टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री

टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री, जिसे MS/MS या MS के रूप में भी जाना जाता है2, वाद्य विश्लेषण में एक तकनीक है जहां दो या दो से अधिक मास स्पेक्ट्रोमेट्री को एक अतिरिक्त प्रतिक्रिया चरण का उपयोग करके एक साथ जोड़ा जाता है ताकि उनकी क्षमताओं को विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान रासायनिक नमूनों में बढ़ाया जा सके। अग्रानुक्रम एमएस का एक सामान्य उपयोग प्रोटीन और पेप्टाइड्स जैसे जैव अणुओं का विश्लेषण है।

किसी दिए गए नमूने के अणु आयनीकरण होते हैं और पहला स्पेक्ट्रोमीटर (निर्दिष्ट MS1) इन आयनों को उनके द्रव्यमान-से-चार्ज अनुपात (अक्सर m/z या m/Q के रूप में दिया जाता है) द्वारा अलग करता है। MS1 से आने वाले एक विशेष m/z-अनुपात के आयनों का चयन किया जाता है और फिर उन्हें छोटे विखंडन (द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री) में विभाजित किया जाता है, उदा। टक्कर-प्रेरित पृथक्करण द्वारा, गैस-चरण आयन रसायन | आयन-अणु प्रतिक्रिया, या photodissociation इन अंशों को फिर दूसरे मास स्पेक्ट्रोमीटर (MS2) में पेश किया जाता है, जो बदले में टुकड़ों को उनके m/z-अनुपात विखंडन (मास स्पेक्ट्रोमेट्री) # डिटेक्टर द्वारा अलग करता है। विखंडन कदम उन आयनों को पहचानना और अलग करना संभव बनाता है जिनके पास नियमित द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में बहुत समान एम/जेड-अनुपात होते हैं।

संरचना
विशिष्ट टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री इंस्ट्रूमेंटेशन सेटअप में ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर (QqQ), मल्टी-सेक्टर मास स्पेक्ट्रोमीटर, क्वाड्रुपोल-टाइम ऑफ फ्लाइट (Q-TOF), फूरियर ट्रांसफॉर्म आयन साइक्लोट्रॉन रेजोनेंस मास स्पेक्ट्रोमीटर और हाइब्रिड मास स्पेक्ट्रोमीटर शामिल हैं।

ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर
ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर मास फिल्टर के रूप में पहले और तीसरे क्वाड्रुपोल का उपयोग करते हैं। जब विश्लेषण दूसरे चतुर्भुज से गुजरते हैं, तो विखंडन गैस के साथ टकराव के माध्यम से आगे बढ़ता है।

चौगुना-उड़ान का समय (क्यू-टीओएफ)
क्यू-टीओएफ मास स्पेक्ट्रोमीटर टीओएफ और क्वाड्रुपोल उपकरणों को जोड़ता है, जो उत्पाद आयनों के लिए उच्च द्रव्यमान सटीकता, सटीक मात्रा क्षमता और विखंडन प्रयोग प्रयोज्यता का कारण बनता है। यह द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री का एक तरीका है जो आयन विखंडन (एम/जेड) अनुपात उड़ान माप के समय के माध्यम से निर्धारित किया जाता है।

हाइब्रिड मास स्पेक्ट्रोमीटर
हाइब्रिड मास स्पेक्ट्रोमीटर में दो से अधिक मास एनालाइजर होते हैं।

इंस्ट्रुमेंटेशन
बड़े पैमाने पर विश्लेषण पृथक्करण के कई चरणों को अलग-अलग मास स्पेक्ट्रोमीटर तत्वों के साथ अंतरिक्ष में अलग किया जा सकता है या एमएस चरणों के साथ एकल द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके समय में अलग किया जा सकता है। अंतरिक्ष में अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए, विभिन्न तत्वों को अक्सर शॉर्टहैंड में नोट किया जाता है, जिससे मास स्पेक्ट्रोमेट्री का प्रकार # मास चयन का उपयोग किया जाता है।

