Як зважити молекулу: мас-спектрометрія в біохімії

Людина давно цікавиться тим, з яких речовин складаються відомі їй речі. Наука пропонує широкий арсенал інструментів для аналізу будь-яких об’єктів — від питної води до далеких зірок. Але найскладніше визначити з чого складається живі організми, оскільки кожна клітина містить десятки і сотні тисяч найрізноманітніших речовин. Сучасні хімія та фізика розробили багато методів аналізу біологічних молекул, один з найпотужніших — мас-спектрометрія.

Визначення молекулярної маси біоорганічних сполук є важливою складовою роботи сучасного біохіміка. Молекулярна маса — це сукупність мас всіх атомів які утворюють дану молекулу. В свою чергу, атомна маса — це сукупність мас усіх протонів, нейтронів та електронів даного атому. Її часто вимірюють у відносних одиницях — дальтонах (Dа). Якшо молекулярна маса сполуки відома з високою точністю, то цій масі може відповідати лише певна обмежена кількість комбінацій атомів. Наприклад, aмінокислота аланін має наступний хімічний склад: С3Н7NО2. Молекулярна маса аланіну відповідно складаєтся із двох мас вуглецю, семи мас водню, маси азоту і двох мас кисню. Високоточні маси елементів є табличними даними, отже молекулярна маса аланіну: (3*12 Da) + (7*1,0078250321 Da) + (14,0030740052 Da) + (2*15,9949146221 Da) = 89,04791186942 Da. Але і навпаки молекулярній масі 89,04791186942 Da відповідає (шляхом перебору) лише одна комбінація атомів: С3Н7NО2 — лише сума цих атомарних мас дає 89,04791186942 Da. Отже, можливість дуже точно визначити масу молекули дає цінну інформацію щодо ії ідентіфікації. Визначення молекулярних мас проводять за допомогою мас-спектрометрів. «Золотим стандартом» мас-спектромeтрії на сьогодні є мас-спектрометричний детектор Orbitrap.

За матеріалами: my.science.ua

Leave a Comment