در طیف سنجی جرمی متوالی (Tandem mass spectrometry) بیشتر از یک تجزیه گر جرمی (معمولا دو تا) استفاده می شود. وقتی از دو تجزیه گر استفاده شود به اختصار به آن MS/MS گویند.
شکل 1 شمای کلی یک طیف سنج جرمی متوالی MS/MS را نشان می دهد. طیف سنج جرمی متوالی معمولا ار منابع یونش نرم استفاده می شود. دو تجزیه گر جرمی توسط یک سلول برهم کنش ((interaction cell) به هم مرتبط می شوند (شکل 1).
شکل 1- شمای کلی طیف سنجی جرمی متوالی (MS/MS)
در طیف سنج جرمی اول معمولا فقط یون مولکول ها تولید می شوند سپس این یون های پیشرو (precursor ions) وارد سلول برهم کنش می شوند. در این سلول چندین مکانیسم و روش می تواند برای قطعه قطعه شدن (fragmentation) به کار رود. فعالسازی برخوردی (collision activation, CA) یا تفکیک ناشی از برخورد (collision-induced dissociation) یک گاز بی اثری مانند آرگون یا زنون برای برخورد با یون های منتخب و قطعه قطعه شدن استفاده می شود، تفکیک القایی فوتونی (photo-induced dissociation, PID) با استفاده از پرتو یونی یا لیزر، تفکیک القایی سطح (surface-induced dissociation) و تفکیک گیراندازی الکترون (electron capture dissociation) از جمله روش های قطعه قطعه کردن بون پیشرو در سلول برهم کنش هستند.
انواع توالی
توالی (tandem) در تجزیه گرهای جرمی می تواند در فضا یا زمان باشد. در توالی در فضا از چند تجزیه گر مستقل به صورت پشت سرهم استفاده می شود. معمول ترین نوع آن طیف سنج سه گانه چهارقطبی (Triple quadrupole) است که از سه تجزیه گر جرمی چهارقطبی به صورت پشت سرهم و متوالی تشکیل شده است. تجزیه گرهای متوالی می توانند مشابه یا متفاوت باشند. معمول ترین ترکیبی از تجزیه گر جرمی که تا کنون در طیف سنج جرمی متوالی (MS/MS) استفاده شده اند عبارتند از:
- چهار قطبی-چهار قطبی (QQ)
- قطاع مغناطیسی-چهارقطبی (BQ)
- قطاع مغناطیسی- قطاع مغناطیسی (BB)
- چهار قطبی-زمان پرواز (QTOF)
در دستگاه های توالی زمان می توان از همان تجزیه گر استفاده کرد به این صورت که پس از تشکیل یون در یک منطقه خاص بقیه یون ها از آن ناحیه دور شده یا حذف می شوند و سپس یون موردنظر تفکیک و تجزیه مجدد می شود. این کار چندین بار می تواند انجام شود. برای همین به آن MSn نیز گفته می شود که n نشانگر تعداد فرایند تجزیه ای ست. مهم ترین این دستگاه ها دستگاه تبدیل فوریه و چهارقطبی تله یونی (Quadrupole ion-trap) هستند.
با ترکیب روش های کروماتوگرافی و طیف سنجی جرمی انقلابی در آنالیز نمونه های آلی و بیولوژیکی صورت گرفته است.
روش طیف سنجی جرمی متوالی علاوه بر تمام مزایای GC/MS و LC/MS بسیار سریع تر است. جداسازی کروماتوگرافی معمولا از چند دقیقه تا چند ساعت طول می کشد اما جداسازی هایی با همان کیفیت در روش طیف سنجی جرمی متوالی در چند میلی ثانیه انجام می شود. در روش های کروماتوگرافی رقیق سازی نمونه با فاز متحرک الزامی ست که احتمالا سبب ایجاد مزاحمت های ناخواسته در آنالیز خواهد شد. و در نهایت روش طیف سنجی جرمی متوالی روش حساس تری نسبت به روش های تلفیقی (hyphenated) است و مزاحمت کمتری در آنالیز مواد دارد.
اما عیب عمده روش طیف سنجی جرمی متوالی نسبت به GC/MS و LC/MS قیمت زیاد تجهیزات آن است که به نظر می رسد با رشد گسترده استفاده از روش طیف سنجی جرمی متوالی این عیب نیز برطرف شود.
نکات آنالیزی MS/MS
- قابلیت تلفیق هم با کروماتوگرافی مایع و هم کروماتوگرافی گازی را داراست. دراین روش ها، با نام اختصاری LC-MS/MS یا GC-MS/MS، قابلیت جداسازی روش کروماتوگرافی و توان بالای MS/MS کارایی آنالیز را بسیار بهبود می بخشد.
- اثرات ماتریسی بسیار کم است.
- سنجش کمی انتخابی ترکیب موردنظردر نمونه های با پس زمینه زیاد امکان پذیر است.
- نتایج قابل اعتمادی دارد.
زمینه های کاربردی MS/MS
- تعیین ساختار کلی و توالی پپتیدها و پروتئین ها
- غربالگری نوزادان (newborn screening)
- مطالعات پرتئومیکس (Proteomics)
- تشخیص مارکرهای سرطانی
