Ein Massenspektrometer ist ein Instrument, das häufig verwendet wird, um die Masse von Molekülen zu messen, das bei der Identifizierung der Verbindungen in einer Probe helfen kann. Geladene Teilchen, sogenannte Ionen, werden aus der Probe freigesetzt und analysiert. Ein Instrument mit mehreren Analysatoren wird als Tandem-Massenspektrometer (MS/MS) bezeichnet. Es ist normalerweise in der Lage, Moleküle und Ionen zu fragmentieren und wird häufig zur Identifizierung von Proteinen und anderen organischen Substanzen verwendet. Das Instrument kann Spektrometer eines einzigen Typs umfassen oder mehrere davon kombinieren; manchmal werden zwei, drei oder vier Analysatoren eingebaut.
Ein Molekül- oder Proteintyp kann durch ein Magnetfeld in einem Tandem-Massenspektrometer isoliert werden. Dazu kann der erste Analysator verwendet werden. Ionen werden oft durch einen zweiten Analysator stabilisiert, bevor die Moleküle einem Gas ausgesetzt werden. Kollisionen auf molekularer Ebene führen dazu, dass die Partikel in Fragmente zerfallen, die von einem dritten Analysator detektiert werden. Obwohl es mehrere Methoden zum Fragmentieren von Molekülen gibt, kann manchmal ein Analysator mit einer Quadrupol-Ionenfalle verwendet werden, die Ionen elektrischen Feldern aussetzt und sie aus einem Hochfrequenzfeld ausstößt.
Der Detektor eines Tandem-Massenspektrometers verfolgt typischerweise die ionische Aktivität. Es erzeugt dann ein Signal, das an ein Computersystem gesendet wird, das die Daten speichert. Eine grafische Darstellung wird im Allgemeinen verwendet, um anzuzeigen, was in der Probe enthalten ist und wie die Molekülmasse jeder Substanz ist. Das Diagramm kann auch die Menge jedes Molekül- oder Proteintyps in der Probe anzeigen. Es gibt verschiedene Arten von Detektoren, die in einem MS/MS verwendet werden können, darunter Photomultiplier, die elektromagnetische Energie detektieren, oder Elektronenvervielfacher, bei denen es sich um Vakuumröhren handelt, die Elektronen kollidieren, um den Strom zu verstärken.
Mit einem Tandem-Massenspektrometer können verschiedene Arten von Experimenten durchgeführt werden. Eine übliche Methode ist typischerweise die Einzelmassenüberwachung, bei der der erste Analysator die Partikelart durchlässt, während der zweite nach einem bestimmten Fragment sucht. Die Mehrfachreaktionsüberwachung beinhaltet die Verfolgung verschiedener Arten von Ionenfragmenten durch den zweiten Analysator. Diese werden beide häufig in pharmazeutischen Studien verwendet, während Vorläufer-Ionen-Scan-Experimente im Allgemeinen dazu beitragen, Ionenverluste und unbekannte molekulare Komponenten zu erkennen.
Das Tandem-Massenspektrometer kann auch als metabolisches Screening-Tool verwendet werden. Es wurde verwendet, um neugeborene Erkrankungen zu finden, die mit Proteinen zusammenhängen, die als Aminosäuren bezeichnet werden. Blut-, Schilddrüsen- und Stoffwechselerkrankungen können durch die Analyse von Blutproben mit MS/MS in Labors nachgewiesen werden.