Metodele de; activarea ionilor în celula ICR
Metode de activare
În plus față de metoda clasică de activare CID în celula de coliziune hexapolară, FTICR oferă un număr mare de moduri de activare care pot (i) duce la „încălzirea lentă” a ionului precursor (IRMPD, SORI -CID și BIRD) care duce la producerea de ioni pe căile de energie mai mică sau (ii) duce la descompuneri „neergodice”, datorate proceselor chimice, prin captarea sau detașarea electronilor (ECD, EDD).
Activări colizional
1.1 Disociere de energie scăzută în celula de coliziune
Să ne amintim aici că disocierea în celula de coliziune externă oferă multe avantaje. În primul rând, o creștere semnificativă a gamei dinamice a instrumentului. Astfel, un ion minoritar poate fi selectat și singur și ionii săi produși vor fi transmiși celulei ICR. În plus, acest mod de disociere face posibilă evitarea nevoii de a introduce un gaz de activare în celulă, ceea ce ar duce la o scădere a puterii de rezolvare.
Dezavantajul major al acestui mod este posibila existență a unui efect de timp de zbor în timpul transmiterii ionilor către celula ICR care poate duce la discriminarea abundenței ionilor în funcție de raportul lor m/z.
2 Activare colizională cu energie scăzută prin excitație rezonantă sau „aproape”
250 - 500 ms), astfel încât disocierea poate deveni mai eficientă.
| la) | b) |
| Figura 1. (la) În stânga, evoluția razei ciclotronice a ionilor în funcție de timp () În dreapta, defazarea frecvenței rezonante față de frecvența ionică. | |
Patru parametri principali determină eficiența fragmentării în modul SORI-CID: compensarea frecvenței, amplitudinea excitației, timpul de excitație și presiunea gazului. [3], [4] Frecvența de deplasare și amplitudinea ar trebui optimizate pentru fiecare experiment pentru a obține un grad satisfăcător de fragmentare. Cu cât frecvența de deplasare este mai mică, cu atât acumularea internă de energie a ionului precursor este mai rapidă, deci crește constanta de viteză a fragmentărilor. Deoarece modul SORI-CID este selectiv pentru ionul precursor, ionii produși nu pot fi activați atunci când nu au aceeași frecvență. Ionii consecutivi care pot fi observați se datorează unui exces de energie transferat ionului precursor.
Dezavantajul modurilor SORI-CID și RE-CID este lungimea timpului de analiză comparativ cu alte metode de activare, cum ar fi IRMPD (infra gol). Într-adevăr, gazul introdus în celula ICR pentru a produce coliziunile și fragmentarea ionului precursor, determină o creștere a presiunii la aproape 10 -6 mbar (în loc de 10 -10 mbar). Ca urmare, sensibilitatea și rezoluția sunt foarte degradate. În plus, această presiune ridicată poate duce la distorsionarea masei izotopice. Prin urmare, este necesar, după etapa de activare, să respectați timpul de pompare necesar pentru a obține din nou un vid suficient de mic (de ordinul a câteva secunde pentru a ajunge la un vid de 10 -9 -10 -10 mBar) înainte de a efectua detectarea pas, deoarece este de dorit să aveți un semnal tranzitoriu mai lung. Figura2 demonstrează diferiții pași pentru un experiment SORI-CID.
| Figura 2. Secvență de analiză pentru a obține un spectru SORI-CID (documentație Bruker) |
Activări fotonice: IRMPD si PASAREA
2.1 IRMPD
Modul IRMPD a fost inițial dezvoltat în cazul ICR pentru caracterizarea structurală a moleculelor cu raport m/z scăzut. [5] În anii 1990, McLafferty și colab. a demonstrat interes în studiul peptidelor, proteinelor, oligonucleotidelor și oligozaharidelor. De atunci, acest mod de activare a devenit un instrument foarte util pentru studierea structurii biomoleculelor.
IRMPD constă în disocierea indusă de absorbția fotonilor în infraroșu, în engleză Disociația cu infraroșu multi-foton. Ionul precursor este iradiat în celula ICR de un laser IR CO2 (λmax = 10,6 µm) continuu. Durata impulsului laser și puterea fasciculului, măsurate ca procent din valoarea maximă, sunt cei doi parametri principali de controlat, deoarece controlează constanta de rată a ionului precursor. Achiziționarea unui spectru MS/MS în modul IRMPD se realizează în mai mulți pași succesivi rezumați în Figura 3.
| Figura 3. Secvență de analiză pentru a obține un spectru IRMPD (documentație Bruker). |
Modul de activare IRMPD are avantajul, comparativ cu modul SORI-CID, de a nu necesita introducerea gazului. Deci rezoluția este păstrată în comparație cu modul SORI-CID. În plus, ciclul de analiză este mai scurt. Cu toate acestea, acest mod de iradiere cu laser nu este selectiv față de ionul precursor, spre deosebire de modul SORI-CID. Într-adevăr, toți ionii a căror traiectorie este suprapusă pe cea a razei infraroșii pot fi activați în același mod. Ionii de produs formați în timpul disocierii ionului precursor continuă să fie supuși acestei activări, ducând la numeroase fragmentări consecutive. În schimb, ionii care evoluează pe o orbită mai mare decât fasciculul laserului IR nu pot fi activați. Acesta este adesea cazul când se folosește abordarea secundară a capcanei. Deoarece această abordare permite modificarea mișcării magnetronice a ionilor și poate induce o rază a magnetronului prea mare (Figura4a). Pentru a rezolva această problemă, un impuls de radiofrecvență poate fi utilizat pentru a crește eficiența disocierii (Figura4b).
Figura 4. Combinarea mișcării magnetronului și a mișcării ciclotronice a unui set de ioni care are o orbită mai mare decât raza laser după aplicarea lateralei: (la) fără aplicarea unui impuls de radiofrecvență, ionii nu sunt iradiați, () după aplicarea unui impuls de radiofrecvență, ionii sunt iradiați. [6]