490 likes | 1.05k Views
Spektrometria mas. ZNACZĄCE POSTACIE SPEKTROMETRII MAS. Ion Chemistry Francis William Aston (1877 - 1945) Cambridge University, Great Britain; Nobel Prize in Chemistry 1922. 1 st MS Joseph John Thomson (1856 - 1940) Cambridge University, Great Britain; Nobel Prize in Physics 1906.
E N D
ZNACZĄCE POSTACIE SPEKTROMETRII MAS Ion Chemistry Francis William Aston (1877 - 1945) Cambridge University, Great Britain;Nobel Prize in Chemistry 1922 1st MS Joseph John Thomson (1856 - 1940) Cambridge University, Great Britain; Nobel Prize in Physics 1906 Fragmentation Mechanisms Fred W. McLafferty (1923) Cornell UniversityIthaca, New York Ion Trap Technique Wolfgang Paul (1913 - 1993) University of Bonn, Germany;Nobel Prize in Physics 1989 ESI of Biomolecules John B. Fenn (1917) Virginia Commonwealth University, Richmond, Virginia Mechanisms and Applications R. Graham Cooks (1941) Department of Chemistry, Purdue UniversityWest Lafayette, Indiana Peptide Sequencing usingMS Klaus Biemann (1926) MIT, Cambridge, Massachusetts MALDI Franz Hillenkamp (1936) University of Münster, Germany Mechanism of MALDI & ESI Michael Karas (1952) University of Frankfurt, Germany
ZASADA POWSTAWANIA WIDMA MAS • Droga jonów w polu elektrycznym i magnetycznym: rezultat • działających sił: • Siła pola magnetycznego (Fm) • Siła odśrodkowa (Fc) • Energia kinetyczna w polu elektrycznym (E) Fm = Bev B = natężenie pola magnetycznego Fc = mv2/r v = prędkość cząstki Ek = eU = ½ mv2e = ładunek jonu m = masa cząstki r = promień toru U = natężenie pola elektrycznego Ek = energia kinetyczna cząstki
ZASADA POWSTAWANIA WIDMA MAS Fm = Fc Bev = mv2/r v = Ber/m
WIDMO MASOWE Stosunek masy jonu do jego ładunku w funkcji intensywności sygnału Intensywność m/z 1 Th = 1 Dalton/liczbę ładunków
MASY ATOMOWE - IZOTOPY Symbol Masa atomowa Zawartość izotopu, % Węgiel12C 12.0000* 98.89 13C 13.0033 1.11 Chlor 35Cl 34.9689 75.77 37Cl 36.9659 24.23 * Masa uznana jako dokładnie 12 przez UPAC M(C) = 0.9889(12.0000) + 0.0111(13.0033) = 12.011 M(Cl) = 0.7577(34.9689) + 0.2423(36.9659) = 35.453
SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 1H 1.008 1.00783 99.99 2H 2.01410 0.016 12C 12.011 12.0000 (std) 98.89 13C 13.00336 1.11 14N 14.0067 14.0031 99.64 15N 15.0001 0.36 16O 15.9994 15.9949 99.76 17O 16.9991 0.04 18O 17.9992 0.20
SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 19F 18.998 18.9984 100.0 28Si 28.0855 27.9769 92.17 29Si 28.9765 4.71 30Si 29.9738 3.12 32S 32.066 31.9721 95.04 33S 32.9715 0.76 34S 33.9679 4.20 35Cl 35.4527 34.9689 75.77 37Cl 36.9659 24.23
SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 31P 30.9738 30.9738 100.0 79Br 79.9094 78.9183 50.52 81Br 80.9163 49.48 126I 126.9045 126.9045 100.00 M(Br): [% 79Br x 78.9183] + [% 81Br x 80.9163] [50.52 x 78.9183] + [49.48 x 80.9163] = 79.9094
SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW
SKŁAD IZOTOPOWY – OBWIEDNIA IZOTOPOWA C1 C10 C100 m/z R.I. X 100 X+1 110 X+2 60 X+3 22 m/z R.I. X 100 X+1 1.1 m/z R.I. X 100 X+1 11.0 m/z
MASA CZĄSTECZKOWA MASA MONOIZOTOPOWA Masa cząsteczkowa respiryny C33H40N2O9 Masy atomowe: Masy izotopów: C: 33 x 12.011 = 396.363 C: 33 x 12.0000 = 396.000 H: 40 x 1.0079 = 40.316 H: 40 x 1.0078 = 40.312 N: 2 x 14.0067 = 28.013 N: 2 x 14.0031 = 28.006 O: 9 x 15.9994 = 143.995 O: 9 x 15.9949 = 143.954 608.687608.272
PORÓWNANIE PROFILU IZOTOPOWEGO WIDMA ZMIERZONEGO I OBLICZONEGO
RODZAJE JONIZACJI Miękka Jonizacja cząsteczek wiązką elektronów Twarda
ZALEŻNOŚĆ STOPNIA FRAGMENTACJI OD SIŁY POLA ELEKTRYCZNEGO
ESI Orifice Plate LC 5kV Desolvation & Fission Nebulizing Gas Droplet Formation To MS Gas Phase Ion Generation Drying Gas Curtain Plate Curtain Gas
ESI Tryb jonów ujemnych Tryb jonów dodatnich [M+H]+ [M-H]- [M+nH]n+i [M+Na+]+ • [M-nH]n-i [M+I-]-
ESI • PotrójnyKwadrupol (QqQ) • 2 kwadrupole filtrujące masy i jedna cela zderzeń. • Pułapka jonowa (IT) • Pojedyncza pułapka działa jako analizator mas i cela zderzeń. • Hybrydy (np. LIT) • Instrument wygląda jaki QqQ ale jeden kwadrupol pełni rolę pułapki jonów.
