Spectrométrie de masse

La recherche clinique par spectrométrie de masse

La spectrométrie de masse est une technique analytique qui peut fournir des informations à la fois qualitative (structure) et quantitative (la quantité ou la concentration). Au cours des dernières décennies, la source d’ions  électrospray (ESI-MS) a émergé comme une importante technique dans les laboratoires cliniques. Il fournit un outil sensible, robuste et fiable pour la recherche clinique. Elle permet de coupler avec la chromatographie liquide haute performance (HPLC). Ce couplage HPLC/ESI-MS est devenu une technique très puissante, capable d’analyser à la fois les petites et les grosses molécules de polarités différentes dans un échantillon biologique complexe. La spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) permet de fragmenter les ions précurseurs en donnant des ions fragments. Ce...

Analyse des contaminants d’environnement par spectrométrie de masse

Analyse des contaminants d’environnement par spectrométrie de masse Une grande variété de polluant avec le potentiel de causer des dommages aux hommes et les animaux peuvent faire leur chemin à travers l’environnement. Ils peuvent être trouvés dans l’air, l’eau et le sol et peuvent provenir de sources tels que les déchets industriels, les sites d’enfouissement, les pesticides et les produits pharmaceutiques. L’identification de ces contaminants est difficile en raison de la grande variété de composés potentiels avec des compositions chimiques différentes. En outre, il est probable que les contaminants sont produits par la dégradation dont le mécanisme est inconnu, ou par des procédés de transformation tels que l’hydrolyse. La réglementation exige souvent...

Application de la spectrométrie de masse au contrôle de sécurité alimentaire.

Application de la spectrométrie de masse à la sécurité alimentaire. La sécurité alimentaire est un problème grandissant de la santé publique dans tous les pays, la situation est encore plus grave dans les pays en développement. La mondialisation du commerce des aliments a changé les caractéristiques de la production des produits alimentaires. Des produits chimiques et biologiques (tableau 1) interdits ou à quantité limitée sont introduits illégalement dans la production alimentaire, ce qui pose de nombreux problèmes pour la sécurité alimentaire. Parmi ces problèmes, on compte des maladies d’origine alimentaire dues aux agents pathogènes microbiens, aux biotoxines et aux polluants chimiques. L’usage de pesticides au stade de la production et de l’entreposage des aliments, provoq...

La spectrométrie de masse appliquée à l’antidopage

Application de la spectrométrie de masse dans le domaine antidopage À l’origine, la lutte antidopage était principalement menée par le comité olympique. C’est en 1999 qu’a été mise en place l’Agence mondiale antidopage (Word Anti-Doping Agency WADA). Cet organisme international est reconnu par toutes les associations sportives. On compte actuellement trente-quatre (34) laboratoires accrédités par WADA dans le monde habiletés à effectuer des analyses d’échantillons de contrôle du dopage. De nombreux autres laboratoires ont exprimé leur intérêt d’entamer le processus d’accréditation de WADA. L’une des difficultés d’analyses antidopage réside dans l’identification d’une molécule parmi de nombreuses molécules, et la molécule en question se trouve très souvent en faible quanti...

Fast Atom Bombardment (FAB)

Fast Atom Bombardment (FAB) The FAB source was developed by Barber et al in the 1980s and is also known as Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry (LSIM). The FAB principle consists in bombarding the sample in the solid or liquid state by a beam of primary ions or fast atoms. The primary ions are formed by the electronic impact source (Figure 1), the molecules used are often rare gases such as Argon (Ar) or Xenon (Xe). The FAB source is a soft ionization source, its use preserves the surface of the sample. Figure 1: Fast Atoms Bombardment (FAB) ion source diagram Figure 1 shows the diagram of the source of FAB ions, Argon molecules are introduced into the reduced pressure chamber where they are ionized by the ionization source. The ions formed are pulsed towards the collision chamber and th...

Electron Ionization

Electron Ionization (IE) is the oldest ion source developed for mass spectrometry, it has been invented by Dempster since 1918. This ionization source was the most common and widely used in coupling with gas chromatography, because this ion source allows to ionize compounds in gas phase, the molecules are ionized directly in their gaseous states. However, it does not allow to ionize directly molecules from liquid phase, moreover the later must be thermostable because the ion source operates at high temperature. The ions produced by this source are very energetic, they often present fragmentation allowing to probe the structure of the molecules on the other hand, the molecular ions are few or not present at all because of the internal energy transmitted by the kinetic energy of the electron...

