La spectrométrie de masse (SM) est une technique analytique qui ionise les espèces chimiques et trie les ions résultants en fonction de leur rapport masse sur charge (m/z). Elle fournit des informations sur le poids moléculaire, la composition élémentaire et les fragments structuraux, ce qui la rend indispensable en chimie, biochimie et médecine.
Processus de Base
Le processus de spectrométrie de masse implique trois étapes principales. D’abord, les molécules de l’échantillon sont converties en ions en phase gazeuse en utilisant des méthodes telles que l’ionisation électronique (IE), l’ionisation par électrospray (ESI) ou la désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI). Ensuite, les ions sont séparés par leur rapport m/z dans un analyseur de masse tel qu’un quadripôle, un temps-de-vol (TOF), un piège à ions ou un Orbitrap. Enfin, un détecteur (par exemple, un multiplicateur d’électrons) mesure l’abondance de chaque ion, produisant un spectre de masse d’intensité en fonction de m/z.
Techniques d’Ionisation
Plusieurs techniques d’ionisation sont disponibles. L’ionisation électronique (IE) est une méthode d’ionisation dure qui produit une fragmentation extensive, donnant des spectres d’empreinte digitale reproductibles pour la recherche dans des bibliothèques. L’ionisation par électrospray (ESI) est une technique d’ionisation douce qui génère principalement des ions moléculaires, idéale pour les protéines, les peptides et les composés polaires. La MALDI utilise un laser et une matrice pour ioniser les grosses biomolécules avec une fragmentation minimale, tandis que l’ionisation chimique (IC) utilise un gaz réactif pour produire des ions avec moins de fragmentation que l’IE.
Analyseurs de Masse
Plusieurs analyseurs de masse sont utilisés en SM. Le quadripôle consiste en quatre barres parallèles qui filtrent les ions par des trajectoires d’oscillation stables et est couramment utilisé en CPG-SM et CL-SM. Les analyseurs à Temps-de-Vol (TOF) mesurent le temps que mettent les ions à parcourir une distance fixe, offrant une haute précision et résolution de masse. Les pièges à ions capturent les ions dans un champ électrique tridimensionnel et les éjectent séquentiellement, tandis que l’Orbitrap piège les ions dans un champ électrostatique et mesure leur fréquence d’oscillation axiale pour une résolution ultra-haute.
Spectrométrie de Masse Tandem (SM/SM)
La SM tandem implique la sélection d’ions précurseurs dans le premier analyseur, la fragmentation dans une cellule de collision et l’analyse des ions fragments dans le second analyseur. Elle est utilisée pour le séquençage des peptides, l’identification des métabolites et l’élucidation structurale de composés inconnus.
Applications
La spectrométrie de masse est utilisée pour l’identification de composés organiques et de produits réactionnels, la protéomique pour l’identification des protéines et l’analyse des modifications post-traductionnelles, les études de métabolisme des médicaments et de pharmacocinétique, et la surveillance environnementale des polluants et contaminants dans les aliments et l’eau.
