books الجزء 7

غالبا، عملية التأين يكون بما فيه الكفاية عنيفة أن يترك الأيونات الناتجة مع طاقة داخلية كافية لتفتيت داخل مطياف الكتلة. إذا استمرت أيونات المنتجات في حالة عدم التوازن لفترة معتدلة من الوقت قبل تفكك تلقائيًا، تسمى هذه العملية تجزئة الفوقا. يشير تجزئة المكتشطة الفوهة إلى الحث الهادف للتجزئة في المصدر عن طريق زيادة إمكانات المكتشطة الفوهة على الأدوات القائمة على الرذاذ الكهربائي عادة. على الرغم من أن التجزئة في المصدر تسمح لتحليل التجزئة، فإنه ليس من الناحية الفنية قياس الطيف الكتلي الترادفي إلا إذا تم تحليل كتلة الأيونات (مؤقت الاستقرار:metastable) أو اختيار قبل تفكك تلقائي ويتم تنفيذ المرحلة الثانية من التحليل على الأجزاء الناتجة. غالباً ما يستخدم التجزئة في المصدر بالإضافة إلى قياس الطيف الكتلي جنباً إلى جنب (مع تجزئة ما بعد المصدر) للسماح بخطوتين من التشظي في نوع MS3 زائف من التجربة.

الانفصام الناجم عن التحلل

تجزئة ما بعد المصدر هو في معظم الأحيان ما يتم استخدامه في تجربة قياس الطيف الكتلي جنبا إلى جنب. ويمكن أيضا أن تضاف الطاقة إلى الأيونات، التي عادة ما تكون متحمسة بالفعل اهتزازي، من خلال الاصطدامات بعد المصدر مع ذرات أو جزيئات محايدة، وامتصاص الإشعاع، أو نقل أو التقاط الإلكترون من قبل أيون مشحونة مضاعفة. ينطوي الانفصام الناجم عن الاصطدام (CID)، الذي يسمى أيضًا بالتفكك المنشط بشكل تصادمي (CAD)، على اصطدام أيون بذرة محايدة أو جزيء في مرحلة الغاز والتفكك اللاحق للايون. على سبيل المثال، ضع في اعتبارك:

حيث أيون AB + يصطدم مع الأنواع المحايدة M وينهار في وقت لاحق. يتم وصف تفاصيل هذه العملية من خلال نظرية الاصطدام. ونظراً لاعتراض اختلاف في التكوين، يمكن أن يكون هناك نوعان رئيسيان مختلفان من الـ CID: "1" نوع الشعاع (حيث تكون الأيونات السليفة مجزأة أثناء الطيران) و(2) من نوع مصيدة الأيونات (حيث تكون الأيونات السليفة محصورة أولاً ثم تُجزت).

وهناك نوع ثالث وأكثر حداثة من تجزئة CID هو انفصام تصادمي عالي الطاقة (HCD). (HCD) هو تقنية CID محددة لمطياف كتلة المدار الذي يحدث تجزئة خارج فخ أيون، يحدث ذلك في خلية HCD (في بعض الأدوات المسماة "أيون توجيهmultipole HCDهو تجزئة من نوع التراكب الذي تبين أن له خصائص من نوع الحزم.

طرق التقاط ونقل الإلكترونات

الطاقة التي يتم إطلاقها عند نقل إلكترون أو التقاطه بواسطة أيون مشحون مضاعفة يمكن أن تحفز التشظي.

الإلكترون التقاط تفكك

إذا تم إضافة إلكترون إلى أيون موجب مشحون، يتم تحرير طاقة كولوم. إضافة الإلكترون الحر يسمى الايكتر القبض على الانفصام (ECD) ويمثلها:

لمضاعفة جزيء مبروتز.

نقل الإلكترون تفكك

ويسمى إضافة إلكترون من خلال أيونات تفاعل انفصام نقل الإلكترون (ETD). على غرار الانفصام في التقاط الإلكترونات، يؤدي ETD إلى تفتيت الكاتيونات (مثل الببتيدات أو البروتينات) عن طريق نقل الإلكترونات إليها. اخترعه دونالد ف. هانت، جوشوا كون، جون إ. ب. سيكا وجارود مارتو في جامعة فرجينيا.

لا تستخدم ETD الإلكترونات الحرة ولكنها تستخدم الأنيونات الجذرية (مثل الجمرة الخبيثة أو الأزوزبينزين) لهذا الغرض:

حيث A هو anion.

