Analizátorok Cél: Töltött részecskék szétválasztása Analizátor típusok: ágnes (B) elektrosztatikus (ESA) kvadrupol (Q) ioncsapda (trap) repülési idő (TOF) lineáris ioncsapda (LIT) Fourier transzforációs ion ciklotron rezonancia MS (FT-ICR) Mágneses analizátor Lorentz erő: 1. veb =v 2 /R v= erb/ R=v/eB (ipulzus) 2. ½v 2 = eu 1. 2. Pásztázás (scan) : ágnesára gyorsító feszültség e = B2 R 2 2U Töegspektroetria alapegyenlete 10 % völgy Felbontás Felbontás: R = Full Width at Half Mass (50% agasságnál) Kvadrupol analizátor Felbontás: egységnyi A rendszer éréshatára: néhány ezer 10 % DC = 0 - ±500 V RF = 6000 V Kvadrupol analizátor Kvadrupol analizátor 1. 2. 3. 4. 5. 6. Egy Ion Electrical RF-voltage Moveent... adott enters AC repulsion the of / changes of DC quadrupolesyste the érték ion and polarity into esetében attraction, direction and csak electrical respectively, of of egy the nearest repulsion ion between nearest and quadrupolerod száára attraction, quadrupolerods stabil respectively, az with ionpálya. the with opposite and between the ionopposite charge quadrupole charge rods and ion 1
Kvadrupol analizátor Ioncsapda analizátor Ionok ozgása: az elektródákra kapcsolt egyenilletve váltófeszültség hatására Az összes ion egyszerre tartózkodik a csapdában Kis éret, könnyű kezelhetőség MS n funkció (n=10, eléletileg!) Az ionok spirális pályán ozognak a kvadrupolban Ioncsapda analizátor Lineáris ioncsapda I. gyűrűelektródák távtartó gyűrűk Q TRAP TM LC/MS/MS rendszer kilépő lencserendszer Aux AC fókuszáló egység N 2 CAD Gas Exit lens belépő ionok kilépő ionok Q0 Q1 Q2 Q3 belépő elektróda kilépő elektróda LINAC TM lineáris ioncsapda 3x10-5 Torr Lineáris ioncsapda II. Összehasonlítás LTQ rendszer Érzékenység a teljes töegtartoányra MSMS Töegtartoány MS 3 Szerkezetkutatás Selegesvesztés/Precursor Ion Kvantitálás MRM Töegpontosság Felbontás Könnyű kezelhetőség Új scanfunkciók Kis helyigény 3D Traps Triple Quads Q TRAP 2
Repülési idő analizátor Repülési idő analizátor Konstans potenciál (U) 1, 2 D 1 2 Idő (ns) Detektor 1 > 2 azonos töltés esetén ½v 2 = eu 1 v 1 v= (2eU/) 1/2 2 v 2 t = D/v = (D 2 /2eU) 1/2 = 2U D 2 t 2 Az ionok energiaszórása iatt a felbontás kicsi Megoldás: iontükör (reflektor) késleltetett ionkieresztés (delayed ) Iontükör Delayed Extraction (DE) Iontükör 20 kv detektor A potenciálgradiens a lassabb ionokat jobban gyorsítja 20 kv U gyorsító deflektor U=0 forrás U tükör A detektorig a lassabb ion utóléri a gyorsabbat A DE hatása a felbontásra FT-ICR MS delayed R=1,100 Linear ode continuous R=125 delayed R=11,000 Reflector ode continuous R=650 A cellába bejuttatott és a nagy ágneses térerő hatására körpályára kényszerített ionok által indukált áraot éri. óriási felbontás tág időskála (ne destruktív detektálás) 10600 10800 11000 11200 11400 /z Minta: DNS 36-er 6130 6140 6150 6160 6170 /z Minta: DNS 20-er 3
Felbontás Felbontás: R = Felbontás Miniálisan szükséges felbontás 10 % völgy 10 % Full Width at Half Mass (50% agasságnál) 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 Móltöeg egadása Miniális Töeg- Találatok száa peptidszá pontosság a találathoz (pp) Általános Fajspecifikus 4 500 51 8 4 100 29 4 4 50 9 2 4 30 3 1 4 10 1 1 felbontás onoizotópos töeg 556.277 noinál töeg 556 250 1000 átlagos (kéiai) töeg 556.64 Leu-enkefalin C 28 H 38 N 5 O 7 Móltöeg egadása Analizátorok felbontása átlagos (kéiai) töeg 8681.83 Protonált proinzulin C 381 H 586 N 107 O 114 S 6 onoizotópos töeg 8676.167 noinál töeg 8672 1000 8000 felbontás szektor (E,B) nagy >10,000 kvadrupol (Q) egységnyi (kivétel!) ioncsapda (trap) nagy (de: töegpontosság?) repülési idő (TOF) nagy >10,000 lineáris ioncsapda (LIT) közepes <10,000 FT-ICR nagy!!! >1,000,000 4
Az FT-ICR felbontása Tande töegspektroetria 779.5187 11 779.6097 779.7009 R=1,040,000!!! Célok: szerkezeti inforáció nyerése érzékenység növelése szelektivitás növelése 779.3482 779.4282 779.7924 779.8840 779.9759 Megvalósítás: szektor: kobináció (EBE, BEB) kvadrupol: QqQ ioncsapda: MS n TOF: Post Source Decay (PSD), TOF/TOF hibrid: BEqQ, Q-Trap, Q-TOF, Triple quadrupol felépítése Triple quadrupol Q0 Q1 q2 Q3 DF CEM Lehetséges scantípusok product ion scan (MS2, leányion pásztázás) precursor ion scan ( anyaion pásztázás) constant neutral loss scan (konstans selegesvesztés) selected/ultiple reaction onitoring (SRM, MRM) Leányion ányion pásztázás Anyaion pásztázás 2 1 2 1 2 2 1 1 5
Konstans selegesvesztés 2 -d 1 2 -d 1 6