Atmospheric Pressure Photoionization (APPI)

Atmospheric Pressure Photoionization (APPI) Photoionization at atmospheric pressure (APPI) has been introduced as a detection method for gas chromatography (GC). Technically the APPI source is considered APCI by changing the corona discharge by a photon lamp [1]. It consists in using a discharge lamp that generates photons having the wavelength in the ultraviolet range. If photons are absorbed by molecules that have ionization energy (IE), which is less than photon energy, ionization of molecules can occur (equation 1). M + hν → M+. + e– (equation 1) Another reaction path can take place, if a carrier gas, such as nitrogen, is used, which strongly absorbs the far UV radiation (equation 2, 3):  N2 + hv → N2* (equation 2)  N2* + M → N2 + M+. + e– (equation 3) Instead of nitrogen, ...

MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)

The MALDI ion source is an analytical technique for soft ionization of molecules from solid state, thus non-volatile high molecular weight molecules are easily analyzed. This ion source was invented in 1984[1] by Karas and his colleagues[2]. In 2002 Tanaka and his colleagues received the Nobel Prize for their work about MALDI, demonstrating that a protein could be ionized by the laser using a suitable matrix. This Nobel Prize attribution have been much discussed, because most scientists in mass spectrometry field believe that the Nobel Prize should have been attributed to Karas for his work in development of MALDI. Before MALDI, several ionization techniques have been invented to analyze biomolecules without much success, either the source is too energetic or it is not sensitive enough. Th...

Métabolomique

La métabolomique et spectrométrie de masse. La métabolomique est l’analyse de l’ensemble des petites molécules d’un système vivant (généralement la masse moléculaire est inférieure à 1500 Da). Le terme métabolomique est une dérivée de la métabolome qui fait référence à tous les métabolites contenus dans un système biologique, organisme, type cellulaire ou fluide biologique comme l’urine, la salive ou le plasma. Le terme métabolite inclut toutes les molécules de petite taille, comme des acides aminés, des sucres, des alcools, les phosphates de sucre, des amines, des acides gras, des lipides polaires, des hormones et vitamines, ainsi que des métabolites spécialisés, comme les composés phénoliques, flavonoïdes, monoterpènes, sesquiterpènes, polykétides, alcaloïdes, y compris les xénobiotiques...

La protéomique et spectrométrie de masse

La spectrométrie de masse et protéomique La protéomique a pour but d’identifier et de quantifier les protéines présentes dans un échantillon biologique afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires dans une cellule[1]. La spectrométrie de masse a été largement utilisée pour analyser des échantillons biologiques et a évoluée pour devenir un outil indispensable pour la recherche en protéomique. Le développement récent de nouveaux spectromètres de masse comme Orbitrap et de nouvelles méthodes de dissociation telles que le transfert d’électrons dissociation (ETD)[2] ont rendu accessible à de nouveaux domaines d’application en protéomique. Bien que la stratégie protéomique bottom-up (analyse des mélanges de peptides protéolytiques) soit la plus utilisée par son efficacement e...

Chemical ionization and Atmospheric-pressure chemical ionization (APCI)

Chemical ionization and  APCI Chemical ionization (CI) [1] [2] is a complementary method of electron ionization (IE). Since the ion source electron ionization is too energetic, causing too much fragmentation of molecular ions, therefore, the information of the molecular weight may be missing. The basic principle of chemical ionization is to ionize neutral molecules (methane, butane, ammonia …) by electron impact ionization. Once the molecules are ionized, they exchange the charge with the analytes. In this way, the analytes are protected from the electron beam, so chemical ionization is a gentle method compared to the electron ionization. CI ion sources are very similar to IE source, in fact, modern ion sources are built by combining EI/CI and can switch easily. Positive ion formatio...

Détecteurs destructifs, spectrométrie de masse

Les détecteurs destructifs Les détecteurs destructifs sont des compteurs et amplificateurs signaux des ions, ils permettent de transformer  un courant ionique faible en un signal mesurable. Il faut noter que, les détecteurs destructifs ne permettent pas de mesurer directement la masse sur charge des ions, ils ne peuvent que fournir des informations sur le temps d’arrivage des ions au détecteur et l’intensité du parquet d’ions. C’est au système informatique qui détermine la masse sur charge (m/z) en fonction du temps d’arrivage au détecteur et les paramètres de l’analyseur. Contrairement au détecteur non destructif qui permet la survie des ions pendant et après la détection, les détecteurs destructifs déchargent les ions en les détectant. En général, ces détecteurs viellent mal car la surfa...

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