2) соотношению массы иона к его заряду (+)
3) степени диссоциации соединения на ионы
4) соотношению заряда иона к его массе
Правильный ответ — соотношение массы иона к его заряду, или m/z. После ионизации молекулы образуются частицы с определённой массой и числом элементарных зарядов. Анализатор масс-спектрометра разделяет и регистрирует их по величине m/z: в электрическом и магнитном полях траектория и скорость движения иона зависят именно от этого показателя. Знак заряда определяет полярность режима регистрации и направление воздействия поля, но сам по себе не является критерием разделения.
Различные типы анализаторов реализуют этот принцип неодинаково: квадруполь фильтрует ионы по устойчивости траектории, времяпролётный анализатор сопоставляет m/z со временем пролёта, магнитный сектор — с радиусом отклонения, а Orbitrap — с частотой осцилляций иона. Поэтому на масс-спектре по оси абсцисс откладывают m/z, а интенсивность пика отражает относительное содержание соответствующего иона. Ионы одного вещества могут иметь разные значения m/z, если несут различное число зарядов, что особенно важно при анализе белков и пептидов.
Величина и знак заряда являются лишь характеристиками иона, а степень диссоциации описывает процесс его образования, но не параметр сортировки в анализаторе. Соотношение заряда к массе представляет собой величину, обратную m/z, и в стандартной масс-спектрометрии не используется как основная шкала. Идентификация соединения дополнительно опирается на точную массу, изотопный профиль, наличие аддуктов и спектр фрагментных ионов при тандемной масс-спектрометрии.
| Тип иона или сигнал | Пример обозначения | Особенность значения m/z | Диагностическое значение |
|---|---|---|---|
| Однозарядный положительный ион | [M+H]+ | m/z приблизительно соответствует массе молекулы с присоединённым протоном | Характерен для электроспрей-ионизации многих лекарственных веществ и метаболитов |
| Многозарядный положительный ион | [M+nH]n+ | При увеличении числа зарядов m/z уменьшается относительно молекулярной массы | Позволяет регистрировать крупные белки и пептиды в доступном диапазоне анализатора |
| Однозарядный отрицательный ион | [M−H]− | Регистрируется в отрицательном режиме по соответствующему значению m/z | Информативен для кислотных соединений, фосфатов, органических кислот и некоторых липидов |
| Аддуктный ион | [M+Na]+, [M+NH4]+ | m/z включает массу молекулы и присоединённого катиона или другого компонента | Учитывается при интерпретации спектра, чтобы не принять аддукт за отдельное вещество |
| Изотопный пик | M, M+1, M+2 | Отличается от основного пика из-за природного содержания тяжёлых изотопов | Изотопный рисунок помогает подтвердить элементный состав и наличие, например, хлора или брома |
| Фрагментный ион | Продукт распада прекурсора | Имеет собственное значение m/z, отличное от значения исходного иона | В MS/MS используется для структурной идентификации и количественного определения аналита |
| Разделение в анализаторе | Квадруполь, TOF, Orbitrap, магнитный сектор | Разные физические методы, но общий измеряемый параметр — m/z | Определяет разрешение, массовую точность, диапазон масс и аналитические возможности метода |
В клинической лабораторной диагностике измерение m/z лежит в основе определения лекарственных препаратов, гормонов, стероидов, аминокислот, органических кислот и метаболитов. Количественный результат обычно получают сравнением сигнала аналита с внутренним стандартом, часто изотопно-меченным. Высокое разрешение и точная масса повышают специфичность анализа, но окончательная идентификация требует совокупной оценки времени удерживания, изотопного профиля и фрагментации. Такой подход особенно важен при подтверждении низких концентраций веществ в сложных биологических матрицах.