elektróda
Lineáris ioncsapda I. Q TRAP TM LC/MS/MS rendszer Aux AC N 2 CAD Gas Exit lens Q0 Q1 Q2 Q3 LINAC TM lineáris ioncsapda Ütközési cella 3x10-5 Torr
LTQ rendszer Lineáris ioncsapda II.
Összehasonlítás Érzékenység a teljes tömegtartományra MSMS Tömegtartomány MS 3 Szerkezetkutatás Semlegesvesztés/Precursor Ion Kvantitálás MRM Tömegpontosság Felbontás Könnyű kezelhetőség Új scanfunkciók Kis helyigény 3D Traps Triple Quads Q TRAP
Repülési idő analizátor Konstans potenciál (U) Detektor m 1, m 2 D m 1 m 2 Idő (ns) m 1 >m 2 azonos töltés esetén
Repülési idő analizátor ½mv 2 = eu m 1 v 1 v= (2eU/m) 1/2 m 2 v 2 t = D/v = (D 2 m/2eu) 1/2 m= 2U D 2 t 2 Az ionok energiaszórása miatt a felbontás kicsi Megoldás: iontükör (reflektor) késleltetett ionkieresztés (delayed extraction)
Iontükör Iontükör detektor U gyorsító deflektor U=0 forrás U tükör
Delayed Extraction (DE) 20 kv A potenciálgradiens a lassabb ionokat jobban gyorsítja 20 kv A detektorig a lassabb ion utóléri a gyorsabbat
A DE hatása a felbontásra Linear mode Reflector mode delayed extraction R=1,100 continuous extraction R=125 delayed extraction R=11,000 continuous extraction R=650 10600 10800 11000 11200 11400 m/z Minta: DNS 36-mer 6130 6140 6150 6160 6170 m/z Minta: DNS 20-mer
FT-ICR MS A cellába bejuttatott és a nagy mágneses térerő hatására körpályára kényszerített ionok által indukált áramot méri. óriási felbontás tág időskála (nem destruktív detektálás)
Felbontás m Felbontás: R = m 10 % völgy m Full Width at Half Mass m (50% magasságnál) 10 % m m
Felbontás Minimálisan szükséges felbontás Ar 39.96239 C 3 H 4 40.03130 N 2 28.00615 C 2 H 4 28.03130 CO 27.99491 N 2 28.00615 13 CC 6 H 7 92.05813 C 7 H 8 92.06260 580 1100 2490 20600
HRMS a fehérjevizsgálatokban Minimális Tömeg- Találatok száma peptidszám pontosság a találathoz (ppm) Általános Fajspecifikus 4 500 51 8 4 100 29 4 4 50 9 2 4 30 3 1 4 10 1 1
Móltömeg megadása monoizotópos tömeg 556.277 nominál tömeg 556 átlagos (kémiai) tömeg 556.64 Leu-enkefalin C 28 H 38 N 5 O 7 felbontás 250 1000
Móltömeg megadása átlagos (kémiai) tömeg 8681.83 Protonált proinzulin C 381 H 586 N 107 O 114 S 6 monoizotópos tömeg 8676.167 nominál tömeg 8672 1000 8000 felbontás
Analizátorok felbontása szektor (E,B) nagy >10,000 kvadrupol (Q) egységnyi (kivétel!) ioncsapda (trap) nagy (de: tömegpontosság?) repülési idő (TOF) nagy >10,000 lineáris ioncsapda (LIT) közepes <10,000 FT-ICR nagy!!! >1,000,000
Az FT-ICR felbontása 11 779.6097 R=1,040,000!!! 779.5187 779.7009 779.4282 779.7924 779.3482 779.8840 779.9759
Tandem tömegspektrometria Célok: szerkezeti információ nyerése érzékenység növelése szelektivitás növelése Megvalósítás: szektor: kombináció (EBE, BEB) kvadrupol: QqQ ioncsapda: MS n TOF: Post Source Decay (PSD), TOF/TOF hibrid: BEqQ, Q-Trap, Q-TOF,
Triple quadrupol felépítése Q0 Q1 q2 Q3 CEM Ütközési cella DF
Triple quadrupol Lehetséges scantípusok product ion scan (MS2, leányion pásztázás) precursor ion scan ( anyaion pásztázás) constant neutral loss scan (konstans semlegesvesztés) selected/multiple reaction monitoring (SRM, MRM)
Leányion ányion pásztázás m 2 Ütközési cella m 1 m 2 m 2
Anyaion pásztázás m 2 Ütközési cella m 1 m 1 m 1
Konstans semlegesvesztés m 2 Ütközési cella -dm m 1 m 2 -dm m 1