Un espectrómetro de masas (MS) es un instrumento electrónico que se utiliza para identificar la estructura química. En la mayoría de los procedimientos de espectrometría de masas, las moléculas se bombardean eléctricamente, lo que produce ionización con fragmentación. Luego, los fragmentos se aceleran magnéticamente hacia dispositivos de detección y registro, lo que da como resultado picos e intensidades específicas que los investigadores pueden estudiar como una especie de «huella dactilar molecular». El espectrómetro de masas por electropulverización (EMS) funciona de manera diferente, sin provocar fragmentación. Esto lo hace invaluable en el estudio de grandes especies o macromoléculas.
Si lo único que se necesita determinar es un enlace químico simple, probablemente no será necesario el uso de un espectrómetro de masas por electropulverización. Sin embargo, para moléculas más grandes como los péptidos, la forma molecular y el plegamiento molecular, incluso la interacción molecular con las moléculas circundantes, son igualmente importantes. En tales casos, es esencial que la molécula permanezca sin fragmentar. La delicadeza necesaria exige el uso de un espectrómetro de masas por electropulverización, que no requiere el uso de altas temperaturas o vacío.
Cuando se usa un espectrómetro de masas por electropulverización, primero se disuelve una muestra macromolecular pura en un sistema solvente, que luego se inyecta mediante una aguja de calibre estrecho en un campo eléctrico de alto voltaje. El solvente, en lugar del soluto, recibe la peor parte del bombardeo. A medida que el líquido alcanza un nivel crítico de carga, la solución se rompe violentamente en gotitas del tamaño de un aerosol, su carga hace que se repelan individualmente entre sí. Pronto las gotitas se evaporan, depositando sus múltiples cargas sobre las moléculas aún intactas, que a través de la repulsión intermolecular se extienden. En este estado se puede estudiar y determinar su estructura, incluso en niveles altos de complejidad.
El primer espectro de proteínas intactas exitoso fue producido en 1989 por investigadores de la Universidad de Yale en Connecticut. El avance en la técnica EMS fue rápido, y en 1996 la química Carol Robinson detectó picos espectrales que podrían estar asociados, no solo con una sola estructura, sino con un complejo de proteína con coenzima. Una mejora importante desde entonces es el acoplamiento del espectrómetro de masas por electropulverización con el análisis de tiempo de vuelo (TOF). El enfriamiento por colisión lleva incluso esa mejora un paso más allá al reducir la fragmentación de inmensas estructuras producidas por el calor.
Una dificultad experimentada en las determinaciones con espectrómetro de masas por electropulverización es la introducida por isótopos elementales. Esto se debe a que los picos dependen de la relación masa / carga. La masa de un fragmento o una molécula, dividida por el número de cargas discretas que lleva, determina la ubicación. Los diferentes isótopos elementales contribuyen con diferentes masas, quizás la variación más crítica es la que existe entre el carbono-12 y el carbono-13. Por esta razón, las muestras de moléculas complejas deben ser monoisotópicas si es posible.