Федеральное государственное образовательное
Масс-спектрометрический анализ в геномике и протеомике
Download 0.94 Mb. Pdf ko'rish
|
Современная геномика и протеомика (Сорокина И.А., Вечканов Е.М.) (z-lib.org)
|
3.3. Масс-спектрометрический анализ в геномике и протеомике
МС представляет собой физический метод, основанный на измерении массы заряженных частиц материи. Этот метод используется для анализа вещества около 100 лет, начиная с основополагающих опытов Д.Д. Томпсона в 1907 г. (Заикин, 2001). МС отличается от других аналитических физико-химических методов тем, что непосредственно детектирует сами частицы вещества, а оптические рентгеновские и некоторые другие методы детектируют излучение или поглощение энергии молекулами или атомами. МС измеряет отношение m/z. В органических веществах молекулы представляют собой определенные структуры, образованные атомами. Современные масс- спектрометры способны фрагментировать детектируемые ионы и определять массу полученных фрагментов. Таким образом, можно получать данные о структуре вещества. Результат (МС-масс-спектрограмма) служит для идентификации молекулы. Масс- спектрограмма состоит из отдельных полос, высота которых соответствует относительному содержанию определенных ионов анализируемого соединения как функции массы. Эти ионы несут информацию о Mw наиболее электронно-стабильных 23 фрагментов исходной молекулы. По масс-спектрограмме можно, основываясь на атомной структуре, охарактеризовать молекулу анализируемого соединения (Сидоров, 2000). МС можно рассматривать как совокупность трех процессов: ионизации, разделения ионов по массам и регистрации образующихся ионов. Многочисленные методы ионизации (электронный удар, химическая ионизация, бомбардировка быстрыми атомами, ESI, MALDI) можно сочетать с различными способами разделения ионов в зависимости от поставленных задач: в магнитном поле, электрическом, с помощью ионной ловушки, а также на основе TOF и ион-циклотронного механизма (Сидоров, 2000). Основными звеньями любого MS являются вакуумная система, система для ввода анализируемого образца, система ионизации и разделения ионов по массам, система для регистрации и компьютерной обработки полученных результатов, включая программное обеспечение (Сарвилина, 2007). Принципиальная схема устройства масс-спектрометра включает в себя инжектор (дозатор) проб, ионизатор, анализатор масс и детектор ионов (рис. 5). Сначала проба впрыскивается в ионизатор, где молекулы образца ионизируются. Затем ионы образца анализируются и регистрируются. Чтобы предотвратить столкновение с молекулами газа, ионизатор, анализатор масс и детектор ионов обычно работают в вакууме (Нолтинг, 2005). Образец Рис. 5. Принципиальная схема масс-спектрометра Ключевым компонентом MS является масс-анализатор, в котором под действием электрического и магнитного поля происходит процесс разделения пучка ионов на фракции с одинаковым отношением m/z. В большинстве случаев необходимо исследовать нейтральные частицы, которые должны быть переведены в ионы. Для этого служит ионный источник, в котором нейтральные частицы подвергаются ионизации. Первым методом ионизации являлся метод FAB. Обычная схема эксперимента заключалась в том, что проводилась ионизация атомов гелия электронным ударом. Положительные ионы гелия разгоняли в электрическом поле до энергии 5 – 10 кВ, затем ионы поступали в камеру перезарядки, наполненную гелием, и в результате перезарядки получали атомы гелия с энергией 5 – 10 кВ, которые и направляли на исследуемый трехфазный образец. В результате фиксировали лишь осколки того вещества, которое находилось на поверхности. При бомбардировке электронов молекул в газообразном Ионизатор проб Дозатор (инжектор) проб Анализатор масс Детектор ионов 24 состоянии связи в молекулах разрываются и образуются ионы. Вид и количество образующихся фрагментов характерны для данной молекулы. При наложении магнитного поля положительно заряженные частицы ускоряются и движутся по изогнутым кривым, радиус кривизны которых пропорционален корню квадратному из массы иона. При некотором постоянном магнитном поле поток ионов, содержащий ионы с идентичным отношением масса/заряд, попадает на коллектор, где при разряде ионов возникает ток, пропорциональный относительному количеству ионов с соответствующей массой. Изменением магнитного поля постепенно переводят на коллектор потоки ионов с другим отношением m/z. Ток коллектора записывается и представляется графически в виде масс- Download 0.94 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|