В течение последних двух десятилетий масс-спектрометрия стала важнейшим аналитическим инструментом в структурной биологии. Этому способствовало развитие методов получения интактных, высокомолекулярных ионов различных биологических макромолекул в газовой фазе. Некоторые техники ионизации, такие как бомбардировка быстрыми атомами, ионизация лазерной десорбцией при помощи матрицы и электрораспыление, произвели революцию в масс-спектрометрии и открыли ее для биологии. Используя эти техники, можно выделять отдельные ионы – от полиэтиленгликоля до ДНК с массой свыше 108 Да.
Получение заряженных частиц в процессе того или иного воздействия на нейтральные частицы называется ионизацией. Именно получение ионов и является первым этапом применения масс-спектрометрии. Ионы бывают однозарядные и многозарядные, органические и неорганические. Белки, нуклеиновые кислоты и другие биологические макромолекулы способны приобретать множественные положительные и отрицательные заряды. Отметим одно существенное различие между белками и пептидами, с одной стороны, и сахаридами и олигонуклеотидами, с другой. Белки или пептиды имеют функциональные группы, которые относительно легко принимают протон (H+), например амины R–NH2+H+=R–NH3+. В этом случае прибор должен быть настроен на детектирование положительных ионов.
Сахариды и олигонуклеотиды имеет функциональные группы, которые легко отдают протон (H+), например, карбоксильные R–CO2H = R–CO2- и спирты R–OH = R–O. В этом случае прибор настраивается на детектирование отрицательных ионов.