تَدَمّر بشكل عشوائي على طول العمود الفقري الببتيد (ج وإيونات z) بينما تُترك السلاسل الجانبية والتعديلات مثل الفوسفور سليمة. هذه التقنية تعمل بشكل جيد فقط للأيونات الدولة تهمة أعلى (z>2)، ولكن بالنسبة إلى تفكك الناجم عن الاصطدام (CID)، ETD مفيد لتفتيت الببتيدات أطول أو حتى البروتينات بأكملها. وهذا يجعل هذه التقنية مهمة لبروتيوميكس من أعلى إلى أسفل. مثل الكثير من النماء في مرحلة الطفولة المبكرة، ETD فعالة للببتيدات مع تعديلات مثل الفوسفور.

نقل الإلكترون وتفكك الاصطدام العالي الطاقة (EThcD) هو مزيج ETD وHCD حيث يتم إخضاع السلائف الببتيد في البداية إلى تفاعل أيونات أيونات الفلورانثين في فخ أيونات خطية، والذي يولد c - و z -ions] ] في الخطوة الثانية يتم تطبيق تجزئة HCD جميع الأيونات على جميع الأيونات المشتقة من ETD لتوليد الأيونات b- و y- قبل التحليل النهائي في محلل الارمدى. تستخدم هذه الطريقة التجزئة المزدوجة لتوليد أيونات وبالتالي أطياف MS/MS الغنية بالبيانات لتسلسل الببتيد وتوطين PTM.

عزل نقل الإلكترونات السالبة

ويمكن أن يحدث التجزؤ أيضاً مع أنواع غير مُتَجَرَّعة، حيث يتم نقل الإلكترون من الأنواع إلى كاشفات الموجبة في انفصال نقل الإلكترونات السالب (NETD)

بعد هذا الحدث نقل، الإلكترون نقص anion يخضع لإعادة ترتيب داخلي وشظايا. NETD هو التماثلية أيون/أيون من انفصال الإلكترون (EDD).

NETD متوافق مع تفتيت الببتيد والبروتينات على طول العمود الفقري في السندات Cα-C. الشظايا الناتجة عادة ما تكون أيونات من نوع المنتج أو أيونات من نوع x.

انفصال الإلكترون

انفصال الإلكترون (EDD) هو طريقة لتفتيت الأنواع الأيونية في قياس الطيف الكتلي. وهو بمثابة وضع مضاد سلبي لإمساك الإلكترونات بالانفصام. يتم تنشيط الأيونات المشحونة بشكل سلبي عن طريق التشعيع مع إلكترونات الطاقة الحركية المعتدلة. والنتيجة هي طرد الإلكترونات من الجزيء الأيوني الأم، الذي يسبب التفكك عن طريق إعادة التركيب.

عزل نقل الشحن

رد فعل بين الببتيدات المشحونة بشكل إيجابي والكواشف الموجبة، المعروف أيضا باسم انفصال نقل الشحن (CTD)،وقد ثبت مؤخرا كمسار تفتيت الطاقة العالية البديلة لحالة منخفضة الشحن (1 + أو 2 +) الببتيدات. الآلية المقترحة من CTD باستخدام الهيليوم الكاتيون كما الكاشف هو:

التقارير الأولية هي أن CTD يسبب العمود الفقري Cα-C انشقاق السندات من الببتيدات ويوفر أيونات المنتج من نوع a- و x

الاعوض الضوئي

يمكن إضافة الطاقة المطلوبة للتفكك عن طريق امتصاص الفوتون، مما يؤدي إلى الصورة الأيونية ويمثلها:

حيث يمثل hv الفوتون الممتص بواسطة الأيون. يمكن استخدام أشعة الليزر فوق البنفسجية، ولكن يمكن أن يؤدي إلى تفتيت مفرط للجزيئات الحيوية.

تفكك متعدد الصور بالأشعة تحت الحمراء

سوف الفوتونات تحت الحمراء تسخين الأيونات ويسبب تفكك إذا تم امتصاص ما يكفي منها. وتسمى هذه العملية تفكك متعدد الصور بالأشعة تحت الحمراء (IRMPD) وغالبا ما يتم إنجازها مع ليزر ثاني أكسيد الكربون ومطياف كتلة المحاصرة أيون مثل FTMS.

تفكك بلاكبودي الأشعة تحت الحمراء

يمكن استخدام إشعاع الجسم الأسود في التصوير الضوئي في تقنية تعرف باسم الانفصام الإشعاعي بالأشعة تحت الحمراء (BIRD). في طريقة BIRD، يتم تسخين غرفة فراغ الطيف الشامل بأكملها لإنشاء ضوء الأشعة تحت الحمراء. يستخدم BIRD هذا الإشعاع لإثارة الاهتزازات المتزايدة النشاط للأيونات، حتى ينكسر السندات، وخلق شظايا. هذا مشابه للفصّل متعدد الصور بالأشعة تحت الحمراء والذي يستخدم أيضًا ضوء الأشعة تحت الحمراء، ولكن من مصدر مختلف. وغالبا ما يستخدم الطيور مع فورييه تحويل ايونات السيكلوترون الرنين الطيفي الكتلة.

