Spektrometria mas ZNACZCE POSTACIE SPEKTROMETRII MAS Ion Chemistry

  • Slides: 43
Download presentation
Spektrometria mas

Spektrometria mas

ZNACZĄCE POSTACIE SPEKTROMETRII MAS Ion Chemistry Francis William Aston (1877 - 1945) Cambridge University,

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 Peptide Sequencing using MS Klaus Biemann (1926) MIT, Cambridge, Massachusetts Ion Trap Technique Wolfgang Paul (1913 - 1993) University of Bonn, Germany; Nobel Prize in Physics 1989 MALDI Franz Hillenkamp (1936) University of Münster, Germany ESI of Biomolecules John B. Fenn (1917) Virginia Commonwealth University, Richmond, Virginia Mechanisms and Applications R. Graham Cooks (1941) Department of Chemistry, Purdue University West Lafayette, Indiana Fragmentation Mechanisms Fred W. Mc. Lafferty (1923) Cornell University Ithaca, New York Mechanism of MALDI & ESI Michael Karas (1952) University of Frankfurt, Germany

Joseph Thompson: IZOTOPY HELU 1911

Joseph Thompson: IZOTOPY HELU 1911

ZASADA POWSTAWANIA WIDMA MAS Droga jonów w polu elektrycznym i magnetycznym: rezultat działających sił:

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 Fc = mv 2/r Ek = e. U = ½ mv 2 B = natężenie pola magnetycznego v = prędkość cząstki e = ładunek jonu m = masa cząstki r = promień toru U = natężenie pola elektrycznego Ek = energia kinetyczna cząstki

ZASADA POWSTAWANIA WIDMA MAS Fm = F c Bev = mv 2/r v =

ZASADA POWSTAWANIA WIDMA MAS Fm = F c Bev = mv 2/r v = Ber/m

WIDMO MASOWE Intensywność Stosunek masy jonu do jego ładunku w funkcji intensywności sygnału m/z

WIDMO MASOWE Intensywność Stosunek masy jonu do jego ładunku w funkcji intensywności sygnału m/z 1 Th = 1 Dalton/liczbę ładunków

MASY ATOMOWE - IZOTOPY Węgiel Chlor Symbol Masa atomowa Zawartość izotopu, % 12 C

MASY ATOMOWE - IZOTOPY Węgiel Chlor Symbol Masa atomowa Zawartość izotopu, % 12 C 12. 0000* 98. 89 13 C 13. 0033 1. 11 35 Cl 34. 9689 75. 77 37 Cl 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 1 H 1. 008 1. 00783 2. 01410 12. 011

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 1 H 1. 008 1. 00783 2. 01410 12. 011 12. 0000 (std) 98. 89 13. 00336 1. 11 14. 0067 14. 0031 15. 0001 2 H 12 C 13 C 14 N 15 N 16 O 17 O 18 O 15. 9994 15. 9949 16. 9991 17. 9992 99. 99 0. 016 99. 64 0. 36 99. 76 0. 04 0. 20

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 19 F 18. 998 28 Si 28. 0855 29 Si

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 19 F 18. 998 28 Si 28. 0855 29 Si 30 Si 32 S 92. 17 4. 71 3. 12 31. 9721 32. 9715 33. 9679 95. 04 0. 76 4. 20 35. 4527 34. 9689 36. 9659 75. 77 24. 23 34 S 37 Cl 27. 9769 28. 9765 29. 9738 100. 0 32. 066 33 S 35 Cl 18. 9984

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 31 P 30. 9738 100. 0 79 Br 79. 9094

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW 31 P 30. 9738 100. 0 79 Br 79. 9094 78. 9183 80. 9163 50. 52 49. 48 126. 9045 100. 00 81 Br 126 I M(Br): [% 79 Br x 78. 9183] + [% 81 Br x 80. 9163] [50. 52 x 78. 9183] + [49. 48 x 80. 9163] = 79. 9094

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW

SKŁAD IZOTOPOWY NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW

SKŁAD IZOTOPOWY – OBWIEDNIA IZOTOPOWA C 100 m/z R. I. X 100 X+1 1.

