Kas ir elektrosmidzināšanas masas spektrometrs?

Ja ir jānosaka tikai vienkārša ķīmiskā savienošana, iespējams, nebūs nepieciešams izmantot elektrosmidzināšanas masas spektrometru. Tomēr lielākām molekulām, piemēram, peptīdiem, tikpat svarīga ir molekulārā forma un molekulārā locīšana — pat molekulārā mijiedarbība ar apkārtējām molekulām. Šādos gadījumos ir svarīgi, lai molekula paliktu nesadrumstalota. Nepieciešamā delikatese paredz izmantot elektrosmidzināšanas masas spektrometru, kam nav nepieciešama ne augstas temperatūras, ne vakuuma izmantošana.

Izmantojot elektrosmidzināšanas masas spektrometru, tīru makromolekulāro paraugu vispirms izšķīdina šķīdinātāju sistēmā, ko pēc tam caur šaururbuma adatu injicē augstsprieguma elektriskajā laukā. Šķīdinātājs, nevis izšķīdinātā viela, saņem bombardēšanas smagumu. Kad šķidrums sasniedz kritisko lādiņa līmeni, šķīdums spēcīgi sadalās aerosola izmēra pilienos, kuru lādiņš liek tiem atsevišķi atgrūst viens otru. Drīz pilieni iztvaiko, nogulsnējot savus daudzos lādiņus uz joprojām neskartajām molekulām, kuras starpmolekulārās atgrūšanās rezultātā izplešas. Šādā stāvoklī to struktūru pat augstā sarežģītības līmenī var izpētīt un noteikt.

Pirmo veiksmīgo neskarto olbaltumvielu spektru 1989. gadā izveidoja Konektikutas Jēlas universitātes pētnieki. EMS tehnikas attīstība bija strauja, un 1996. gadā ķīmiķis Kerols Robinsons atklāja spektra virsotnes, kuras varēja saistīt ne tikai ar vienu struktūru, bet ar proteīna kompleksu ar koenzīmu. Kopš tā laika viens no galvenajiem uzlabojumiem ir elektrosmidzināšanas masas spektrometra savienošana ar lidojuma laika (TOF) analīzi. Sadursmes dzesēšana padara pat šo uzlabojumu soli tālāk, samazinot milzīgo konstrukciju sadrumstalotību, ko rada karstums.

Viena no grūtībām, kas rodas elektrosmidzināšanas masas spektrometra noteikšanā, ir elementu izotopu radītā problēma. Tas ir tāpēc, ka maksimumi ir atkarīgi no masas un lādiņa attiecības. Fragmenta vai molekulas masa, dalīta ar tā nesošo diskrēto lādiņu skaitu, nosaka atrašanās vietu. Dažādi elementu izotopi veido dažādas masas, iespējams, viskritiskākā atšķirība ir starp oglekļa-12 un oglekļa-13. Šī iemesla dēļ sarežģītu molekulu paraugiem, ja iespējams, jābūt monoizotopiem.