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Die Massenspektrometrie, auch als Massenspektrometrie bezeichnet, ist eine analytische Technik, die in der biowissenschaftlichen Forschung immer wichtiger wird. Dieser Artikel führt Sie in diese Technik ein, wie sie funktioniert und wie sie für Ihre Forschung nützlich sein könnte. Beginnen wir also mit Ihrer Einführung in die Massenspektroskopie …

Was ist Massenspektrometrie?

Kurz gesagt, die Massenspektrometrie misst genau die Masse verschiedener Moleküle innerhalb einer Probe., Selbst große Biomoleküle wie Proteine sind massenhaft identifizierbar, was bedeutet, dass Biologen einige sehr interessante Experimente mit Massenspektroskopie durchführen können, was Ihrer Forschung möglicherweise eine neue Dimension verleiht.

Könnte Massenspektroskopie für mich nützlich sein?

Ja, wenn Sie möchten:

• Moleküle in einer Mischung identifizieren
• Verunreinigungen in einer Probe erkennen
• Analysieren Sie ein gereinigtes Protein
• Untersuchen Sie den Proteingehalt einer Zellprobe

Wie funktioniert die Massenspezifikation?

Das Spektrometer hat drei Hauptstufen:

1. Ionisationskammer.,

Moleküle in einer Probe werden verdampft (durch Erhitzen in die Gasphase umgewandelt). Dann bombardiert ein Elektronenstrahl die Dämpfe, der die Dämpfe in Ionen umwandelt. Da die Massenspektroskopie die Masse geladener Teilchen misst, werden nur Ionen detektiert und neutrale Moleküle nicht gesehen.

Ionen werden erzeugt, indem Elektronen an ein Molekül abgegeben werden (wodurch ein negativ geladenes Ion erzeugt wird) oder Elektronen von einem Molekül entfernt werden (wodurch ein positiv geladenes Ion erzeugt wird).

Hinweis: Eine Probe kann nur durch Massenspektroskopie analysiert werden, wenn sie ohne Zersetzung verdampft werden kann.

2., Beschleunigung und Ablenkung.

Als nächstes werden die Ionen in zwei Stufen nach Masse sortiert-Beschleunigung und Durchbiegung.

Beschleunigung ist einfach Anziehung. Die in der Ionisationsstufe erzeugten positiven Ionen beschleunigen mit einer von ihrer Masse abhängigen Geschwindigkeit in Richtung negativer Platten. Mit anderen Worten, leichtere Moleküle bewegen sich schneller als schwerere.

Ablenkung ist das magnetische Bit…die Ionen werden dann durch ein Magnetfeld abgelenkt, und das Ausmaß der Ablenkung ist wiederum von der Masse abhängig. Ionen unterschiedlicher Masse wandern also mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch das Spektrometer.

3. Erkennung.,

Ionen zunehmender Masse erreichen schließlich nacheinander den Detektor, und dann geht es an den Computer, um ein Spektrum bereitzustellen. Die Ausgabe wird ungefähr wie in Abbildung 1 aussehen.

Hinweis: Dieses vereinfachte Massenspektrum wurde unter Verwendung von Daten aus dem Spektralen Datenbanksystem für organische Verbindungen (SDBS) am National Institute of Materials and Chemical Research in Japan erstellt.,

Das Weglassen von Nebenlinien mit Spitzenhöhen von 2% oder weniger des Basisgipfels (des höchsten Gipfels) sorgt für Klarheit.

Lesen des Spektrums

Zuerst sollten Sie feststellen, dass einfach „Masse“ auf der x-Achse, aber „m / z“, wobei m die Masse und z die Ladung ist. Was das Spektrometer tatsächlich misst, ist das Verhältnis von Masse / Ladung (m/z). Klingt kompliziert, ist es aber nicht—weil die Mehrheit der während MS produzierten Ionen eine Ladung von 1 hat, ist m/z normalerweise gleich der Masse des Moleküls. Einfach.