अंतरिक्ष में अग्रानुक्रम
अंतरिक्ष में अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री में, पृथक्करण तत्व भौतिक रूप से अलग और अलग होते हैं, हालांकि निर्वात बनाए रखने के लिए तत्वों के बीच एक भौतिक संबंध होता है। ये तत्व सेक्टर मास स्पेक्ट्रोमीटर, क्वाड्रुपोल मास विश्लेषक  या टाइम-ऑफ-फ्लाइट हो सकते हैं। कई चतुष्कोणों का उपयोग करते समय, वे द्रव्यमान विश्लेषक और टक्कर कक्ष दोनों के रूप में कार्य कर सकते हैं।

मास एनालाइजर के लिए सामान्य संकेतन Q - क्वाड्रुपोल मास एनालाइजर है; क्यू - आकाशवाणी आवृति  टक्कर चौगुनी; टीओएफ - टाइम-ऑफ-फ्लाइट मास स्पेक्ट्रोमेट्री|टाइम-ऑफ-फ्लाइट मास एनालाइजर; बी - चुंबकीय क्षेत्र, और ई - विद्युत क्षेत्र। विभिन्न हाइब्रिड उपकरणों को इंगित करने के लिए संकेतन को जोड़ा जा सकता है, उदाहरण के लिए QqQ' - ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर; क्यूटीओएफ - क्वाड्रुपोल टाइम-ऑफ-फ्लाइट मास स्पेक्ट्रोमीटर (क्यूटीओएफ भी); और BEBE - चार-सेक्टर (रिवर्स ज्योमेट्री) मास स्पेक्ट्रोमीटर।

समय में अग्रानुक्रम
समय में अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री करके, एक ही स्थान पर फंसे हुए आयनों के साथ पृथक्करण पूरा किया जाता है, जिसमें समय के साथ कई पृथक्करण चरण होते हैं। इस तरह के विश्लेषण के लिए चौगुना आयन जाल या फूरियर रूपांतरण आयन साइक्लोट्रॉन अनुनाद (FTICR) उपकरण का उपयोग किया जा सकता है। ट्रैपिंग यंत्र विश्लेषण के कई चरण कर सकते हैं, जिसे कभी-कभी एमएस कहा जाता हैएन (एमएस से एन)। अक्सर चरणों की संख्या, n, इंगित नहीं की जाती है, लेकिन कभी-कभी मान निर्दिष्ट किया जाता है; उदाहरण के लिए एम.एस3 अलगाव के तीन चरणों को इंगित करता है। समय के साथ-साथ एमएस यंत्र अगले वर्णित मोड का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन आम तौर पर पूर्ववर्ती आयन स्कैन और पूरे स्पेक्ट्रम के मूल आयन स्कैन से सभी जानकारी एकत्र करते हैं। प्रत्येक वाद्य विन्यास सामूहिक पहचान की एक अनूठी विधा का उपयोग करता है।

अंतरिक्ष एमएस/एमएस मोड में अग्रानुक्रम
जब अग्रानुक्रम एमएस अंतरिक्ष डिजाइन के साथ किया जाता है, तो उपकरण को विभिन्न प्रकार के तरीकों में से एक में काम करना चाहिए। कई अलग-अलग अग्रानुक्रम MS/MS प्रायोगिक सेटअप हैं और प्रत्येक मोड के अपने अनुप्रयोग हैं और विभिन्न जानकारी प्रदान करते हैं। अंतरिक्ष में टेंडेम एमएस दो उपकरण घटकों के युग्मन का उपयोग करता है जो समान द्रव्यमान स्पेक्ट्रम रेंज को मापते हैं लेकिन अंतरिक्ष में उनके बीच नियंत्रित विभाजन के साथ, जबकि समय में टेंडेम एमएस में आयन जाल का उपयोग शामिल होता है।

MS/MS का उपयोग करते हुए चार मुख्य स्कैन प्रयोग संभव हैं: अग्रदूत आयन स्कैन, उत्पाद आयन स्कैन, तटस्थ हानि स्कैन और चयनित प्रतिक्रिया निगरानी।

