Ионизация электрораспылением - раздел Образование, Лекция 14. Масс-спектрометрия Серьезную Конкуренцию Maldi Сегодня Составляет Метод Ионизации, Получивший На...
Серьезную конкуренцию MALDI сегодня составляет метод ионизации, получивший название электрораспыления ЕSI (от английского Electrospray Ionization). Этот метод ионизации часто называют электродинамическим. Ионизация происходит при взаимодействии сильного электростатического поля с поверхностью жидкости на конце капиллярной трубки (рис. 7.13).
Рис. 7.13. Схематическое изображение траекторий ионов от иглы электрораспылителя до детектора масс-спектрометра. Раствор белка, обычно 1-2 мкл с концентрацией 5 мкМ, помещается в очень тонкий капилляр с диаметром примерно 10 мкм. К позолоченной игле прикладывается напряжение в несколько кВ, вызывая электрораспыление маленьких капель. Положительно заряженные капли десольватируются и фокусируются в масс-спектрометре для детектирования
ESI дает возможность получать интактные ионы из молекул образца, находящихся в растворе при атмосферном давлении. Ионы образуются при подаче напряжения в 1-5 кВ к раствору образца, выходящего через капилляр с низкой скоростью. Большой электрический потенциал, приложенный между концом капилляра и противоположным электродом, расположенным на небольшом расстоянии, вызывает превращение жидкости, выходящей из кончика капиллярной трубочки, в аэрозоль, состоящий из заряженных капель. На выходе образуется совокупность микрокапель раствора, обладающих высоким поверхностным зарядом. Пучок заряженных микрокапель, уменьшающихся в размере за счет потери молекул растворителя, движется к противоэлектроду. Достигая критического размера, при котором силы поверхностного натяжения не могут противостоять силам кулоновского отталкивания, капли взрываются с образованием более мелких капель. Этот процесс повторяется несколько раз. В итоге возникают микрокапли, содержащие всего одну заряженную частицу вещества. Раствор испаряется по мере того, как капли перемещаются из области ионизации с атмосферным давлением в вакуумную камеру, где располагается масс-анализатор. Испарению способствует встречный ток осушающего инертного газа, либо нагрев трубки, через которую капли из источника ионов попадают в вакуумную камеру анализатора. Заряд полученных ионов определяется полярностью приложенного к капилляру напряжения.
В исследуемой жидкости должны быть ионы. Для этого обычно добавляют небольшие количества ионных солей или другие соединения, которые могут привести к образованию ионов. Как правило, максимальное число протонов, которое может присоединить пептид или белок в условиях ESI, хорошо коррелирует с количеством основных аминокислот (Арг, Лиз, Гис) с учетом N-концевой аминогруппы, если, конечно, она не ацилирована. Однако важным фактором в этом процессе является еще и доступность этих протон-связывающих участков. Поэтому распределение зарядов зависит от pH, температуры и присутствия денатурирующих агентов в растворе. Такое распределение можно использовать для исследования конформационных изменений в белке.
Например, во время электрораспыления наиболее распространенный ион бычьего цитохрома c несет 10 положительных зарядов при pH 5.2 и 16 зарядов при pH 2.6. Похожий эффект наблюдается при восстановлении дисульфидных связей. Максимум распределения зарядов ионов лизоцима куриного яйца с четырьмя дисульфидными связями находится в области 12 положительных зарядов (12+), но после восстановления при помощи дитиотрейтола этот максимум смещается в область 15+ .
Привлекательным свойством методики ESI является образование молекулярных ионов, несущих множественный заряд, при условии, что данные молекулы могут принимать более одного заряда. Это свойство позволяет детектировать ионы с большой массой в низком диапазоне величин m/z. Сдвиг шкалы делает возможным детектирование тяжелых ионов с высоким разрешением, поскольку разрешение обратно пропорционально отношению m/z. Точность определения молекулярной массы с помощью техники ESI и масс-спектрометрии с фурье-преобразованием достигает примерно 0.001-0.005%. В благоприятных условиях можно разрешать индивидуальные пики изотопов углерода.
Что такое масс спектрометрия... Джон Фенн изобретатель метода ионизации электрораспылением для биомолекул... Масс спектрометрия это искусство измерения молекулярного веса атомов и молекул Информации о массе или весе всегда...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Ионизация электрораспылением
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Ионы в электромагнитном поле. Закон Лоренца
В масс-спектрометрии для измерения соотношений массы к заряду, используются законы движения заряженных частиц в магнитном или электрическом поле, носящие имя их первооткрывателя Лоренца.
У
Разрешающая способность масс-спектрометрии
Способность к разделению масс определяется разрешающей способностью масс-спектрометра. Разрешение R здесь определяется как , где
Точность измерения массы
Точность измерения массы определяется как разность между измеренной и расчетной массами иона. Она выражается в процентах от измеренной массы (например, молекулярная масса = 10 000 ± 0.01%) или в до
Методы ионизации
В течение последних двух десятилетий масс-спектрометрия стала важнейшим аналитическим инструментом в структурной биологии. Этому способствовало развитие методов получения интактных, высокомолекуляр
От ионов в растворе к ионам в газовой фазе
Переход ионов из газовой фазы в раствор процесс самопроизвольный. В присутствии молекул растворителя, таких как H2O, «голые» (дегидратированные) ионы в газовой фазе, например Na+
Электронная ионизация
Электронная ионизация (EI от английского Electron Ionization) – наиболее часто используемая техника в масс-спектрометрии. Она является относительно простой иллюстрацией общего принципа ионизации пр
Бомбардировка быстрыми атомами
В масс-спектрометрии с использованием бомбардировки быстрыми атомами FAB (от англ. Fast Atom Bombardment), ионизация происходит при бомбардировке поверхности образца пучком атомов благородных газов
Плазменная десорбция
В масс-спектрометрии с плазменной десорбцией PD (английская аббревиатура от Plasma Desorption) образец наносится на металлическую поверхность и бомбардируется осколками ядер радиоактивного изотопа.
