3.5. Краткий обзор распространенный масс-анализаторов. Массовый анализатор, это часть масс-спектрометра, где ионы разделяются основываясь на их значении m/z. Как подчеркнуто в предыдущих разделах, комбинация 2 (или даже больше) масс-анализаторов часто позволяет спонтанную или индуцированную фрагментации масс-отобранных ионов изученных методами тандемной МС. Определенные типы масс-анализаторов позволили тандемных экспериментам быть выполненными без применения второго анализатора («тандемной-во-времени», как противоположность «тандемной-в-пространстве» масс-спектрометрии). Существует широкий диапазон масс-анализаторов, различающихся в своей совместимости с различными источниками ионов; способность обрабатывать ионы определенных типов; аналитическая эффективность; дружелюбие к пользователю; и, конечно цена. В этом разделе мы попытаемся обеспечить читателя кратким обзором масс-анализаторов, которые наиболее популярны в био-МС сообществе. Краткое обсуждение каждого анализатора будет включать принципы его операций, совместимость cESIи МАЛДИ источниками, ограничения m/zи обычное достигаемое разрешение, а также тандемные мощности. Наиболее комплексное обсуждение масс-анализаторов (которое также включает устройства и разработки не затронутые в этом разделе) вы можете найти в превосходном недавнем обзоре Мак Лаки и Вэллса (100). Более «углубленное» обсуждение физических аспектов масс-анализа ионов может быть найдено в других обзорных статьях (114, 115). 3.5.1. Масс-анализатор как ионное дисперсионное устройство: магнитный сектор МС. Идея использовать комбинацию электростатического и магнитного полей как средство ионного разделения в пространстве (дисперсия) было введено Дж. Дж. Томсоном в его параболическом масс-спектрографе. Более простой и более эффективный метод ионного разделения в однородных магнитных полях был введен несколькими годами позднее Демпстером (116). Этот инструмент стал прототипом очень успешного масс-анализатора магнитного сектора, который широко использовался в масс-спектрометрии до наших дней. Основываясь на (3-1-1), ион вводится в магнитное поле ортогонально, следуя круговой траектории, чей радиус будет определяться отношением иона m/z, его скоростью v и напряженностью магнитного поля B [другими словами, магнит будет действовать как разделитель импульса или, точнее, разделитель импульса-к-заряду]. Если все ионы с одинаковым зарядом были разогнаны до той же кинетической энергии перед их введением в магнитное поле (например,  , тогда радиус круговой траектории для каждого иона будет уникально определена за счет его отношения массы к заряду. Поздние модификации магнитного сектора масс анализаторов привели к значительным улучшениям разрешения и других выполняемых характеристик. Возможно наиболее важной среди таких модификаций была реализация схемы «двойной фокусировки», которая добавила другой анализатор (сектор с радиальным электрическим полем, часто определяемый как электростатический анализатор, ESA) действующим как «сепаратор кинетической энергии». Масс спектр обычно получается сканированием напряженности магнитного поля в желаемом диапазоне, в то время как электростатическое поле ESAпостоянным (связанным с ускоряющим напряжением V0, чтобы обеспечить прохождение ионов, чьё отношение кинетической энергии к заряду равно eV0). В дополнение к впечатляющему росту массового разрешения, присутствие второго анализатора позволяет выполнять тандемные масс-спектрометрические эксперименты. Например, фрагментный ион mfzf+произведенный в результате диссоциации метастабильного иона m0z0+ сразу после их ускорения (в так называемый первый свободный от поля регион, 1 FFR, рисунок 3.16) будет иметь ту же скоростьчто и сам предшественник; однако, импульсы и кинетическии энергии этих двух ионов будут разными (как импульс, так и кинетическая энергия фрагментного иона будут относиться к тем характеристикам предшествующего иона как mf/m0). Следовательно, чтобы гарантировать прохождение фрагментного иона и через магнитный сектор, и через ESI, оба поля должны быть уменьшены фактором mf/m0по сравнению с теми, которые необходимы для прохода предшественника. Если сканируются два поля, в то время как их отношение остается постоянным, будет обнаружен полный диапазон фрагментных ионов, происходящих из одного предшественника, эксперимент повсеместно известный как B/E сканирование или связанное сканирование). Представлениелинии сканирования B/Eна (B, E) плоскости связывает точку (B0, E0) [*B0 это напряженность магнитного поля, необходимая для прохода неповрежденного иона-предшественника через магнитный сектор и E0 это напряженность электростатического поля, требуемая для прохода любого «полностью разогнанного» иона (KE/z=eV) через электростатический анализатор, ESA] с началом координат (Рисунок 3.17). Очевидно, если z0>1, сканирование должно начинаться в точке (z0B0, z0E0), в противном случае ни один из фрагментных ионов которые заряжены меньше чем предшественник не будут обнаружены. Это именно так, как фрагментационный спектр меллитина (рисунок 3.15С) был получен. |
Скачать 102.87 Kb.