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Der Wettbewerb zwischen SORI-CID und HCD: Welche Technologie kann mehr molekulare Geheimnisse lüften?
In der heutigen Massenspektroskopie steht die kollisionsinduzierte Dissoziation (CID) in scharfer Konkurrenz zur SORI-CID (sustained non-resonant irradiation collision-induced dissociation) und zur HCD (high-energy collisional dissociation). Diese drei Technologien verfügen über ihre ganz eigenen Vorteile bei der Erforschung molekularer Strukturen und ihre Prinzipien und Anwendungen stellen den Wissenschaftlern zweifellos leistungsstarke Werkzeuge für die Molekülanalyse zur Verfügung.
Die kollisionsinduzierte Dissoziation ist eine Technik der Massenspektroskopie, mit der die Fragmentierung ausgewählter Ionen in der Gasphase herbeigeführt wird. Dieser Prozess ist für die Bestimmung der Molekülstruktur von entscheidender Bedeutung.
Die CID-Technik basiert darauf, die kinetische Energie von Ionen durch Anlegen eines elektrischen Felds zu erhöhen und sie mit neutralen Gasmolekülen kollidieren zu lassen, sodass ein Teil der kinetischen Energie in innere Energie umgewandelt wird, was zum Aufbrechen von Bindungen führt. Darüber hinaus können die erzeugten Fragmentionen weiter analysiert werden. Die hohe Effizienz dieses Verfahrens ermöglicht es den Forschern, wichtige Informationen über die Struktur von Molekülen zu erhalten und sorgt für eine höhere Sensitivität und Spezifität bei der molekularen Identifizierung.
Der Hauptunterschied zwischen CID mit niedriger Energie und CID mit hoher Energie ist der Bereich der kinetischen Energie der Ionen. Niedrigenergetische CID wird typischerweise bei kinetischen Energien von weniger als 1 Kiloelektronenvolt (1 keV) durchgeführt, während hochenergetische CID kinetische Energien zwischen 1 keV und 20 keV beinhaltet. Die während des Fragmentierungsprozesses der CID mit niedriger Energie beobachteten Fragmentionen stehen in engem Zusammenhang mit der kinetischen Energie. Darüber hinaus führt CID bei niedriger Energie eher zu einer Neuanordnung der Ionenstruktur, während CID bei hoher Energie einige Fragmentionen erzeugen kann, die bei CID bei niedriger Energie nicht gebildet werden können. Dies ist insbesondere bei einigen Molekülen mit spezifischen Seitenkettenstrukturen von Bedeutung.
Die Hochenergie-CID-Technologie kann Fragmente erkennen, die bei der Niedrigenergie-CID nicht gefunden werden, und erweitert so die Anwendung der Massenspektroskopie in der Molekülanalyse.
In praktischen Anwendungen nutzen Triple-Quadrupol-Massenspektrometer CID zur Moleküldetektion. Das erste Quadrupol (Q1) des Instruments fungiert als Massenfilter, der selektiv bestimmte Ionen durchlässt, die dann zum zweiten Quadrupol (Q2, die Kollisionszelle) beschleunigt werden. In Q2 kollidieren die Ionen mit neutralem Gas und fragmentieren, und die entstehenden Fragmentionen gelangen in das dritte Quadrupol (Q3), sodass Wissenschaftler Massenspektrumdaten der Fragmente erhalten und Strukturanalysen durchführen können.
Bei der Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie wird die kinetische Energie der Ionen durch Anlegen eines gepulsten elektrischen Felds bei der Resonanzfrequenz erhöht. Mithilfe dieser Technik können Forscher eine mehrstufige Massenspektrometrie durchführen, die Einblicke in die Struktur von Molekülen und die Eigenschaften ihrer Reaktionsprodukte bietet.
Die SORI-CID-Technologie mit ihrer kontinuierlichen nichtresonanten Bestrahlungsmethode bietet eine neue Denkweise für die Untersuchung der Massenspektroskopie.
Allerdings hat die HCD-Technologie in den letzten Jahren zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen. HCD ist eine CID-Technik, die speziell für Orbitrap-Massenspektrometer entwickelt wurde, bei denen der Fragmentierungsprozess außerhalb der C-Falle stattfindet. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass HCD das Problem der niedrigen Massenabschaltung bei resonanter Anregung überwinden kann, wodurch Forscher genauere quantitative Analysedaten aus komplexen Proben erhalten können. Selbst im Bereich niederenergetischer Kollisionen ist die Energie immer noch ausreichend für eine effektive molekulare Analyse. Zerschmettert.
Obwohl es sich um eine hochenergetische Kollisionsdissoziation handelt, liegt die Kollisionsenergie der hochenergetischen CID normalerweise immer noch im Bereich der niedrigenergetischen CID, was ihre einzigartige Bedeutung bestätigt.
Basierend auf dem spezifischen Fragmentierungsmechanismus kann die CID-Technologie im Allgemeinen in isolytische Spaltung und heterolytische Spaltung unterteilt werden. Bei diesem Vorgang treten unterschiedliche Modi auf, die eng mit der inneren Struktur der Ionen zusammenhängen, wie zum Beispiel die ladungsferne Fragmentierung. Durch die Entwicklung dieser Technologien wurde nicht nur die Genauigkeit der Molekularstrukturanalyse schrittweise verbessert, sondern auch die Molekülerkennung und die allgemeinen Nachweismöglichkeiten verbessert.
Kurz gesagt: Mit der Weiterentwicklung von SORI-CID, HCD und anderen verwandten Technologien haben Wissenschaftler die Möglichkeit, ein tieferes Verständnis der Molekülstrukturen zu erlangen. Und welche Methode wird im künftigen Wettbewerb dieser Technologien letztlich mehr molekulare Geheimnisse enthüllen?