अग्रदूत आयन स्कैन के लिए, उत्पाद आयन को दूसरे द्रव्यमान विश्लेषक में चुना जाता है, और अग्रदूत द्रव्यमान को पहले द्रव्यमान विश्लेषक में स्कैन किया जाता है। ध्यान दें कि अग्रदूत आयन माता-पिता आयन का पर्याय है और उत्पाद आयन बेटी आयन के साथ; हालाँकि इन मानवरूपी शब्दों के उपयोग को हतोत्साहित किया जाता है। एक उत्पाद आयन स्कैन में, पहले चरण में एक अग्रदूत आयन का चयन किया जाता है, जिसे विखंडित करने की अनुमति दी जाती है और फिर सभी परिणामी द्रव्यमानों को दूसरे द्रव्यमान विश्लेषक में स्कैन किया जाता है और दूसरे द्रव्यमान विश्लेषक के बाद स्थित डिटेक्टर में पता लगाया जाता है। यह प्रयोग आमतौर पर अग्रानुक्रम एमएस द्वारा परिमाणीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले संक्रमणों की पहचान करने के लिए किया जाता है।

न्यूट्रल लॉस स्कैन में, पहला मास एनालाइजर सभी लोगों को स्कैन करता है। दूसरा मास एनालाइजर भी स्कैन करता है, लेकिन पहले मास एनालाइजर से एक सेट ऑफसेट पर। यह ऑफ़सेट एक तटस्थ हानि से मेल खाता है जो आमतौर पर यौगिकों के वर्ग के लिए मनाया जाता है। निरंतर-तटस्थ-नुकसान स्कैन में, निर्दिष्ट सामान्य तटस्थ के नुकसान से गुजरने वाले सभी अग्रदूतों की निगरानी की जाती है। इस जानकारी को प्राप्त करने के लिए, दोनों द्रव्यमान विश्लेषक एक साथ स्कैन किए जाते हैं, लेकिन एक द्रव्यमान ऑफसेट के साथ जो निर्दिष्ट तटस्थ के द्रव्यमान से संबंधित होता है। अग्रदूत-आयन स्कैन के समान, यह तकनीक एक मिश्रण में निकट संबंधी यौगिकों के वर्ग की चयनात्मक पहचान में भी उपयोगी है।

चयनित प्रतिक्रिया निगरानी में, दोनों द्रव्यमान विश्लेषक एक चयनित द्रव्यमान पर सेट होते हैं। यह मोड एमएस प्रयोगों के लिए चयनित आयन मॉनिटरिंग के अनुरूप है। एक चयनात्मक विश्लेषण मोड, जो संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।

विखंडन
द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री को अग्रानुक्रमित करने के लिए गैस-चरण आयनों का विखंडन आवश्यक है और द्रव्यमान विश्लेषण के विभिन्न चरणों के बीच होता है। आयनों को खंडित करने के लिए कई विधियों का उपयोग किया जाता है और इनके परिणामस्वरूप विभिन्न प्रकार के विखंडन हो सकते हैं और इस प्रकार अणु की संरचना और संरचना के बारे में अलग-अलग जानकारी मिलती है।

इन-सोर्स विखंडन
अक्सर, द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के भीतर टुकड़े करने के लिए पर्याप्त आंतरिक ऊर्जा के साथ परिणामी आयनों को छोड़ने के लिए आयनीकरण प्रक्रिया पर्याप्त रूप से हिंसक होती है। यदि उत्पाद आयन ऑटो-पृथक्करण से पहले मध्यम समय के लिए अपने गैर-संतुलन अवस्था में बने रहते हैं, तो इस प्रक्रिया को मेटास्टेबल विखंडन कहा जाता है। नोजल-स्किमर विखंडन आमतौर पर इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण आधारित उपकरणों पर नोजल-स्किमर क्षमता को बढ़ाकर इन-सोर्स विखंडन के उद्देश्यपूर्ण प्रेरण को संदर्भित करता है। हालांकि इन-सोर्स विखंडन विखंडन विश्लेषण के लिए अनुमति देता है, यह तकनीकी रूप से अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री नहीं है जब तक कि मेटास्टेबल आयनों का बड़े पैमाने पर विश्लेषण या ऑटो-विघटन से पहले चयन नहीं किया जाता है और परिणामी टुकड़ों पर विश्लेषण का दूसरा चरण किया जाता है। एन्हांस्ड इन-सोर्स फ्रैगमेंटेशन एनोटेशन (ईआईएसए) तकनीक के उपयोग के माध्यम से अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के बदले इन-सोर्स विखंडन का उपयोग किया जा सकता है, जो विखंडन उत्पन्न करता है जो सीधे मिलकर मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा से मेल खाता है। ईआईएसए द्वारा देखे गए अंशों में पारंपरिक टुकड़ों की तुलना में उच्च संकेत तीव्रता होती है जो अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर की टक्कर कोशिकाओं में नुकसान का सामना करते हैं। EISA MS1 मास एनालाइजर जैसे टाइम-ऑफ-फ्लाइट और सिंगल क्वाड्रुपोल इंस्ट्रूमेंट्स पर विखंडन डेटा अधिग्रहण को सक्षम बनाता है। छद्म एमएस में विखंडन के दो चरणों की अनुमति देने के लिए इन-सोर्स विखंडन का उपयोग अक्सर अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (पोस्ट-सोर्स विखंडन के साथ) के अलावा किया जाता है।3-प्रयोग का प्रकार।

