Language
Country/Area
No result found
Keajaiban Spektrometri Massa: Bagaimana mengaktifkan fragmentasi molekul melalui tumbukan untuk mengungkap struktur tersembunyi?
Dalam dunia spektrometri massa, kemungkinannya tidak terbatas, terutama melalui fragmentasi molekuler yang diaktifkan oleh tumbukan (CID). Teknologi ini memungkinkan para ilmuwan untuk menggali lebih dalam struktur dan sifat molekul, melihat melalui fragmen molekul untuk mengungkap kompleksitasnya yang tersembunyi di bawah permukaan. Teknologi CID terutama mempercepat ion dan menyebabkannya bertumbukan dengan gas netral, yang menyebabkan perubahan energi dalam molekul dan akhirnya menyebabkan kerusakan molekul.
"Melalui reaksi yang diaktifkan oleh tumbukan, kita tidak hanya dapat mengonfirmasi keberadaan molekul, tetapi juga menebak struktur potensialnya."
Prinsip dasar aktivasi tumbukan
Fragmentasi yang diaktifkan oleh tumbukan bekerja dengan mempercepat ion terpilih ke keadaan energi tinggi sehingga ketika mereka bertumbukan dengan molekul netral, sebagian energi mereka diubah menjadi energi internal, yang mengakibatkan putusnya ikatan dan pembentukan fragmen kecil. Fragmen-fragmen ini kemudian dapat dianalisis lebih lanjut dengan spektrometri massa untuk mengungkap misteri struktur molekuler.
CID Energi Rendah dan Energi Tinggi
CID energi rendah terutama dilakukan di bawah 1 kiloelektronvolt (1 keV), dan meskipun sangat efisien dalam menghasilkan fragmen molekuler, jenis fragmentasi yang diamati sangat dipengaruhi oleh energi kinetik ion. Ketika energi kinetik ion sangat rendah, sebagian besar segmen diubah menjadi penataan ulang struktural, sementara kemungkinan putusnya ikatan langsung meningkat seiring dengan meningkatnya energi kinetik ion.
Dibandingkan dengan CID energi rendah, CID energi tinggi menggunakan ion dengan energi kinetik yang biasanya berkisar antara 1 keV hingga 20 keV. Metode ini dapat menghasilkan beberapa fragmen yang tidak dapat diamati oleh CID energi rendah, seperti fragmentasi jarak jauh yang terjadi pada molekul yang mengandung struktur hidrokarbon.
Spektrometer massa kuadrupol rangkap tiga
Spektrometer massa kuadrupol rangkap tiga terdiri dari tiga kuadrupol, kuadrupol pertama (Q1) bertindak sebagai penyaring massa, yang secara selektif melewatkan ion dan mempercepatnya ke kuadrupol kedua (Q2). Q2 bertindak sebagai sel tumbukan. Dalam lingkungan bertekanan tinggi, ion-ion terpilih bertumbukan dengan gas netral dan terjadi CID. Fragmen yang dihasilkan kemudian dipercepat ke Q3 untuk analisis massa, yang hasilnya dapat digunakan untuk memperoleh informasi terperinci tentang struktur molekuler.
Resonansi siklotron ion transformasi Fourier
Dalam spektrometer massa resonansi siklotron ion transformasi Fourier, partikel terperangkap dalam sel ICR dan energi kinetiknya ditingkatkan dengan menerapkan medan listrik berdenyut pada frekuensi resonansinya. Selama proses ini, semburan pendek gas tumbukan diperkenalkan untuk mendorong tumbukan antara ion yang tereksitasi dan molekul netral untuk menghasilkan fragmen yang diinginkan. Selain itu, dengan penyinaran non-resonansi berkelanjutan, eksitasi dan de-eksitasi bergantian dapat dicapai, yang memungkinkan ion mengalami beberapa kali tumbukan pada energi tumbukan rendah.
Fraktur Tumbukan Energi Tinggi
Fragmentasi tumbukan energi tinggi (HCD) adalah teknik CID yang khusus untuk spektrometer massa orbitrap. Karakteristiknya adalah fragmentasi terjadi di luar ruang penjebakan, dan proses ini tidak dibatasi oleh pemutusan massa eksitasi resonansi, sehingga sangat cocok untuk analisis kuantitatif berdasarkan pelabelan isotop. Meskipun namanya berenergi tinggi, energi tumbukan HCD biasanya kurang dari 100 eV.
Mekanisme fraktur
Dalam proses CID, mekanisme fragmentasi dibagi menjadi fragmentasi homolitik dan fragmentasi heterolitik. Fragmen yang dihasilkan oleh fraktur homolitik mempertahankan elektron ikatan aslinya, sedangkan fraktur heterolitik menyebabkan elektron ikatan bergerak dengan satu fragmen. Lebih khusus lagi, pembelahan muatan jarak jauh adalah proses pembelahan ikatan kovalen yang terjadi dalam fase gas, di mana ikatan yang dibelah tidak berdekatan dengan lokasi muatan.
Pembahasan di Masa Depan
Pengembangan teknologi spektrometri massa dapat menghadirkan lebih banyak kemungkinan yang belum pernah ada sebelumnya, terutama potensi dalam mengidentifikasi dan menganalisis struktur molekul yang kompleks. Melalui kemajuan dalam teknik aktivasi tumbukan, kita akan dapat mengungkap lebih banyak misteri molekuler, yang mengarah ke babak baru eksplorasi dalam kimia dan biologi. Melihat ke masa depan, pernahkah Anda berpikir tentang bagaimana analisis struktural yang lebih tepat akan mengubah pemahaman ilmiah kita?
