LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

IONTOVÁ CYKLOTRONOVÁ REZONANCE S FOURIEROVOU TRANSFORMACÍ

Vědecké články | 2020 | Chemické listyInstrumentace
Zaměření
Výrobce

Souhrn

Význam tématu


Iontová cyklotronová rezonance s Fourierovou transformací (FT-ICR) patří k nejvýkonnějším metodám hmotnostní spektrometrie. Díky extrémně vysokému rozlišení (FWHM >1 000 000) a vysoké přesnosti (<1 ppm) umožňuje analýzu komplexních směsí a velkých biomolekul bez nutnosti separační fáze. Metoda je klíčová pro obory jako petrochemie, strukturní biologie, proteomika či průmyslová kontrola kvality.

Cíle a přehled studie


Tento referát si klade za cíl shrnout hlavní fyzikální principy a experimentální postupy FT-ICR-MS. Obsahuje přehled:
  • základů pohybu iontů v homogenním magnetickém poli,
  • principu excitace a detekce koherentního cyklotronového pohybu,
  • struktury ICR cely a její dynamické harmonizace,
  • vlivu parametrů sběru dat na rozlišení a kvalitu spektra.

Použitá metodika a instrumentace


Metoda využívá:
  • iontové zdroje ESI (elektrosprej) a MALDI,
  • iontové akumulace v externím multipólu či iontové pasti,
  • cyklotronovou celu umístěnou v supravodivém magnetu o indukci 7–15 T chlazeném kapalným heliem a kryomechanickou pumpou,
  • excitaci RF polem na rezonující frekvenci pro koherentní rotaci iontů,
  • detekci image current na protilehlých elektrodách a následnou širokopásmovou RF elektroniku pro převod signálu,
  • digitizaci dat s respektováním Nyquistova kritéria a Fourierovu transformaci do frekvenčního spektra.

Hlavní výsledky a diskuse


Standardní FT-ICR experiment zahrnuje:
  1. generaci a akumulaci iontů,
  2. dávkování a záchyt iontů v ICR cele,
  3. RF excitaci na vyšší orbity,
  4. koherentní pohyb a detekci image current,
  5. zesílení, digitalizaci a Fourierovu transformaci signálu.

Diskuse se zaměřuje na:
  • vliv elektrického záchytného pole na redukovanou cyklotronovou frekvenci,
  • dopad prostorového náboje a defázování na tvar transientu,
  • potlačení vyšších harmonických pomocí dynamické harmonizace cely a 2ω detekce pro zdvojnásobení rozlišení,
  • trade-off mezi rozlišením, citlivostí a velikostí datových souborů.

Přínosy a praktické využití metody


FT-ICR-MS poskytuje:
  • ultra vysoké rozlišení pro rozlišení izobarických složek,
  • femtomolární citlivost pro stopové analýzy,
  • široký dynamický rozsah pro analýzu komplexních směsí (petroleomy, metabolomy, proteomy),
  • MS/MS a vysoké přesnosti pro strukturní charakterizaci molekul.

Budoucí trendy a možnosti využití


Směřuje se k:
  • vyšším magnetickým indukcím (>12 T) a vývoji magnetů bez potřeby kapalného helia,
  • dalsí optimalizaci geometrií ICR cely a dynamické harmonizace,
  • rozvoji 2ω a vícenásobných harmonických detekcí pro další zvýšení rozlišení,
  • integrovaným aplikacím s kapalinovou chromatografií, zobrazovací MS a top-down proteomikou.

Závěr


FT-ICR-MS vyniká nejvyšším možným rozlišením, citlivostí a přesností v hmotnostní spektrometrii. Jeho široké uplatnění limitují vysoké pořizovací náklady a provozní náklady na kryogeny. Pokrok v technologiích magnetů bez kryogenů a nové detekční přístupy otevírají perspektivu širšího nasazení v akademickém i průmyslovém sektoru.