टक्कर-प्रेरित पृथक्करण
पोस्ट-स्रोत विखंडन अक्सर एक सामूहिक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री प्रयोग में उपयोग किया जा रहा है। ऊर्जा को आयनों में भी जोड़ा जा सकता है, जो आमतौर पर पहले से ही कंपन से उत्तेजित होते हैं, तटस्थ परमाणुओं या अणुओं के साथ पोस्ट-स्रोत टकराव के माध्यम से, विकिरण का अवशोषण, या एक गुणा आवेशित आयन द्वारा एक इलेक्ट्रॉन के हस्तांतरण या कब्जा। टक्कर-प्रेरित पृथक्करण (CID), जिसे संपार्श्विक रूप से सक्रिय पृथक्करण (CAD) भी कहा जाता है, में गैस चरण में एक तटस्थ परमाणु या अणु के साथ आयन की टक्कर और आयन के बाद के पृथक्करण शामिल हैं। उदाहरण के लिए विचार करें

जहाँ आयन AB+ तटस्थ प्रजाति M से टकराता है और बाद में अलग हो जाता है। इस प्रक्रिया का विवरण टक्कर सिद्धांत द्वारा वर्णित है। अलग-अलग यंत्र विन्यास के कारण, CID के दो मुख्य प्रकार संभव हैं: (i) बीम-प्रकार (जिसमें अग्रदूत आयन उड़ान के दौरान खंडित होते हैं) और (ii) आयन जाल-प्रकार (जिसमें अग्रगामी आयन पहले फंस जाते हैं, और फिर खंडित हो जाते हैं)। CID विखंडन का एक तीसरा और अधिक हालिया प्रकार उच्च-ऊर्जा संपार्श्विक पृथक्करण (HCD) है। एचसीडी एक सीआईडी ​​तकनीक है जो orbitrap मास स्पेक्ट्रोमीटर के लिए विशिष्ट है जिसमें विखंडन आयन ट्रैप के बाहर होता है, यह एचसीडी सेल में होता है (आयन रूटिंग मल्टीपोल नाम के कुछ उपकरणों में)। HCD एक ट्रैप-प्रकार का विखंडन है जिसे बीम-प्रकार की विशेषताओं के लिए दिखाया गया है। स्वतंत्र रूप से उपलब्ध बड़े पैमाने पर उच्च रिज़ॉल्यूशन के अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री डेटाबेस मौजूद हैं (उदाहरण के लिए प्रायोगिक CID MS / MS डेटा के साथ प्रत्येक 850,000 आणविक मानकों के साथ METLIN), और आम तौर पर छोटे अणु पहचान की सुविधा के लिए उपयोग किया जाता है।

इलेक्ट्रॉन कैप्चर और ट्रांसफर के तरीके
जब एक इलेक्ट्रॉन को एक बहु आवेशित आयन में स्थानांतरित किया जाता है या कब्जा कर लिया जाता है तो ऊर्जा विखंडन को प्रेरित कर सकती है।

[[इलेक्ट्रॉन-कब्जा पृथक्करण]]
यदि एक इलेक्ट्रॉन को बहु आवेशित धनात्मक आयन में जोड़ा जाता है, तो कूलम्ब का नियम मुक्त हो जाता है। एक मुक्त इलेक्ट्रॉन जोड़ना इलेक्ट्रॉन-कैप्चर डिसोसिएशन (ECD) कहलाता है, और द्वारा दर्शाया गया है