Ионизация лазерной десорбцией при помощи матрицы
При ионизации лазерной десорбцией лазерное излучение очень большой плотности фокусируется на маленьком участке, что приводит к крайне высокой скорости нагрева. В результате формируется локализованн
Химическая ионизация при атмосферном давлении
Химическая ионизация при атмосферном давлении APCI (английская аббревиатура Atmospheric Pressure Chemical Ionization) генерирует ионы непосредственно из раствора. Подобно электрораспылению, раствор
Фотонная ионизация при атмосферном давлении
Подвидом APСI является фотоионизация при атмосферном давлении APPI (английская аббревиатура Atmospheric Pressure Photoionization), когда десольватация осуществляется под действием ультра-фиолетовог
Ионизация лазерной десорбцией с поверхности кремния
В противоположность MALDI ионизация лазерной десорбцией с поверхности не содержит матрицы как таковой. Она осуществляется с поверхности твердого кремния и получила название DIOS (английская аббреви
Сравнение возможностей различных методов образования ионов
Достоинства и недостатки каждого метода получения ионов представлены в таблице 7.2.
Из неё видно, что nanoESI, DIOS, с одной стороны, и MALDI, с другой стороны, фактически являются рекордс
Общая архитектура масс-спектрометра
Первый масс-спектрометр был построен в 1913 году, когда Дж. Дж. Томпсон предложил использовать постоянные магнитные и электрические поля для разделения двух изотопов благородного газа Ne, используя
Чувствительность
Чувствительность – одна из важнейших характеристик масс-спектрометра, показывающая какое количество вещества нужно ввести в масс-спектрометр для того, чтобы его можно было детектировать. Для просто
Скорость сканирования
Масс-анализатор пропускает ионы с разным соотношением массы и заряда за определенное время. Для анализа всех ионов масс-анализатор должен просканировать параметры поля за заданный промежуток времен
Вакуумирование
Масс-спектрометр – вакуумный прибор, снабженный специальной системой откачки. В масс-анализаторе заряженные частицы должны проходить расстояние в несколько метров, не сталкиваясь с молекулами остат
Масс-спектрометры с одиночной и двойной фокусировкой
В инструментах с одним фокусировочным сектором ионы с массой m, зарядом z и определенной кинетической энергией помещаются в магнитное поле B. Как было отмечено
Квадрупольный масс-фильтр
Разделение масс в линейном квадрупольном масс-фильтре (общепринятая английская аббревиатура Q) основано на достижении стабильной траектории для ионов с определенными значениями m/z в быстро
Kвадрупольная ионная ловушка
Квадрупольная ионная ловушка существует в линейном (английская аббревиатура LIT) и трехмерном исполнении (английская аббревиатура QIT). LIT первоначально разработана физиками, которые были заинтере
Масс-спектрометрия с фурье-преобразованием
В большинстве масс-спектрометров ионы детектируются благодаря электрическому току, который они вызывают при столкновении с поверхностью устройства, такого как электронный умножитель. Такой метод на
Времяпролетная масс-спектрометрия
Анализ масс во времяпролетном масс-спектрометре (английская аббревиатура TOF-MS от Time of Flight Mass-Spectrometers) основан на том, что ионы с разными значениями m/z обладают одинаковой эн
Тандемная масс-спектрометрия
Для получения структурной информации с помощью масс-спектрометрии молекула должна претерпеть фрагментацию с образованием ионов, значения m/z которых могут быть соотнесены со структурой. Вспо
Орбитальная ловушка ионов
В 2005 года появился коммерческий серийный масс-спектрометр, использующий в качестве масс-анализатора орбитальную ловушку ионов. В орбитальной ловушке ионов (английское сокращение Orbitrap), не исп
Представление масс-спектра вещества и его интерпретация
Масс-спектр вещества обычно представляется в виде вертикальных отрезков, каждый из которых представляет ион, имеющий определенное отношение массы к заряду m/z (положение на оси абсцисс) и ве
Масс-спектры простых соединений
Применим описанные выше правила к расшифровке нескольких простых соединений, находящихся в виде газов. На рисунке 9.2 показаны масс-спектры двуокиси углерода, пропана и циклопропана.
Нуклеиновые кислоты
Идентификация оснований
Эффективность исследования нуклеиновых кислот с помощью масс-спектрометрии отстает от изучения белков. Основная причина заключается в высоком сродстве нуклеи
Карбогидраты
Моносахариды
В исследовании полисахаридов возникает первый главный вопрос: из каких моносахаридов построен полисахарид? Для этого полисахарид рас
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов