Language
Country/Area
No result found
Секретное оружие тройной квадрупольной масс-спектрометрии: почему CID может повысить чувствительность молекулярного обнаружения?
В области масс-спектрометрии технология диссоциации, индуцированной столкновениями (CID), привлекает все большее внимание и стала важным инструментом для повышения чувствительности молекулярного обнаружения. CID, также известный как диссоциация, активируемая столкновением, может фрагментировать селективные ионы в газовой фазе путем столкновения. Этот процесс не только повышает точность обнаружения, но и позволяет ученым более эффективно анализировать структуру молекул.
Основные принципы CID
Технология CID в основном использует электрические поля для ускорения ионов, увеличения их кинетической энергии, а затем столкновения с молекулами нейтральных газов (например, гелия, азота или аргона). При этом столкновении часть кинетической энергии преобразуется во внутреннюю энергию, что приводит к разрыву химических связей и в конечном итоге к образованию более мелких фрагментарных ионов. Эти фрагменты можно проанализировать с помощью масс-спектрометрии для получения структурной или идентификационной информации.
Обнаруживая уникальные фрагментные ионы, исследователи могут подтвердить наличие ионов-предшественников в присутствии других ионов с таким же отношением массы к заряду, что значительно снижает фоновый шум и улучшает пределы обнаружения.
CID с низким и высоким энергопотреблением
CID можно разделить на CID с низкой энергией и CID с высокой энергией. Низкоэнергетический CID обычно выполняется при кинетических энергиях ниже 1 килоэлектронвольта (кэВ). Этот метод очень эффективен для диссоциации выбранных ионов-предшественников, но тип получаемых фрагментов сильно зависит от кинетической энергии. Энергетический CID работает в более высоком диапазоне энергий и может генерировать определенные фрагментарные ионы, которые не появляются в низкоэнергетическом CID.
Архитектура тройного квадрупольного масс-спектрометра
Тройной квадрупольный масс-спектрометр состоит из трех квадрупольных элементов. Первый квадруполь (Q1) действует как фильтр масс, избирательно пропуская предсказанные ионы во второй квадруполь (Q2), где давление газа выше. Высокое, способствующее столкновению и фрагментация. Затем фрагменты ускоряются в третьем квадруполе (Q3) для сканирования, а полученный масс-спектр может быть проанализирован для получения структурной информации или для идентификации.
Ионный циклотронный резонанс с преобразованием Фурье
Ячейки ИЦР в условиях низкого давления могут возбуждать ионы, прикладывая импульсное электрическое поле, увеличивая их кинетическую энергию. Этот метод позволяет дополнительно повторно возбудить захваченные фрагментарные ионы, образуя многоступенчатый масс-спектрометр (МСн). Определение фрагментов, образующихся при столкновениях этих возбужденных ионов, может дать представление о структуре и свойствах молекул.
Метод диссоциации, вызванной столкновениями, с устойчивым внерезонансным возбуждением (SORI-CID) позволяет проводить множественные столкновения при низких энергиях столкновения для дальнейшего уточнения данных масс-спектрометрии.
Технология диссоциации при столкновениях с высокой энергией
Высокоэнергетическая столкновительная диссоциация (HCD) разработана специально для масс-спектрометров Orbitrap. Этот процесс осуществляется в дополнительной ячейке мультипольных столкновений, а полученные фрагменты затем возвращаются в C-trap для анализа масс. Хотя название HCD подразумевает высокую энергию, его фактическая энергия столкновения относительно низкая, обычно менее 100 электрон-вольт, что делает его более гибким при введении маркировки для количественного анализа.
Анализ механизма фрагментации
В CID различные механизмы фрагментации включают гомолитическое и гетеролитическое расщепление. Эти процессы диссоциации помогают ученым понять поведение сложных молекул, предоставляя эффективную структурную информацию. Например, расщепление несмежных зарядов может позволить исследователям изучить, как молекулы реагируют в различных средах, что дает представление о механистике и материаловедении.
В эту эпоху информации технология CID открывает нам новое окно для исследования молекулярного мира.
Правильное использование технологии CID может не только повысить чувствительность молекулярного обнаружения, но и помочь ученым получить важную информацию в сложных химических реакциях. Учитывая стремительное развитие технологии масс-спектрометрии, как мы можем в дальнейшем использовать CID для разработки более чувствительных и специфичных методов обнаружения в будущем?