एक गुणा प्रोटोनेटेड अणु एम के लिए।

इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण हदबंदी
आयन-आयन प्रतिक्रिया के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन को जोड़ने को इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण पृथक्करण (ETD) कहा जाता है। इलेक्ट्रॉन-कब्जा पृथक्करण के समान, ETD इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करके cations (जैसे पेप्टाइड्स या प्रोटीन) के विखंडन को प्रेरित करता है। इसका आविष्कार वर्जीनिया विश्वविद्यालय में डोनाल्ड एफ हंट, जोशुआ कून, जॉन ईपी साइका और जारोड मार्टो ने किया था। ETD मुक्त इलेक्ट्रॉनों का उपयोग नहीं करता है, लेकिन इस उद्देश्य के लिए कट्टरपंथी आयनों (जैसे एन्थ्रेसीन या azobenzene) को नियोजित करता है:



जहां ए आयन है। ETD पेप्टाइड बैकबोन (c और z आयनों) के साथ बेतरतीब ढंग से जुड़ता है जबकि साइड चेन और फॉस्फोराइलेशन जैसे संशोधनों को बरकरार रखा जाता है। तकनीक केवल उच्च आवेश वाले अवस्था आयनों (z>2) ​​के लिए अच्छी तरह से काम करती है, हालांकि टक्कर-प्रेरित पृथक्करण (CID) के सापेक्ष, ETD लंबे पेप्टाइड्स या यहां तक ​​कि संपूर्ण प्रोटीन के विखंडन के लिए फायदेमंद है। यह तकनीक को टॉप-डाउन प्रोटिओमिक्स के लिए महत्वपूर्ण बनाता है। ईसीडी की तरह, ईटीडी पेप्टाइड्स के लिए प्रभावी है, जैसे कि फास्फोरिलीकरण के बाद के संशोधन। इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण और उच्च-ऊर्जा टकराव पृथक्करण (EThcD) एक संयोजन ETD और HCD है जहाँ पेप्टाइड अग्रदूत को शुरू में एक रैखिक आयन ट्रैप में फ्लोरांथीन आयनों के साथ आयन / आयन प्रतिक्रिया के अधीन किया जाता है, जो c- और z- आयन उत्पन्न करता है। दूसरे चरण में ऑर्बिट्रप विश्लेषक में अंतिम विश्लेषण से पहले बी- और वाई-आयन उत्पन्न करने के लिए सभी ईटीडी व्युत्पन्न आयनों पर एचसीडी ऑल-आयन विखंडन लागू किया जाता है। यह विधि आयन उत्पन्न करने के लिए दोहरे विखंडन को नियोजित करती है- और इस प्रकार पेप्टाइड अनुक्रमण और अनुवाद के बाद का संशोधन स्थानीयकरण के लिए डेटा-समृद्ध MS/MS स्पेक्ट्रा।

नकारात्मक इलेक्ट्रॉन-हस्तांतरण पृथक्करण
विखंडन एक अवक्षेपित प्रजाति के साथ भी हो सकता है, जिसमें एक इलेक्ट्रॉन को एक नकारात्मक इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण पृथक्करण (NETD) में प्रजातियों से एक cationic अभिकर्मक में स्थानांतरित किया जाता है:

इस स्थानांतरण घटना के बाद, इलेक्ट्रॉन की कमी वाले आयन आंतरिक पुनर्व्यवस्था और विखंडन (द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री) से गुजरते हैं। NETD इलेक्ट्रॉन-अलगाव पृथक्करण (EDD) का आयन/आयन एनालॉग है।

NETD सी पर रीढ़ की हड्डी के साथ पेप्टाइड और प्रोटीन के टुकड़े के साथ संगत हैα-सी बंधन। परिणामी टुकड़े आमतौर पर एक होते हैं•- और x-प्रकार के उत्पाद आयन।

इलेक्ट्रॉन-डिटेचमेंट हदबंदी
इलेक्ट्रॉन-डिटैचमेंट डिसोसिएशन (EDD) मास स्पेक्ट्रोमेट्री में आयनिक प्रजातियों को खंडित करने की एक विधि है। यह इलेक्ट्रॉन कैप्चर पृथक्करण के लिए एक नकारात्मक काउंटर मोड के रूप में कार्य करता है। मध्यम गतिज ऊर्जा के इलेक्ट्रॉनों के साथ विकिरण द्वारा नकारात्मक रूप से आवेशित आयन सक्रिय होते हैं। परिणाम मूल आयोनिक यौगिक अणु से इलेक्ट्रॉनों की अस्वीकृति है, जो पुनर्संयोजन के माध्यम से पृथक्करण का कारण बनता है।

