Понятие «молекулярная масса», которое используется в масс-спектрометрии, близко относится (но не обязательно одно и то же) со сходным концептом «молекулярный вес», суммой атомных масс всех атомов в молекуле. Молекулярная масса измеряется в унифицированных атомных массовых единица, определенных системой ИЮПАК как 1/12 массы углерода-12, в его земном состоянии, u≈1,6605402(10)×10-27кг. Атомный вес элемента это, конечно, среднее значение веса атомных масс различных изотопов, следовательно, изотопное распределение косвенно уже включено в это определение. С тех пор, как ионная масса измеряется с помощью масс-спектрометрии, не является необходимымусреднять по всему изотопному содержанию, в настоящее время в обращении находятся несколько определений молекулярной массы. Определения молекулярной массы варьированно базируются на том, как они рассчитаны для вкладов от различных изотопов. Номинальная масса рассчитывается, используя массу легчайшего изотопа для каждого элемента округленную до ближайшего целого числа. Моноизотопная масса рассчитывается в схожей манере, но изотопные массы больше не округляются; то есть, дефект массы ядра тоже учитывается. Для пептидов, чьи молекулярные массыпревышают 2 кДа, наиболее обогащенная масса (т.е. масса отвечающая ионному пику наивысшей интенсивности в изотопном кластере) больше не совпадает с моноизотопной массой. Наконец, средняя масса рассчитывается, основываясть на входном изотопном распределении и близко относится к молекулярной массе, которая используется в других областях химии и близких ей дисциплинах. Средняя масса обычно очень близка к наиболее обогащенной массе (типично с 1 u). Так как число атомов, включающих в себя молекулярную массу, увеличивается, так же увеличивается и разница между моноизотопными и средними массами. В то же самое время, относительная обогащенностьмоноизотопного пика продолжает расти и становится частично недетектируемой даже для биополимеров скромных (меньше 10 кДа) размеров. 3.2. Методы продуцирования биомолекулярных ионов. 3.2.1. Техники десорбции макромолекулярного иона: главные рассмотрения. Несмотря на свой ранний успех как аналитической техники, масс-спектрометрия почти не вторгалась в область анализа неповрежденных биополимеров до 1970-х. «Классические» ионизационные техники (такие как электронное влияние или химическая ионизация) были неподходящими для обработки биологических макромолекул. Паровое давление биополимеров незначительно и их тонкая природа предотвращает использование высоких температур как средства усиления испарения. Хотя эта трудность была обойдена в некоторых случаях за счет химической дериватизации полярных биомолекул (нацеливаясь на увеличение их парового давления), примеры использования «классической» масс-спектрометрии даже простейших биомолекул оставались весьма немногочисленными. Масс-спектрометрический анализ биомолекул стал осуществимым только с приходом методик ионной десорбции, которые изначально включали полевую десорбцию и плазменную десорбцию. Введение бомбардировки быстрыми атомами в ранних 1980х вероятно оказало даже большее влияние на развитие биомолекулярной масс-спектрометрии. В отличие от плазменной десорбции, источники бомбардировки быстрыми атомами не требуют специальных типов масс-анализаторов и являлись гораздо более удобными в использовании. В то время как плазменная десорбция и источники десорбции/ионизации в поле больше не используются широко, бомбардировка быстрыми атомами остается в использовании. Однако, она используется в биофизических экспериментах обычно ограниченно, и мы не будем рассматривать это здесь в подробных деталях. Заинтересованный читатель может быть отослан к превосходным обзорам по этому предмету, а также к всеобъемлющим текстам по масс-спектрометрии. Две ионизационные техники, наиболее часто встречаемых в нашем обсуждении это масс-спектрометрия с ионизацией электроспреем и МАЛДИ. Краткая историческая ремарка. Приход ESI MS в середине 1980х обеспечил средством для наблюдения спектров неповрежденных белков без очевидного массового ограничения. Открытие удостоилось Нобелевской премии по химии (Джон Фенн, 2002 г.). |
Скачать 102.87 Kb.