POTRÓJNY KWADRUPOL Akumulacja jonów Q0 Q1 Q2 Q3 Filtrowanie jonów Filtrowanie jonów Cela zderzeń
Q0 Q1 Q2 Q3 POTRÓJNY KWADRUPOL • Q1 selkcjonuje [M+H]+ • Q2 fragmentuje wyselkcjonowany jon. • Q3 filtruje i monitoruje tylko wybrany jon. Ion accumulation Precursor ion selection Fragmentation N2 CAD Gas
WIDMO ESI SYNTETYCZNEGO OLIGONUKLEOTYDU
WIDMO ESI KOMPLEKSÓW 18-C-6 Z KATIONAMI LITOWCÓW
FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO b2-H2O b3- NH3 a2 b2 a3 b3 HO NH3+ | | R1 O R2 O R3 O R4 | || | || | || | H -- N --- C --- C --- N --- C --- C --- N --- C --- C --- N --- C -- COOH | | | | | | | H H H H H H H y3 y2 y1 y2 - NH3 y3 -H2O
G V D L K • Identyfikacja • peptydu Intensity MS/MS mass 0 mass 0 IDENTYFIKACJA PEPTYDÓW/BIAŁEK PRZY UŻYCIU MS/MS
„ODCISK PALCA” W MS Peptide Mass Fingerprinting (PMF)
PROTEOMIKA - MS Trypsin + Gel punch p53 Trx G6PDH
ENZYMATYCZNA HYDROLIZA BIAŁEK DO PEPTYDÓW HPLC GTDIMR do MS/MS PAKID MPSERGTDIMRPAKID...... MPSER …… …… PEPTYDY (tryptic peptides) BIAŁKO
SekwencjaMasa (M+H)Peptydy trypt. >Białko 1 acedfhsakdfqea sdfpkivtmeeewe ndadnfekqwfe >Białko 2 acekdfhsadfqea sdfpkivtmeeewe nkdadnfeqwfe >Białko 3 MASMGTLAFD EYGRPFLIIK DQDRKSRLMG LEALKSHIM A AKAVANTMRT SLGPNGLD KMMVDKDGDVTV TNDGAT ILSM MDVDHQIAKL MVELS KSQDD EIGDGTTGVV VLAG ALLEEAEQLLDRGIHP IRIAD acedfhsak dfgeasdfpk ivtmeeewendadnfek gwfe acek dfhsadfgeasdfpk ivtmeeewenk dadnfeqwfe SQDDEIGDGTTGVVVLAGALLEEAEQLLDR2 DGDVTVTNDGATILSMMDVD HQIAK MASMGTLAFDEYGRPFLIIK2 TSLGPNGLDK LMGLEALK LMVELSK AVANTMR SHIMAAK GIHPIR MMVDK DQDR 4842.05 4842.05 14563.36 BIBLIOTEKA PEPTYDÓW TRYPTYCZNYCH
collision cell MS-2 MS-1 Ion Source TANDEM MS MS LC MS/MS
ANALIZA DANYCH S e kwencja MS/MS instrument Analiza przy użyciu baz danych
PMF online • Mascot • www.matrixscience.com • ProFound • http://129.85.19.192/profound_bin/WebProFound.exe • MOWSE • http://srs.hgmp.mrc.ac.uk/cgi-bin/mowse • PeptideSearch • http://www.narrador.embl-heidelberg.de/GroupPages/Homepage.html • PeptIdent • http://us.expasy.org/tools/peptident.html