चार्ज-ट्रांसफर डिसोसिएशन
धनावेशित पेप्टाइड्स और cationic अभिकर्मकों के बीच प्रतिक्रिया, चार्ज ट्रांसफर पृथक्करण (सीटीडी) के रूप में भी जाना जाता है, हाल ही में लो-चार्ज स्टेट (1+ या 2+) पेप्टाइड्स के लिए एक वैकल्पिक उच्च-ऊर्जा विखंडन मार्ग के रूप में प्रदर्शित किया गया है। अभिकर्मक के रूप में हीलियम केशन का उपयोग करते हुए CTD का प्रस्तावित तंत्र है:

प्रारंभिक रिपोर्टें हैं कि CTD रीढ़ की हड्डी C का कारण बनता हैα-C पेप्टाइड्स के विदलन को बांधता है और प्रदान करता है a•- और x-प्रकार के उत्पाद आयन।

फोटोडिसोसिएशन
पृथक्करण के लिए आवश्यक ऊर्जा को फोटॉन अवशोषण द्वारा जोड़ा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप आयन फोटोविघटन होता है और इसके द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाता है



कहाँ $$h\nu$$ आयन द्वारा अवशोषित फोटॉन का प्रतिनिधित्व करता है। पराबैंगनी लेसरों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन जैव अणुओं के अत्यधिक विखंडन का कारण बन सकता है।

अवरक्त मल्टीफोटोन हदबंदी
इन्फ्रारेड फोटॉन आयनों को गर्म करेंगे और उनमें से पर्याप्त अवशोषित होने पर विघटन का कारण बनेंगे। इस प्रक्रिया को इन्फ्रारेड मल्टीफ़ोटो पृथक्करण (आईआरएमपीडी) कहा जाता है और इसे अक्सर कार्बन डाइऑक्साइड लेजर और आयन ट्रैपिंग मास स्पेक्ट्रोमीटर जैसे फूरियर ट्रांसफॉर्म आयन साइक्लोट्रॉन अनुनाद के साथ पूरा किया जाता है।

ब्लैकबॉडी इंफ्रारेड रेडिएटिव डिसोसिएशन
श्याम पिंडों से उत्पन्न विकिरण का उपयोग ब्लैकबॉडी इंफ्रारेड रेडिएटिव डिसोसिएशन (BIRD) के रूप में जानी जाने वाली तकनीक में फोटोडिसोसिएशन के लिए किया जा सकता है। बर्ड विधि में, इन्फ्रारेड प्रकाश बनाने के लिए पूरे मास स्पेक्ट्रोमीटर निर्वात कक्ष को गर्म किया जाता है। बर्ड इस विकिरण का उपयोग आयनों के तेजी से अधिक ऊर्जावान आणविक कंपन को उत्तेजित करने के लिए करता है, जब तक कि एक बंधन टूट न जाए, जिससे टुकड़े बन जाएं। यह इन्फ्रारेड मल्टीफ़ोटो डिसोसिएशन के समान है जो इन्फ्रारेड लाइट का भी उपयोग करता है, लेकिन एक अलग स्रोत से। बर्ड का उपयोग अक्सर फूरियर रूपांतरण आयन साइक्लोट्रॉन अनुनाद मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ किया जाता है।

