Войти
Коллизионная ячейка тройного квадрупольного масс-спектрометра Waters Xevo TQ-S. Диссоциация, вызванная столкновением (CID ), также известная как активируемая столкновением диссоциация (CAD ), представляет собой метод масс-спектрометрии для индукции фрагментации выбранных ионов в газовой фазе. Выбранные ионы (обычно молекулярные ионы или протонированные молекулы) обычно ускоряются за счет приложения электрического потенциала для увеличения иона кинетической энергии, а затем позволяют им столкнуться с нейтральным молекулы (часто гелий, азот или аргон ). При столкновении часть кинетической энергии преобразуется во внутреннюю энергию, что приводит к разрыву связи и фрагментации молекулярного иона на более мелкие фрагменты. Эти фрагментные ионы затем могут быть проанализированы с помощью тандемной масс-спектрометрии.
CID, и фрагментные ионы, полученные с помощью CID, используются для нескольких целей. Может быть достигнуто частичное или полное структурное определение. В некоторых случаях личность может быть установлена на основе предыдущих знаний без определения структуры. Другое использование - просто достижение более чувствительного и специфического обнаружения. Обнаружив уникальный фрагментный ион, ион-предшественник может быть обнаружен в присутствии других ионов с таким же значением m / z (отношение массы к заряду), уменьшая фон и увеличивая предел обнаружения.
CID с низкой энергией обычно выполняется с ионной кинетической энергией менее примерно 1 килоэлектронвольт (1 кэВ). CID с низкой энергией очень эффективен при фрагментации выбранных ионов-предшественников, но тип ионов-фрагментов, наблюдаемых в CID с низкой энергией, сильно зависит от кинетической энергии иона. Очень низкие энергии столкновения способствуют перестройке ионной структуры, и вероятность прямого разрыва связи увеличивается по мере увеличения кинетической энергии ионов, что приводит к более высоким внутренним энергиям ионов . Высокоэнергетический CID (HECID) выполняется в масс-спектрометрах с магнитным сектором или тандемных масс-спектрометрах с магнитным сектором и в тандемных времяпролетных масс-спектрометрах (TOF / TOF). CID высокой энергии включает ионную кинетическую энергию в диапазоне киловольт (обычно от 1 кэВ до 20 кэВ). CID с высокой энергией может производить некоторые типы фрагментных ионов, которые не образуются в CID с низкой энергией, например, фрагментация с удаленным зарядом в молекулах с углеводородными субструктурами или фрагментация боковой цепи в пептидах.
В тройном квадрупольном масс-спектрометре имеется три квадруполя. Первый квадруполь, называемый «Q1», может действовать как массовый фильтр, пропускать выбранный ион и ускорять его в направлении «Q2», который называется ячейкой столкновения. Давление в Q2 выше, ионы сталкиваются с нейтральным газом в ячейке столкновений и фрагментируются CID. Затем осколки ускоряются из ячейки столкновения и попадают в Q3, который сканирует весь диапазон масс, анализируя полученные фрагменты (при попадании в детектор). Это создает масс-спектр фрагментов CID, из которого может быть получена структурная информация или идентичность. Существует много других экспериментов с использованием CID на тройном квадруполе, таких как сканирование ионов-предшественников, которое определяет, откуда взялся конкретный фрагмент, а не какие фрагменты производятся данной молекулой.
Ионы, захваченные в ячейке ИЦР, могут быть возбуждены путем приложения импульсных электрических полей на их резонансной частоте для увеличения их кинетической энергии. Длительность и амплитуда импульса определяют кинетическую энергию иона. Поскольку столкновительный газ, присутствующий при низком давлении, требует длительного времени для столкновения возбужденных ионов с нейтральными молекулами, можно использовать импульсный клапан для введения короткого выброса столкновительного газа. Захваченные фрагментные ионы или продукты их ион-молекулярной реакции могут быть повторно возбуждены для многоступенчатой масс-спектрометрии (МС). Если возбуждение применяется не на резонансной частоте, а на слегка нерезонансной частоте, ионы будут поочередно возбуждать и девозбуждать, допуская множественные столкновения при низкой энергии столкновения. Устойчивая диссоциация, вызванная столкновениями вне резонансного излучения (SORI-CID ) - это метод CID, используемый в ионно-циклотронном резонансе с преобразованием Фурье масс-спектрометрии, который включает ускорение ионов в циклотронном движении (по кругу внутри ионной ловушки ) в присутствии газа столкновений.
Выше -энергетическая столкновительная диссоциация (HCD ) - это метод CID, специфичный для масс-спектрометра orbitrap, в котором фрагментация происходит вне ловушки. HCD ранее был известен как диссоциация с помощью С-ловушки с более высокой энергией. В HCD ионы проходят через C-ловушку и попадают в ячейку HCD, добавленную мультипольную ячейку столкновений, где происходит диссоциация. Затем ионы возвращаются в С-ловушку перед впрыском в орбитальную ловушку для анализа массы. HCD не страдает ограничением низкой массы резонансного возбуждения (CID) и поэтому полезен для количественной оценки на основе изобарической метки, поскольку можно наблюдать репортерные ионы. Несмотря на название, энергия столкновения HCD обычно находится в режиме низкоэнергетической диссоциации, вызванной столкновением (менее 100 эВ).
Гомолитическая фрагментация Гомолитическая фрагментация - это связь диссоциация, при которой каждый из фрагментов сохраняет один из первоначально связанных электронов.
Гетеролитическая фрагментация Гетеролитическая фрагментация - это разрыв связи, при котором связывающие электроны остаются только с одним из видов фрагментов.
В CID фрагментация с удаленным зарядом представляет собой тип разрыва ковалентной связи, который происходит в ионе в газовой фазе, в котором разорванная связь не находится рядом с местом расположения заряда. Эту фрагментацию можно наблюдать с помощью тандемной масс-спектрометрии.
