Orbitrap

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Orbitrap - częściowy przekrój. Zdjęcie zrobiono w zakładach produkujących spektrometry mas, Thermo Scientific, Brema, Niemcy

Orbitrap – analizator masy skonstruowany przez Alexandra Makarova, stosowany w spektrometrach mas. Orbitrap zbudowany jest z dwóch elektrod zewnętrznych i jednej elektrody wewnętrznej (centralnej) pomiędzy którymi poruszają się jony. Elektrody zewnętrzne mają kształt zwężających się na jednym z końców beczek. Elektrody te są ustawione szerszymi końcami do siebie. Wrzecionowata elektroda wewnętrzna umieszczona jest w środku urządzenia, jej oś symetrii pokrywa się z osiami symetrii elektrod zewnętrznych[1].

Wiązka jonów wprowadzana jest do analizatora przez otwór w elektrodzie zewnętrznej. Natychmiast po wprowadzeniu jonów do analizatora pomiędzy elektrodą centralną i elektrodami zewnętrznymi przykładany jest potencjał elektryczny o napięciu kilku kV (w najnowszych konstrukcjach 4,5 kV). Jony poruszają się dookoła elektrody wewnętrznej do której są przyciągane. Odpowiednia prędkość jonów pozwala na utrzymanie ich w ruchu wokół elektrody centralnej. Jony mogą być utrzymywane w analizatorze przez pewien czas, tak więc analizator ten jest pułapką jonową[1].

Schemat budowy i działania analizatora Orbitrap. Na czerwono zaznaczono wiązkę jonów ładowanych do analizatora i przestrzeń, w której poruszają się jony

Jony znajdujące się w analizatorze poruszają się dookoła osi analizatora (elektrody wewnętrznej) jednocześnie przemieszczając się wzdłuż osi. Tak więc ruch jonów można rozłożyć na dwie składowe - ruch dokoła osi analizatora oraz ruch wzdłuż analizatora. Jony wprowadzone do analizatora charakteryzują się różną częstotliwością obiegu dookoła osi analizatora oraz częstotliwością oscylacyjnego ruchu wzdłuż analizatora. Częstotliwość oscylacji jonów wzdłuż analizatora jest zależna od stosunku masy do ładunku jonu a jednocześnie nie zależy od energii jonu czy kąta pod którym został on wprowadzany do komory urządzenia. Powoduje to powstanie pierścieni jonów o określonym stosunku masy do ładunku poruszających się wzdłuż analizatora. Pomiar częstotliwości ruchu jonów wzdłuż analizatora pozwala na określenie stosunku masy do ładunku jonu[1].

Analizatory typu Orbitrap charakteryzują się dużą rozdzielczością (obecnie do 350 000 przy stosunku masy do ładunku 524 Th[2]) i dokładnością pomiaru masy. Analizatory te podobnie jak analizatory FT-ICR są często stosowane w tandemowych spektrometrach mas[3][4][5][6].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 A. Makarov. Electrostatic axially harmonic orbital trapping: a high-performance technique of mass analysis. „Anal Chem”. 72 (6), s. 1156-62, Mar 2000. PMID 10740853. 
  2. A. Makarov, E. Denisov, O. Lange. Performance evaluation of a high-field Orbitrap mass analyzer.. „J Am Soc Mass Spectrom”. 20 (8), s. 1391-6, Aug 2009. doi:10.1016/j.jasms.2009.01.005. PMID 19216090. 
  3. Michaela Scigelova, Alexander Makarov. Orbitrap Mass Analyzer – Overview and Applications in Proteomics. „Practical Proteomics”. 1–2, 2006. doi:10.1002/pmic.200600528. 
  4. A. Makarov, E. Denisov, A. Kholomeev, W. Balschun i inni. Performance evaluation of a hybrid linear ion trap/orbitrap mass spectrometer.. „Anal Chem”. 78 (7), s. 2113-20, Apr 2006. doi:10.1021/ac0518811. PMID 16579588. 
  5. A. Michalski, E. Damoc, JP. Hauschild, O. Lange i inni. Mass spectrometry-based proteomics using Q Exactive, a high-performance benchtop quadrupole Orbitrap mass spectrometer.. „Mol Cell Proteomics”. 10 (9), s. M111.011015, Sep 2011. doi:10.1074/mcp.M111.011015. PMID 21642640. 
  6. MW. Senko, PM. Remes, JD. Canterbury, R. Mathur i inni. Novel parallelized quadrupole/linear ion trap/Orbitrap tribrid mass spectrometer improving proteome coverage and peptide identification rates.. „Anal Chem”. 85 (24), s. 11710-4, Dec 2013. doi:10.1021/ac403115c. PMID 24251866.