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Alfonso Mangoni » 13.Spettrometria di massa tandem


Spettrometria di massa tandem

Sorgenti come electrospray e MALDI hanno il vantaggio di provocare poche o nessuna frammentazione, e quindi:

  • garantiscono la misura del peso molecolare;
  • possono essere usate per analizzare miscele di composti diversi.

Tuttavia la frammentazione fornisce informazioni sulla struttura della molecola. Con gli spettrometri di massa tandem (o MS/MS) è possibile ottenere ugualmente queste informazioni.

Schema di uno spettrometro di massa tandem

Schema di uno spettrometro di massa tandem


Spettrometria di massa tandem

Uno spettrometro di massa tandem ha due analizzatori, e una camera di collisione.

  • Il primo analizzatore seleziona un certo ione molecolare (ione genitore).
  • La camera di collisione serve a provocare la frammentazione dello ione.
  • Il secondo analizzatore misura la massa dei frammenti prodotti.

Questo schema generale può trovare applicazione pratica in vari tipi differenti di spettrometro.

Schema di uno spettrometro di massa tandem

Schema di uno spettrometro di massa tandem


Spettrometro MS/MS a 4 settori

In questo tipo di MS/MS ognuno dei due analizzatori è di tipo magnetico/elettrostatico, mentre la camera di collisione consiste in una zona dello spettrometro in cui c’è una pressione di gas relativamente elevata.

Gli ioni urtano sulle molecole di gas e subiscono la frammentazione.

Schema di uno spettrometro MS/MS a 4 settori

Schema di uno spettrometro MS/MS a 4 settori


Spettrometro MS/MS a triplo quadrupolo

In questo tipo di spettrometro MS/MS (attualmente il più diffuso) i due analizzatori sono quadrupoli.

La camera di collisione è anch’essa un quadrupolo, ma regolato in modo da far passare tutti gli ioni, e contenente una certa quantità di gas che provoca la frammentazione.

Schema di uno spettrometro MS/MS a triplo quadrupolo

Schema di uno spettrometro MS/MS a triplo quadrupolo


Altri spettrometri MS/MS

Esistono anche varie altre tipologie di spettrometri, tra qui questo spettrometro ibrido quadrupolo/TOF.

L’analizzatore TOF può essere usato con dopo la sorgente ESI ed i quadrupoli poiché gli ioni sono “iniettati” nell’analizzatore TOF da impulsi di campo elettrico.

Un vantaggio del Q-TOF è che permette misure di massa esatta.

Schema di uno spettrometro ibrido quadrupolo/TOF

Schema di uno spettrometro ibrido quadrupolo/TOF


Uso della spettrometria MS/MS: un esempio

La lunghezza delle due catene alchiliche del glicolipide in figura non può essere stabilita con le spettroscopie IR o NMR.

Può invece essere facilmente ricavata dal frammento a m/z 484 nello spettro MS/MS, che dimostra la perdita di un acile a 17 atomi di C.

Il glicolipide analizzato…

Il glicolipide analizzato…

… e il suo spettro MS/MS

… e il suo spettro MS/MS


Altre tecniche MS/MS

Normalmente si analizza lo spettro degli ioni frammento (ioni figli) di un certo ione genitore.

È anche possibile:

  • ottenere lo spettro di tutti gli ioni genitori che producono un certo ione figlio;
  • ottenere lo spettro di tutti gli ioni che perdono un certo frammento.
Uno spettro degli ioni genitori dello ione figlio a m/z 162

Uno spettro degli ioni genitori dello ione figlio a m/z 162

Uno spettro di tutti i composti che perdono un frammento di 31 u.m.a.

Uno spettro di tutti i composti che perdono un frammento di 31 u.m.a.


MS/MS con la trappola ionica

Una singola trappola ionica permette di effettuare esperimenti MS/MS.

Di tutti gli ioni provenienti dalla sorgente, vengono conservati nella trappola solo quelli con un certo m/z, mentre gli altri vengono espulsi.

Si fa poi aumentare l’energia cinetica degli ioni, causandone la frammentazione per collisione con l’elio presente nella trappola.

Infine, si utilizza la trappola come analizzatore per misurare il rapporto m/z degli ioni frammento ottenuti.

È anche possibile effettuare esperimenti ancora più complessi, per esempio effettuare una ulteriore frammentazione dei frammenti (MS/MS/MS o MS3).

MS/MS con la trappola ionica

È possibile far frammentare gli ioni contenuti nella trappola ionica, e quindi usarla per esperimenti MS/MS

È possibile far frammentare gli ioni contenuti nella trappola ionica, e quindi usarla per esperimenti MS/MS


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