La spectrométrie de masse en tandem est une technique chimique qui utilise une machine pour évaluer les niveaux de différentes substances dans un échantillon. Il y parvient en décomposant les composants moléculaires de l’échantillon en petits morceaux et en mesurant la masse de ces morceaux. La spectrométrie de masse en tandem est une méthode de diagnostic médical utile, car de nombreuses conditions produisent un profil distinctif de molécules biologiques. Bien que la technique ait d’autres applications, son utilisation la plus largement reconnue est le diagnostic d’affections congénitales chez les bébés.
Un spectromètre de masse est suffisamment sensible pour évaluer avec précision la masse d’une molécule, jusqu’au niveau atomique. Les molécules sont de minuscules structures constituées d’atomes collés ensemble. C’est le type et la quantité d’atomes, et la façon dont ils sont disposés dans la molécule, qui dictent ce qu’est la molécule. Une protéine, par exemple, est composée de nombreuses sections plus petites appelées acides aminés, qui à leur tour se divisent en atomes. Une molécule de graisse est constituée de sections plus petites appelées acides gras, qui se divisent également en atomes.
Chaque atome a une masse spécifique, ce qui signifie que les petites molécules comme les acides aminés et les protéines qu’elles constituent ont leur propre masse distinctive. Le spectromètre de masse peut mesurer la masse des molécules à un niveau très sensible en évaluant comment il réagit à la charge électrique, qui se rapporte à la masse. Il traduit ensuite ces masses en substances, à l’aide d’un ordinateur. Un analyste peut donc saisir un échantillon dans la machine et attendre que la technique de spectrométrie de masse en tandem lui donne un résultat.
Bien que ce soit l’idée générale d’un spectromètre de masse, à l’intérieur de l’unité de spectrométrie de masse en tandem, des processus plus complexes sont en cours. La machine est en fait composée de deux ou plusieurs spectromètres de masse, d’où la description en tandem. Le premier spectromètre sépare les composants de l’échantillon et évalue leurs masses, mais envoie ensuite ces molécules séparées dans un segment du spectromètre de masse en tandem appelé cellule de collision. Dans la section des cellules de collision, qui se situe entre le premier et le deuxième spectromètre de masse de l’unité, les molécules se brisent en morceaux. Ces pièces passent ensuite dans le deuxième spectromètre, qui analyse la masse.
Les informations recueillies par la machine à partir de la technique de spectrométrie de masse en tandem sont traduites en noms de molécules pour l’analyste. Les scientifiques médicaux savent que certaines conditions présentent un profil caractéristique de molécules biologiques, dans un échantillon tel que le sang. Une comparaison d’un échantillon à un profil connu peut aider un médecin à diagnostiquer certaines conditions, telles que les nouveau-nés ayant des problèmes de métabolisme.
Plus d’une condition peut être reconnaissable à partir d’un seul cycle de spectrométrie de masse en tandem, ce qui représente un avantage de gain de temps et d’argent pour la technique par rapport aux tests qui n’identifient qu’une condition à la fois. Des exemples de problèmes médicaux identifiables grâce à cette forme de spectrométrie de masse comprennent la phénylcétonurie, une maladie qui peut entraîner une déficience intellectuelle si elle n’est pas traitée, et la galactosémie, qui peut être mortelle pour les bébés.