الانفصام المستحث السطحي

مع الانفصام الناجم عن السطح (SID)، التجزئة نتيجة اصطدام أيون مع سطح تحت فراغ عال. اليوم، يتم استخدام SID لتجزئة مجموعة واسعة من الأيونات. قبل سنوات، كان من الشائع فقط لاستخدام SID على كتلة أقل، الأنواع المشحونة بشكل وحيد لأن أساليب التأين وتقنيات محللات الكتلة لم تكن متقدمة بما يكفي لتشكيل بشكل صحيح، ونقل، أو تميز أيونات من ارتفاع م / ض. مع مرور الوقت، كانت الأسطح أحادية الطبقات ذاتية التجميع (SAMs) المكونة من CF3 (CF2) 10CH2CH2S على الذهب هي أبرز أسطح التصادم المستخدمة في SID في مطياف جنبا إلى جنب. وقد عملت نظم الصوامات (SAMs) كأهداف اصطدامية مرغوبة أكثر بسبب كتلها الفعالة الكبيرة المميزة لتصادم الأيونات الواردة. بالإضافة إلى ذلك، تتكون هذه الأسطح من سلاسل فلورية صلبة، والتي لا تضعف بشكل كبير طاقة أيونات المقذوفات. سلاسل الفلوروكربون هي أيضا مفيدة بسبب قدرتها على مقاومة نقل الإلكترونات السهل من سطح المعدن إلى الأيونات الواردة. قدرة SID على إنتاج التراكبات الفرعية التي تبقى ثابتة وتوفر معلومات قيمة عن الاتصال لا مثيل لها من قبل أي تقنية انفصال أخرى. وبما أن المجمعات المنتجة من SID مستقرة وتحتفظ بتوزيع الشحن على الجزء، فإن هذا ينتج أطياف فريدة من نوعها، والتي يتركز فيها المجمع حول توزيع أضيق m / z. منتجات SID والطاقة التي تشكل هي تعكس نقاط القوة والطبولوجيا من المجمع. تساعد أنماط الانفصام الفريدة في اكتشاف الهيكل الرباعي للمجمع. توزيع تهمة متماثل والتبعية تفكك هي فريدة من نوعها ل SID وجعل الأطياف المنتجة مميزة من أي تقنية تفكك أخرى.

تقنية SID أيضاً قابلة للتطبيق على قياس الطيف الكتلي الكتلي (IM-MS) الحركة الأيونية. ثلاث طرق مختلفة لهذه التقنية تشمل تحليل توصيف الطوبولوجيا، والاتصال بين االبونيت، ودرجة تتكشف لبنية البروتين. تحليل بنية البروتين تتكشف هو التطبيق الأكثر استخداما لتقنية SID. لقياس الطيف الكتلي لأيونات الحركة (IM-MS)، يستخدم SID للتفكك من السلائف المصدر المنشطة لثلاثة أنواع مختلفة من مجمعات البروتين: بروتين C-reactive (CRP)، transthyretin (TTR)، والكونثانانافالين A (Con A). يتم استخدام هذا الأسلوب لمراقبة درجة تتكشف لكل من هذه المجمعات. لهذه الملاحظة، أظهرت SID هياكل الأيونات السلائف الموجودة قبل الاصطدام مع السطح. IM-MS يستخدم SID كمقياس مباشر للتشكل لكل من الوحدات الفرعية البروتينات.

فورييه تحويل الرنين السيكلوترون (FTICR) قادرة على توفير دقة فائقة وعالية الدقة الكتلة للأجهزة التي تأخذ قياسات الكتلة. هذه الميزات تجعل مطياف كتلة FTICR أداة مفيدة لمجموعة واسعة من التطبيقات مثل عدة تجارب تفكك[44] مثل الانفصام الناجم عن الاصطدام (CID، انفصال نقل الإلكترون (ETD)، وغيرها. وبالإضافة إلى ذلك، تم تنفيذ الانفصام الناجم عن السطح مع هذا الصك لدراسة تفتيت الببتيد الأساسي. وعلى وجه التحديد، تم تطبيق SID على دراسة العوامل النشطة وحركية تجزئة مرحلة الغاز داخل أداة [ICR] وقد استخدم هذا النهج لفهم تجزئة مرحلة الغاز من الببتيدات البروتينية، أيونات الببتيدات الإلكترونية الغريبة، غير التكافؤ يغاند-ببتيد المجمعات، ومجموعات المعادن.