Phương pháp phổ khối lượng

Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng của nó Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng) Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion và chất trung tính...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp phổ khối lượng Phương pháp phổ khối lượngMô hình cơ bản của một khối phổ kế.Phương pháp phổ khối là một kĩ thuật dùng để đođạc tỉ lệ khối lượng-trên-điện tích của ion; dùng thiếtbị chuyên dụng là khối phổ kế. Kĩ thuật này có nhiềuứng dụng, bao gồm: Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa  vào khối lượng của phân tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành  phần trong hợp chất Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách  quan sát từng phần tách riêng của nó Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng  các phương pháp khác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng) Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành  hóa học về ion và chất trung tính trong chân không) Xác định các thuộc tính vật lí, hóa học hay ngay  cả sinh học của hợp chất với nhiều hướng tiếp cận khác nhau.Một khối phổ kế là một thiết bị dùng cho phươngpháp phổ khối, cho ra phổ khối lượng của một mẫuđể tìm ra thành phần của nó. Có thể ion hóa mẫu vàtách các ion của nó với các khối lượng khác nhau vàlưu lại thông tin dựa vào việc đo đạc cường độ dòngion. Một khối phổ kế thông thường gồm 3 phần: phầnnguồn ion, phần phân tích khối lượng, và phần đođạc. Ví dụ về cách hoạt độngCác hóa chất khác nhau thì có khối lượng phân tửkhác nhau. Dựa vào đó, khối phổ kế sẽ xác định chấthóa học nào có nằm trong mẫu. Ví dụ, muối NaClhấp thụ năng lượng (năng lượng hấp thụ tùy theonguồn ion, ví dụ MALDI năng lượng là tia laser) táchra thành các phân tử tích điện, gọi là ion), trong giaiđoạn đầu của phương pháp phổ khối. Các ion Na+, Cl-có trọng lượng nguyên tử khác biệt. Do chúng tíchđiện, nghĩa là đường đi của chúng có thể được điềukhiển bằng điện trường hoặc từ trường. Các ion đượcđưa vào buồng gia tốc và đi qua một khe vào miếngkim loại. Một từ trường được đưa vào buồng đó. Từtrường sẽ tác động vào mỗi ion với cùng một lực vàlàm trệch hướng chúng về phía đầu đo. Ion nhẹ hơnsẽ bị lệnh nhiều hơn ion nặng vì theo định luậtchuyển động của Newton gia tốc tỉ lệ nghịch với khốilượng của phân tử. Đầu đo sẽ xác định xem ion bịlệnh bao nhiêu, và từ giá trị đo này, tỉ lệ khối lượng-trên-điện tích của ion có thể được tính toán. Từ đó,có thể xác đinh được thành phần hóa học của mộtmẫu gốc. Trên thực tế thì hai ion Na+ và Cl- sẽ khôngđược đo trong cùng một lần, vì các máy đo chỉ có thểnhận ra ion điện tích dương hoặc điện tích âm nênnếu máy khối phổ kế được điều chỉnh để đo các ionđiện tích dương thì chỉ có ion Na+ là được nhận ra bởimáy. .Một trong những tính năng lớn của khối phổlượng là có thể tìm thấy cấu tạo không gian của phântử ví dụ phân tử C7H14O2 có thể là acid hoặc ester ...Và khả năng phát hiện ra hợp chất với độ nhậy cựccao từ 10-6 dến 10-12 gram. Dưới đây là một khối phổ(electrospray)của phân tử Kaempferol-rhamnose-rhamnose-glucose(m/z 741) trong loại cỏ thaliana,phân tích với 5.10-6L (nếu dùng máy MALDI thì chỉcần 0,5.10-6L). Ứng dụng sinh học Khối phổ của protein Protein và các phân mảnh peptitProtein mà các nhà nghiên cứu sinh học quan tâmthường là sự kết hợp phức tạp của nhiều protein vàphân tử khác nhau, cùng tồn tại trong một môi trườngsinh học. Điều này đặt ra hai vấn đề chính. Thứ nhất,hai kĩ thuật ion hóa dùng cho các phân tử lớn chỉ làmviệc tốt khi mà hỗn hợp từ các thành phần có cấu tạogần giống, trong khi trong các mẫu sinh học, cácprotein khác nhau thường là có lượng khác biệt nhaulớn. Nếu hỗn hợp được ion hóa dùng phương phápphun ion hay MALDI, thì những protein dạng mà dưthừa nhiều có xu hướng giảm tín hiệu so với nhữngcái ít dư thừa hơn. Vấn đề thứ hai, quang phổ khối từhỗn hợp phức tạp là rất khó để nghiên cứu do có quánhiều thành phần phức hợp. Đó là vì với tác động củaenzym, một protein tạo ra hàng loạt sản phẩm peptit.Để giải quyết vấn đề này, hai phương pháp được sửdụng rộng rãi để phân mảnh protein, hay các sảnphẩm peptit từ sự tác động của enzym. Phương phápđầu tiên sẽ phân mảnh toàn bộ protein và được gọi làđiện chuyển gel hai chiều (2-DE: two-dimensionalgel electrophoresis). Phương pháp thứ hai, ghi sắclỏng hiệu suất cao (HPLC) được dùng với các phânmảnh peptit sau khi protein phân tách bởi tác độngcủa enzym. Trong một số tình huống, có thể cần phảikết hợp cả hai phương pháp.Các vết gel được xác định trên 2D Gel thường làthuộc về một protein. Nếu cần biết định danh củaprotein đó, thì có thể xem xét vết gel đó. Khối peptitkết quả từ tác động của enzym lên protein có thểđược xác định bằng khối phổ dùng lấy dấu khốipeptit. Nếu thông tin này không cho phép xác địnhdanh tính của protein một cách chính xác, các peptitcủa nó có thể xem là thuộc về đo phổ khối tandem.Việc xác định đặc tính của hỗn hợp protein dùngHPLC/MS còn được gọi là shotgun proteomics vàmudpit. Một hỗn hợp là kết quả của sự tác động củaenzym lên hỗn hợp protein sẽ được phân mảnh theomột hay hai bước bằng ghi sắc lỏng. Chất tách rửa từgiai đoạn ghi sắc có thể hoặc là trực tiếp đưa vào máyđo phổ khối thông qua ion hóa phun điện tử (ESI),hay tách ra thành một loạt các vết nhỏ để sử dụng saunày trong phân tích khối bằng MALDI. Xác định ProteinCó 2 cách chính trong khối phổ để xác định protein. Lấy dấu khối peptit (PMF) dùng khối của các  peptit đã phân giải làm đầu vào để tìm kiếm trong CSDL của các khối đã biết trước từ danh sách các protein đã biết. Nếu một chuỗi protein trong danh sách tham khảo trùng khớp với giá trị thử nghiệm thì có lí do để tin rằng protein đó có tồn tại trong mẫu gốc. Tandem MS đang trở thành một phương pháp thử  nghiệm phổ biến để xác định protein. Phân ly do va chạm (CID) được dùng trong các ứng dụng chính để khởi tạo một tập các phân mảnh từ một ion peptit cụ thể. Quá trình phân tách chủ yếu dựa vào các chế phẩ ...