Масс-спектрометрия: особенности методики и типы оборудования

Масс-спектрометрия — это метод исследования ионов на основе соотношения массы к заряду для их идентификации и определения количества в простых и сложных смесях. Масс-спектрометрия выполняет четыре основные функции: ионизация, разделение (фильтрация), обнаружение и анализ.

Масс-спектроскопия используется для исследования самых разных соединений, от нефтехимических до белков. Методика применяется в протеомике, метаболомике, анализе окружающей среды, фармацевтической сфере, судебно-медицинской экспертизе.

Принцип анализа

Введенный образец ионизируется внутри источника ионизации, после чего ускоряется в вакууме под влиянием электрического и магнитного полей. Ионы отклоняются и разделяются. Радиус пути ионов зависит от их массы. Генерация данных происходит с помощью интегрированных компьютеров и программных платформ.

Метод масс-спектрометрии — анализ, который может быть выполнен один раз с использованием одного анализатора или с применением нескольких различных масс-спектрографов (например, гибридных).

Оборудование для масс-спектроскопии

Разные методики анализа и разные цели, поставленные перед исследователями, подразумевают применение различного оборудования для масс-спектроскопии:

  • Квадрупольный масс-анализатор. Превосходно отслеживает отдельные ионы или реакции в течение продолжительного периода времени. Наиболее часто такой масс-спектрограф используется в сфере безопасности пищевых продуктов, анализе окружающей среды, клинических и судебно-токсикологических исследованиях.
  • Масс-анализатор Orbitrap. Способен улавливать и отделять небольшое количество ионов для точного определения массы. Применяется для нецелевого анализа неизвестных соединений в области биомаркеров, протеомики и метаболизма.
  • Масс-спектрограф TOF. Анализатор времени пролета ускоряет образцы и измеряет время их полета, когда они достигают детектора.
  • Гибридные масс-анализаторы. Несколько масс-спектрографов, объединенных в один для достижения различных целей разделения и обнаружения.
масс-спектрометр Thermo Scientific™ Q Exactive™ Focus

Масс-спектрометр Thermo Scientific™ Q Exactive™ Focus

Например, масс-спектрометр Thermo Scientific™ Q Exactive™ Focus включает гиперболический квадрупольный масс-фильтр, чтобы лучше отбирать ионы-прекурсоры перед их введением в масс-анализатор Orbitrap.

Метод хромато-масс-спектрометрии

Хромато-масс-спектрометрия — метод анализа, основанный на комбинации хроматографа и масс-спектрометра.

Примеры оборудования для хромато-масс-спектрометрии:

  • Одноквадрупольный ГХ-МС. Подходит для повседневного анализа проб. Типичные области применения: анализ пестицидов в пищевых продуктах и окружающей среде, анализ летучих органических соединений в воде.
  • Тройной квадрупольный ГХ-МС. Газовая хроматография в сочетании с системой тройной квадрупольной масс-спектрометрии для более высокого уровня селективности. Подходит для анализа, в котором требуется наивысшая чувствительность.
  • HRAM ГХ-МС. Комбинация хроматографии и масс-спектрометра с высокой точностью для высокой степени достоверности обнаружения, идентификации и количественного определения.

Также для хромато-масс-спектрометрии применяется оборудование, принцип работы которого основан на сочетании масс-спектрометра и жидкостной хроматографии.