SKŁAD IZOTOPOWY – OBWIEDNIA IZOTOPOWA C 100 m/z R. I. X 100 X+1 1. 1 X+1 11. 0 m/z R. I. X 100 X+1 110 X+2 60 X+3 22

MASA CZĄSTECZKOWA MASA MONOIZOTOPOWA Masa cząsteczkowa respiryny C 33 H 40 N 2 O

MASA CZĄSTECZKOWA MASA MONOIZOTOPOWA Masa cząsteczkowa respiryny C 33 H 40 N 2 O 9 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. 687 608. 272

PORÓWNANIE PROFILU IZOTOPOWEGO WIDMA ZMIERZONEGO I OBLICZONEGO

PORÓWNANIE PROFILU IZOTOPOWEGO WIDMA ZMIERZONEGO I OBLICZONEGO

WIDMO MAS A STRUKTURA MOLEKUŁY

WIDMO MAS A STRUKTURA MOLEKUŁY

RODZAJE JONIZACJI Miękka Jonizacja cząsteczek wiązką elektronów Twarda

RODZAJE JONIZACJI Miękka Jonizacja cząsteczek wiązką elektronów Twarda

METODY JONIZACJI

METODY JONIZACJI

WIDMO EI KWASU OCTOWEGO

WIDMO EI KWASU OCTOWEGO

ZALEŻNOŚĆ STOPNIA FRAGMENTACJI OD SIŁY POLA ELEKTRYCZNEGO

ZALEŻNOŚĆ STOPNIA FRAGMENTACJI OD SIŁY POLA ELEKTRYCZNEGO

ESI Orifice Plate 5 k. V LC Desolvation & Fission Nebulizing Gas Droplet Formation

ESI Orifice Plate 5 k. V LC Desolvation & Fission Nebulizing Gas Droplet Formation To MS Gas Phase Ion Generation Drying Gas Curtain Plate Curtain Gas

REDUKCJA KROPLI I POWSTAWANIE JONÓW

REDUKCJA KROPLI I POWSTAWANIE JONÓW

ESI Tryb jonów dodatnich Tryb jonów ujemnych [M+H]+ [M-H]- [M+n. H]n+ i [M+Na+]+ •

ESI Tryb jonów dodatnich Tryb jonów ujemnych [M+H]+ [M-H]- [M+n. H]n+ i [M+Na+]+ • [M-n. H]n- i [M+I-]-

ESI • Potrójny Kwadrupol (Qq. Q) – 2 kwadrupole filtrujące masy i jedna cela

ESI • Potrójny Kwadrupol (Qq. Q) – 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 Qq. Q ale jeden kwadrupol pełni rolę pułapki jonów.

POTRÓJNY KWADRUPOL Akumulacja jonów Q 0 Q 1 Filtrowanie jonów Q 2 Cela zderzeń

POTRÓJNY KWADRUPOL Akumulacja jonów Q 0 Q 1 Filtrowanie jonów Q 2 Cela zderzeń Q 3 Filtrowanie jonów

POTRÓJNY KWADRUPOL Ion accumulation Q 0 Q 1 Precursor ion selection Q 2 Q

POTRÓJNY KWADRUPOL Ion accumulation Q 0 Q 1 Precursor ion selection Q 2 Q 3 Fragmentation N 2 CAD Gas • Q 1 selkcjonuje [M+H]+ • Q 2 fragmentuje wyselkcjonowany jon. • Q 3 filtruje i monitoruje tylko wybrany jon.

WIDMO ESI ZWIĄZKU O NISKIEJ MASIE

WIDMO ESI ZWIĄZKU O NISKIEJ MASIE

WIDMO ESI SYNTETYCZNEGO OLIGONUKLEOTYDU

WIDMO ESI SYNTETYCZNEGO OLIGONUKLEOTYDU

WIDMO ESI KOMPLEKSÓW 18 -C-6 Z KATIONAMI LITOWCÓW

WIDMO ESI KOMPLEKSÓW 18 -C-6 Z KATIONAMI LITOWCÓW

WIDMO ESI PEPTYDU O MASIE 16952, 20 Da

WIDMO ESI PEPTYDU O MASIE 16952, 20 Da

ROZDZIELCZOŚĆ SPEKTROMETRU MAS

ROZDZIELCZOŚĆ SPEKTROMETRU MAS

FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO

FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO

FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO b 2 -H 2 O a 2 b 3 - NH

FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO b 2 -H 2 O a 2 b 3 - NH 3 b 2 a 3 b 3 HO NH 3+ | | R 1 O R 2 O R 3 O R 4 | || | H -- N --- C --- N --- C -- COOH | | | | H H H H y 3 y 2 y 3 -H 2 O y 1 y 2 - NH 3

FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO

FRAGMENTACJA ŁAŃCUCHA PEPTYDOWEGO

IDENTYFIKACJA PEPTYDÓW/BIAŁEK PRZY UŻYCIU MS/MS G V D L K Identyfikacja peptydu Intensity MS/MS

IDENTYFIKACJA PEPTYDÓW/BIAŁEK PRZY UŻYCIU MS/MS G V D L K Identyfikacja peptydu Intensity MS/MS mass 00

TANDEM MS

TANDEM MS

„ODCISK PALCA” W MS Peptide Mass Fingerprinting (PMF)

„ODCISK PALCA” W MS Peptide Mass Fingerprinting (PMF)

PROTEOMIKA - MS Trypsin + Gel punch p 53 Trx G 6 PDH

PROTEOMIKA - MS Trypsin + Gel punch p 53 Trx G 6 PDH

ENZYMATYCZNA HYDROLIZA BIAŁEK DO PEPTYDÓW MPSERGTDIMRPAKID. . . BIAŁKO GTDIMR PAKID HPLC MPSER ……

ENZYMATYCZNA HYDROLIZA BIAŁEK DO PEPTYDÓW MPSERGTDIMRPAKID. . . BIAŁKO GTDIMR PAKID HPLC MPSER …… …… PEPTYDY (tryptic peptides) do MS/MS

BIBLIOTEKA PEPTYDÓW TRYPTYCZNYCH Sekwencja >Białko 1 acedfhsakdfqea sdfpkivtmeeewe ndadnfekqwfe >Białko 2 acekdfhsadfqea sdfpkivtmeeewe nkdadnfeqwfe

BIBLIOTEKA PEPTYDÓW TRYPTYCZNYCH Sekwencja >Białko 1 acedfhsakdfqea sdfpkivtmeeewe ndadnfekqwfe >Białko 2 acekdfhsadfqea sdfpkivtmeeewe nkdadnfeqwfe Masa (M+H) 4842. 05 acedfhsak dfgeasdfpk ivtmeeewendadnfek gwfe 4842. 05 acek dfhsadfgeasdfpk ivtmeeewenk dadnfeqwfe >Białko 3 MASMGTLAFD EYGRPFLIIK DQDRKSRLMG LEALKSHIM A AKAVANTMRT SLGPNGLD KMMVDKDGDVTV TNDGAT ILSM MDVDHQIAKL MVELS KSQDD EIGDGTTGVV VLAG ALLEEAEQLLDRGIHP IRIAD Peptydy trypt. 14563. 36 SQDDEIGDGTTGVVVLAGALLEEAEQLLDR 2 DGDVTVTNDGATILSMMDVD HQIAK MASMGTLAFDEYGRPFLIIK 2 TSLGPNGLDK LMGLEALK LMVELSK AVANTMR SHIMAAK GIHPIR MMVDK DQDR

TANDEM MS MS LC collision MS-2 MS-1 cell Ion Source MS/MS

TANDEM MS MS LC collision MS-2 MS-1 cell Ion Source MS/MS

ANALIZA DANYCH S e k w e n c j a MS/MS instrument Analiza

ANALIZA DANYCH S e k w e n c j a MS/MS instrument Analiza przy użyciu baz danych

PMF online • Mascot • www. matrixscience. com • Pro. Found – http: //129.

PMF online • Mascot • www. matrixscience. com • Pro. Found – http: //129. 85. 192/profound_bin/Web. Pro. Found. exe • MOWSE • http: //srs. hgmp. mrc. ac. uk/cgi-bin/mowse • Peptide. Search • http: //www. narrador. emblheidelberg. de/Group. Pages/Homepage. html • Pept. Ident • http: //us. expasy. org/tools/peptident. html