Reference


  1. Fernandez-Lima F A; Becker C; McKenna A M; Rodgers R P; Marshall A G; Russell D H Anal Chem 81, 9941 (2009)
  2. Marshall A G; Rodgers R P Proc Natl Acad Sci U S A 105, 18090 (2008)
  3. Cooper H J; Hakansson K; Marshall A G Mass Spectrom Rev 24, 201 (2005)
  4. Li H; Nguyen H H; Ogorzalek Loo R R; Campuzano I D G; Loo J A Nat Chem 10, 139 (2018)
  5. Sommer H; Thomas H A; Hipple J A Phys Rev 82, 697 (1951)
  6. Marshall A G Int J Mass Spectrom 200, 331 (2000)
  7. Boldin I A; Nikolaev E N Rapid Commun Mass Spectrom 25, 122 (2011)
  8. Nikolaev E N; Boldin I A; Jertz R; Baykut G J Am Soc Mass Spectrom 22, 1125 (2011)
  9. Schweihard L; Lindinger M; Kluge H J Int J Mass Spectrom Ion Processes 98, 25 (1990)
  10. Nikolaev E N; Gorshkov M V; Mordehai A V; Talrose V L Rapid Commun Mass Spectrom 4, 144 (1990)
  11. Jertz R; Friedrich J; Kriete C; Nikolaev E N; Baykut G J Am Soc Mass Spectrom 26, 1349 (2015)
  12. Von Zahn U; Tatarczyk H Phys Lett 12, 190 (1964)
  13. Marshall A G; Hendrickson C L Int J Mass Spectrom 215, 59 (2002)
  14. Comisarow M B Int J Mass Spectrom Ion Physics 26, 369 (1978)
  15. Marshall A G; Verdun F R Fourier Transforms in NMR Optical and Mass Spectrometry A Users Handbook Elsevier Science Publishers Amsterdam (2016)
PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
IONTOVÁ CYKLOTRONOVÁ REZONANCE S FOURIEROVOU TRANSFORMACÍ (FT-ICR MS) A JEJÍ VYUŽITÍ JAKO NEJFLEXIBILNĚJŠÍ HMOTNOSTNĚ SPEKTROMETRICKÉ METODY V PROTEOMICE
Chem. Listy 99, 943 − 951 (2005) Referáty IONTOVÁ CYKLOTRONOVÁ REZONANCE S FOURIEROVOU TRANSFORMACÍ (FT-ICR MS) A JEJÍ VYUŽITÍ JAKO NEJFLEXIBILNĚJŠÍ HMOTNOSTNĚ SPEKTROMETRICKÉ METODY V PROTEOMICE MICHAL BOHÁČa, ARND INGENDOHb, JENS FUCHSERb a MATTHIAS WITTb vzrůstajícím vakuem až do ICR…
Klíčová slova
maldi, maldiicr, icrreferáty, referátyesi, esiiontů, iontůspektrum, spektrumionty, iontypro, proftms, ftmsecd, ecdcele, celehmotnostně, hmotnostněpřed, předcyklotronová, cyklotronovádochází
ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE
Chem. Listy 114, 133−144 (2020) Referát ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE Martin Sadílek 1. Úvod a definice University of Washington, Seattle, WA 98195-1700, Spojené státy americké [email protected] Lidová moudrost, že „ve dvou se to lépe táhne“, platí i v oblasti…
Klíčová slova
iontů, iontůhmotnostní, hmotnostníaktivaci, aktivacireferát, referátths, thselektronu, elektronupro, prodisociace, disociaceenergie, energienízký, nízkýaktivace, aktivaceenergií, energiíprostoru, prostoruhmotnostních, hmotnostníchrozpady
KVADRUPÓLOVÝ ANALYZÁTOR A IONTOVÉ PASTI
Chem. Listy 114, 106−112 (2020) Referát KVADRUPÓLOVÝ ANALYZÁTOR A IONTOVÉ PASTI Vladimír Havlíček a František Tureček tuda vloženého napětí,  je úhlová frekvence a t je čas. Radiofrekvenční složky jsou fázově posunuty o 180º tak, že dvojice protilehlých tyčí mají…
Klíčová slova
iontů, iontůpasti, pastireferát, referátnapětí, napětíiontové, iontovéamplitudy, amplitudykvadrupólová, kvadrupólováradiofrekvenční, radiofrekvenčnísken, skenlineární, lineárníjako, jakoionty, iontyskenu, skenujsou, jsouiontu
SPOJENÍ ELEKTROCHEMICKÝCH METOD S HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIÍ – POTENCIÁL PRO ANALYTICKOU A FYZIKÁLNÍ CHEMII A BIOCHEMII
Chem. Listy 110, 31(2016) Referát SPOJENÍ ELEKTROCHEMICKÝCH METOD S HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIÍ – POTENCIÁL PRO ANALYTICKOU A FYZIKÁLNÍ CHEMII A BIOCHEMII JANA JAKLOVÁ DYTRTOVÁa,b a MICHAL JAKLc ků na přístroje v laboratoři i počet obsluhujících pracovníků, což jsou nesporně důvody, které…
Klíčová slova
analytu, analytupro, prospojení, spojeníspektrometrií, spektrometriíreferát, referáthmotnostní, hmotnostnípracovní, pracovnívyužití, využitízapojení, zapojeníelektrochemickou, elektrochemickouseparaci, separacielektrody, elektrodymetod, metodelektrochemické, elektrochemickéseparace
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.