Aktuální číslo:

2020/7

Téma měsíce:

Klimatické změny

Hmotnostní spektrometrie MALDI TOF

 |  5. 8. 1999
 |  Vesmír 78, 448, 1999/8

Hmotnostní spektrometrie je založena na rozdělení nabitých částic podle jejich molekulových hmotností v  elektrickém/magnetickém poli. Dosavadní způsoby ionizace a detekce umožňovaly analyzovat látky jen s nízkou molekulovou hmotností (do tří tisíc). Jak generovat ionty u látek s vyšší molekulovou hmotností? Po dvou desetiletích studia se zjistilo, že k ionizaci vzorku laserem je třeba zajistit efektivní a kontrolovatelný přenos energie na vzorek a zároveň zamezit jeho tepelnému rozkladu.

Obě podmínky jsou splněny v těchto případech:

  • Molekula rezonančně absorbuje při vlnové délce laseru, to znamená, že energie fotonů laseru je rovna energii potřebné k vybuzení dané molekuly a tím i k její ionizaci,
  • Přenos energie se děje ve velmi krátkém čase, řádově v jednotkách až desítkách nanosekund.

Jsou-li molekuly vzorku ionizovány laserem přímo, většinou se štěpí nežádoucím způsobem. Proto se začala používat matrice – látka, jejímž prostřednictvím se ionizační energie laseru přenáší na molekuly vzorku a tím brání jejich štěpení. Ionizace laserem přes matrici umožňuje měřit molekulové hmotnosti více látek v tomtéž vzorku, což dosud nešlo. V měření ani tak nepřekáží běžné pozadí biologických a biochemických vzorků jako například pufrační roztoky.

K stanovení vyšších molekulových hmotností se používá ionizace laserem za přítomnosti matrice (MALDI, matrix assisted laser desorption/ionization) v kombinaci s detektorem doby letu (TOF, time-of-flight). Detektor umožňuje změřit dobu průletu a z ní lze vypočítat rychlost částice.

Směs matrice a vzorku v pevném stavu a na vhodném nosiči, například na nerezové destičce, je zasažena nanosekundovým pulzem laseru. Matrice energii pulzu absorbuje a její rozklad ionizuje molekuly vzorku. Touto ionizací se rozumí adice kationtu (H+, Na+) či aniontu na molekulu vzorku, disociace H+ z molekuly vzorku, vznik radikálu odštěpením elektronu, popřípadě cílené rozkouskování (vysokou energií laseru) molekuly vzorku a opět spojení kousků. Ionty analyzované látky jsou urychleny silným elektrickým polem (25–30 kV) a přes uzemněnou mřížku vstupují do vakua v trubici detektoru letu, kde se pohybují rychlostí danou jejich hmotností a nábojem. Zde se měří doba letu částice, z níž se pak vypočte poměr molekulové hmotnosti a náboje částice.

Hmotnostní spektroskopie MALDI byla původně vyvinuta pro kvalitativní analýzu peptidů a bílkovin, avšak nyní se využívá i pro analýzy nukleových kyselin nebo nízkomolekulárních organických i anorganických látek. Výhodou je vysoká citlivost a rychlost měření. Při analýze se vzorek nerozpadá, což umožňuje měření složitějších směsí, zanedbatelný je i vliv pozadí. Metodu MALDI lze kombinovat jako hmotnostní detektor se separačními metodami, například gelovou elektroforézou či kapalinovou chromatografií. Čím víc se bude metoda využívat, tím bude dokonalejší. K hlavním cílům patří možnost využití při kvantitativním stanovení analytické látky či k nalezení univerzální matrice pro daný typ laseru.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika

O autorovi

Jan Havliš

Mgr. Jan Havliš, Ph.D., (*1970) vystudoval na Přírodovědecké fakultě Masarykovy Univerzity (PřF MU) obor biochemie, titul Ph.D. získal na téže univerzitě v oboru teoretické a fyzikální chemie. Na katedře analytické chemie PřF MU se zabývá zejména bioanalytickými metodami ve spojení s  proteomikou a hmotovou spektrometrií.

Doporučujeme

O mariánském sloupu, který se nevrátil na Staroměstské náměstí

O mariánském sloupu, který se nevrátil na Staroměstské náměstí

Eliška Fulínová  |  18. 7. 2020
Instalace neúplné kopie mariánského sloupu na pražské Staroměstské náměstí přišla ironií osudu ve zjitřené době, kdy se na různých místech po...
Na staré zkušenosti nezapomínejme

Na staré zkušenosti nezapomínejme

Eva Bobůrková  |  13. 7. 2020
Vladimír Vonka je uznávaný virolog v Česku i ve světě. Ač brzy oslaví devadesáté narozeniny, stále se věnuje vědě, konkrétně vývoji...
Komu se nelení…

Komu se nelení…

Petr Pokorný  |  13. 7. 2020
Jsou-li nějaké změny příliš pomalé, lidé je v subjektivním čase svých životů skoro nevnímají. Stačí se ale podívat na staré krajinomalby či...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné