Language
Country/Area
No result found
Изучение тайн низко- и высокоэнергетического CID: как эти два метода влияют на результаты масс-спектрометрии?
В области масс-спектрометрии технология диссоциации, индуцированной столкновениями (CID), доказала свою незаменимость при анализе молекулярной структуры. Технология CID основана на столкновении выбранных ионов с молекулами нейтрального газа в газовой фазе, что вызывает энергетическую фрагментацию этих молекул с образованием фрагментированных ионов разных размеров, которые затем можно дополнительно проанализировать.
Выбор CID с низкой энергией и CID с высокой энергией напрямую повлияет на точность и чувствительность результатов анализа.
CID с низким энергопотреблением и CID с высоким энергопотреблением
Низкоэнергетические CID обычно работают в диапазоне энергий ниже примерно 1 килоэлектронвольта (1 кэВ). Этот метод чрезвычайно эффективен при фрагментации выбранных ионов-предшественников, но тип наблюдаемой фрагментации сильно зависит от энергии движения иона. С увеличением энергии увеличивается внутренняя энергия иона, а также увеличивается вероятность прямого разрыва связи, что приводит к образованию фрагментов различной структуры.
Условно говоря, высокоэнергетический CID (HECID) обычно работает в диапазоне более высоких энергий, обычно от 1 до 20 кэВ. Этот энергетический режим может генерировать определенные специальные фрагменты, которые не могут образовываться при низкоэнергетическом CID, включая фрагментацию с отстоящими зарядами, наблюдаемую в молекулах с углеводородными боковыми цепями.
Высокоэнергетический CID не только раскрывает сложность молекул, но и обеспечивает беспрецедентные возможности для объяснения структуры.
Тройной квадрупольный масс-спектрометр
Тройной квадрупольный масс-спектрометр — это обычный масс-спектрометрический прибор, содержащий три квадруполя. Первый квадруполь, называемый «Q1», действует как массовый фильтр, выборочно транспортируя определенные ионы и ускоряя их ко второму квадруполю, «Q2». Давление газа Q2 выше, где выбранные ионы сталкиваются с нейтральным газом и диссоциируют посредством технологии CID. Полученные фрагментированные ионы затем ускоряются в третий квадруполь Q3, где выполняется сканирование диапазона масс для анализа результатов.
Многие эксперименты с использованием CID на тройном квадруполе могут дополнительно определить происхождение конкретных фрагментов, а не только образовавшихся фрагментов.
Масс-спектрометрия ионно-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье
В масс-спектрометрии ионного циклотронного резонанса с преобразованием Фурье ионы могут возбуждаться импульсным электрическим полем. Поскольку энергия возбуждения различна, кинетическая энергия ионов также изменяется. Однако, поскольку для столкновения возбужденных ионов с нейтральными молекулами при низких давлениях требуется длительное время, для кратковременного введения столкновительного газа часто используется импульсный клапан. В этом процессе специальные экспериментальные методы, такие как технология устойчивой нерезонансной радиационной диссоциации, индуцированной столкновениями (SORI-CID), также позволяют масс-спектрометрии получать более точные данные.
Диссоциация при столкновении при более высоких энергиях
Столкновительная диссоциация при высоких энергиях (HCD) — это метод CID, используемый исключительно в масс-спектрометрах с орбитальной ловушкой, в котором фрагментация происходит вне полости. HCD эффективен при работе и анализе данных, на него не влияет малая масса резонансных возбуждений, что делает его подходящим для количественного анализа, основанного на репортерных ионах.
Хотя технология HCD называется высокоэнергетическим воздействием, ее фактическая энергия столкновения обычно не превышает 100 электронвольт.
Механизм фрагментации
В процессе CID существует два основных механизма расщепления: гомолитический и гетерогенный. Гомолиз заставляет каждый фрагмент сохранять один из своих первоначальных связывающих электронов, тогда как гетеролиз заставляет связывающие электроны оставаться только на одном продукте. Кроме того, зарядово-дистантная фрагментация представляет собой более специализированную форму фрагментации, при которой разрываемая связь находится не вблизи заряженного участка, что придает ей дополнительное значение в масс-спектрометрическом анализе.
Благодаря этим уникальным механизмам фрагментации ученые могут получить богатую структурную информацию, которая облегчает более глубокий молекулярный анализ.
Сегодня с помощью низкоэнергетической и высокоэнергетической технологии CID масс-спектрометрия открывает новую главу научных исследований. Какие еще неизведанные молекулярные структуры и химические реакции будут открыты и поняты с помощью этих технологий в будущем?