Lohnt sich die Massenspektroskopie?

Mit einem Wort: Ja., Die Massenspektroskopie liefert genaue Gewichtsmessungen für Ihre Bio- (oder andere) Moleküle, die verwendet werden können, um:

• Geben Sie eine gute Schätzung der Reinheit der Probe (dh ob es eine oder mehrere molekulare Spezies in Ihrer Probe gibt und in welchem Verhältnis sich diese Spezies befinden)
• Überwachen Sie Reaktionen, Sequenzaminosäuren und Oligonukleotide sowie geben Sie Informationen zur Proteinstruktur
• Identifizieren und quantifizieren Sie Proben

Die Massenspektrometrie hat es der Biologie ermöglicht, von der Identifizierung einzelner Proteine bis zur proteomweiten Charakterisierung und Quantifizierung., Mit der Entwicklung dieses Tools können Forscher nun auf kinetischer Basis biochemische Wege definieren, die uns helfen, die mechanistische Reaktion von Zellen auf sich ändernde Umgebungen zu verstehen.

Peptide, Krankenhäuser, Drogen und Tatorte: Praktische Anwendungen der Massenspektroskopie

Pharmaunternehmen und Forscher nutzen die Technik zur Wirkstoffentdeckung, zur Gewinnung von Informationen über den Wirkstoffstoffstoffstoffwechsel und für pharmakokinetische Studien.2 Die Untersuchung von Proteinen mittels Massenspektrometrie wird nun durch Informationen aus den Genomsequenzierungsprojekten unterstützt.,3 Die Technik hat auch medizinische Anwendungen gefunden, wie Neugeborenen-Screening, Blutanalyse und Drogentests. Diese Anwendungen machen auch Massenspektroskopie (in Verbindung mit anderen Analysetechniken) ein leistungsfähiges Werkzeug in der forensischen Analyse.

Wie gehe ich mit der Massenspektroskopie um?

Wenn Sie glauben, dass Massenspektrometrie ist etwas, das von nutzen sein könnte in Ihrer Forschung, überprüfen Sie, ob Ihr Fachbereich oder Universität, hat die Masse-Spektrometer zur Verfügung. Dies kann entweder als „Walk Up“ -Service sein, bei dem Sie einen Slot buchen und Ihre eigenen Samples ausführen, oder als von Technikern geführter Service., Für diese Dienstleistungen wird immer eine Schulung angeboten, fragen Sie also nach. Während die Anzahl der Anwendungen groß ist, ist das Instrument selbst nicht —normalerweise kann die Maschine auf eine Tischplatte passen.

Aber denken Sie daran, bevor Sie ein Massenspektrometer verwenden…

Der wichtigste Faktor für genaue Ergebnisse ist, es sauber und frei von Verunreinigungen zu halten. Wie viele Chemiker bezeugen werden, ist dies häufig ein Problem bei herkömmlichen Massenspektrometern—insbesondere wenn der Benutzer vor Ihnen die Spalte nicht ordnungsgemäß verwendet hat. Es ist ratsam, ein eigenes Lösungsmittel mitzubringen, um die Säule vorher (und nachher) zu reinigen!) verwenden.,

Möchten Sie Mehr Wissen?

Dieser Artikel wurde eine kurze Einführung in die Grundlagen der Massenspektrometrie, aber es nicht zu Ende! Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das benötigte Ion herzustellen, und die gewählte Methode hängt von der Art des Probenmoleküls ab. Weitere Informationen finden Sie in den Referenzen unten.

1. Baker M. (2010) Massenspektrometrie für Biologen. Natur Methoden. 7:157.
2. Ashcroft AE. Eine Einführung in die Massenspektrometrie.
3. Yates JR. Massenspektrometrie in der Biologie. In: Encyclopedia of Life Sciences. pp. London: Nature Publishing Co.; 2001. 1–5.,

Ursprünglich 2011 veröffentlicht, 2016 neu veröffentlicht.