सतह प्रेरित हदबंदी
सतह-प्रेरित पृथक्करण (एसआईडी) के साथ, विखंडन उच्च वैक्यूम के तहत सतह के साथ आयन की टक्कर का परिणाम है। आज, SID का उपयोग आयनों की एक विस्तृत श्रृंखला को विखंडित करने के लिए किया जाता है। वर्षों पहले, केवल कम द्रव्यमान, एकल आवेशित प्रजातियों पर SID का उपयोग करना आम था क्योंकि आयनीकरण विधियाँ और द्रव्यमान विश्लेषक प्रौद्योगिकियाँ उच्च m/z के आयनों को ठीक से बनाने, संचारित करने या उनकी विशेषता बताने के लिए पर्याप्त उन्नत नहीं थीं। समय के साथ, CF से बना स्व-इकट्ठे मोनोलेयर सरफेस (SAMs)।3(सीएफ2)10चौधरी2चौधरी2एक अग्रानुक्रम स्पेक्ट्रोमीटर में एसआईडी के लिए सोने पर एस सबसे प्रमुख रूप से इस्तेमाल की जाने वाली टक्कर की सतह रही है। एसएएम ने आने वाले आयनों की टक्कर के लिए अपने विशेष रूप से बड़े प्रभावी द्रव्यमान के कारण सबसे वांछनीय टक्कर लक्ष्य के रूप में काम किया है। इसके अतिरिक्त, ये सतहें कठोर फ्लोरोकार्बन श्रृंखलाओं से बनी होती हैं, जो प्रक्षेप्य आयनों की ऊर्जा को महत्वपूर्ण रूप से कम नहीं करती हैं। धातु की सतह से आने वाले आयनों में सुगम इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण का विरोध करने की उनकी क्षमता के कारण फ्लोरोकार्बन श्रृंखला भी फायदेमंद होती है। एसआईडी की उप-परिसरों का उत्पादन करने की क्षमता जो स्थिर रहती है और कनेक्टिविटी पर मूल्यवान जानकारी प्रदान करती है, किसी भी अन्य हदबंदी तकनीक से बेजोड़ है। चूंकि SID से निर्मित कॉम्प्लेक्स स्थिर होते हैं और खंड पर आवेश के वितरण को बनाए रखते हैं, यह एक अद्वितीय, स्पेक्ट्रा का उत्पादन करता है जो एक संकरे m/z वितरण के आसपास केंद्रित होता है। SID उत्पाद और जिस ऊर्जा पर वे बनते हैं, वे कॉम्प्लेक्स की ताकत और टोपोलॉजी को दर्शाते हैं। अद्वितीय हदबंदी पैटर्न परिसर की चतुर्धातुक संरचना की खोज में मदद करते हैं। सममित आवेश वितरण और पृथक्करण निर्भरता SID के लिए अद्वितीय हैं और किसी भी अन्य पृथक्करण तकनीक से निर्मित स्पेक्ट्रा को विशिष्ट बनाते हैं।

SID तकनीक आयन-गतिशीलता मास स्पेक्ट्रोमेट्री (IM-MS) पर भी लागू होती है। इस तकनीक के लिए तीन अलग-अलग तरीकों में टोपोलॉजी के लक्षण वर्णन, इंटरसबयूनिट कनेक्टिविटी और प्रोटीन संरचना के लिए खुलासा करने की डिग्री का विश्लेषण शामिल है। प्रोटीन संरचना का खुलासा करना SID तकनीक का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला अनुप्रयोग है। आयन-गतिशीलता द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री (IM-MS) के लिए, SID का उपयोग तीन अलग-अलग प्रकार के प्रोटीन परिसरों के स्रोत सक्रिय अग्रदूतों के पृथक्करण के लिए किया जाता है: C-रिएक्टिव प्रोटीन (CRP), ट्रांसथायरेटिन (TTR), और कॉनकावेलिन A (Con A). इस पद्धति का उपयोग इन परिसरों में से प्रत्येक के लिए खुलासा डिग्री का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। इस अवलोकन के लिए, SID ने पूर्ववर्ती आयनों की संरचनाओं को दिखाया जो सतह से टकराने से पहले मौजूद थीं। IM-MS SID का उपयोग प्रत्येक प्रोटीन की सबयूनिट के संरूपण के प्रत्यक्ष माप के रूप में करता है। फूरियर-ट्रांसफॉर्म आयन साइक्लोट्रॉन अनुनाद (FTICR) बड़े पैमाने पर माप लेने वाले उपकरणों को अल्ट्राहाई रिज़ॉल्यूशन और उच्च द्रव्यमान सटीकता प्रदान करने में सक्षम हैं। ये विशेषताएं FTICR मास स्पेक्ट्रोमीटर को विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों जैसे कई हदबंदी प्रयोगों के लिए एक उपयोगी उपकरण बनाती हैं। जैसे टक्कर-प्रेरित पृथक्करण (CID, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण पृथक्करण (ETD), और दूसरे। इसके अलावा, मौलिक पेप्टाइड विखंडन के अध्ययन के लिए इस उपकरण के साथ सतह-प्रेरित पृथक्करण लागू किया गया है। विशेष रूप से, SID को एक ICR उपकरण के भीतर ऊर्जावान और गैस-चरण विखंडन के कैनेटीक्स के अध्ययन के लिए लागू किया गया है। इस दृष्टिकोण का उपयोग प्रोटोनेटेड पेप्टाइड्स के गैस-चरण विखंडन, विषम-इलेक्ट्रॉन पेप्टाइड आयनों, गैर-सहसंयोजक लिगैंड-पेप्टाइड परिसरों और लिगेटेड धातु समूहों को समझने के लिए किया गया है।

मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स
एक नमूने में प्रोटीन की सापेक्षिक या निरपेक्ष मात्रा निर्धारित करने के लिए मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स का उपयोग किया जाता है।  कई मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स विधियाँ अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री पर आधारित हैं। MS/MS जटिल जैव-अणुओं की संरचनात्मक व्याख्या के लिए एक बेंचमार्क प्रक्रिया बन गई है। क्वांटिटेटिव प्रोटिओमिक्स के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली एक विधि आइसोबैरिक टैग लेबलिंग है। समदाब रेखीय टैग लेबलिंग एक ही विश्लेषण में कई नमूनों से एक साथ पहचान और प्रोटीन की मात्रा का ठहराव सक्षम बनाता है। प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करने के लिए, पेप्टाइड्स को रासायनिक टैग के साथ लेबल किया जाता है जिनकी संरचना और नाममात्र द्रव्यमान समान होते हैं, लेकिन उनकी संरचना में भारी समस्थानिकों के वितरण में भिन्नता होती है। ये टैग, जिन्हें आमतौर पर अग्रानुक्रम द्रव्यमान टैग के रूप में संदर्भित किया जाता है, को डिज़ाइन किया गया है ताकि बड़े पैमाने पर द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के दौरान उच्च-ऊर्जा संपार्श्विक-प्रेरित पृथक्करण (HCD) पर एक विशिष्ट लिंकर क्षेत्र में बड़े पैमाने पर टैग अलग-अलग द्रव्यमान के रिपोर्टर आयनों को उत्पन्न करता है। एमएस/एमएस स्पेक्ट्रा में रिपोर्टर आयनों की तीव्रता की तुलना करके प्रोटीन क्वांटिटेशन पूरा किया जाता है। दो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आइसोबैरिक टैग iTRAQ और TMT अभिकर्मक हैं।

सापेक्ष और निरपेक्ष मात्रा के लिए समदाब रेखीय टैग (iTRAQ)
रिलेटिव एंड एब्सोल्यूट क्वांटिटेशन (iTRAQ) के लिए आइसोबैरिक टैग अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए एक अभिकर्मक है जिसका उपयोग एक ही प्रयोग में विभिन्न स्रोतों से प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह स्थिर समस्थानिक लेबलिंग अणुओं का उपयोग करता है जो प्रोटीन के एन-टर्मिनस और पक्ष श्रृंखला अमाइन के साथ एक सहसंयोजक बंधन बना सकते हैं। ITRAQ अभिकर्मकों का उपयोग विभिन्न नमूनों से पेप्टाइड्स को लेबल करने के लिए किया जाता है जिन्हें तरल क्रोमाटोग्राफी और टैंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा पूल और विश्लेषण किया जाता है। संलग्न टैग का विखंडन एक कम आणविक द्रव्यमान रिपोर्टर आयन उत्पन्न करता है जिसका उपयोग पेप्टाइड्स और उन प्रोटीनों को अपेक्षाकृत मापने के लिए किया जा सकता है जिनसे वे उत्पन्न हुए थे।

अग्रानुक्रम जन टैग (टीएमटी)
एक टेंडेम मास टैग (टीएमटी) प्रोटीन क्वांटिफिकेशन और पहचान के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला आइसोबैरिक मास टैग केमिकल लेबल है। टैग में चार क्षेत्र होते हैं: मास रिपोर्टर, क्लीवेबल लिंकर, मास नॉर्मलाइजेशन और प्रोटीन रिएक्टिव ग्रुप। टीएमटी अभिकर्मकों का उपयोग कोशिकाओं, ऊतकों या जैविक तरल पदार्थों से तैयार 2 से 11 विभिन्न पेप्टाइड नमूनों का एक साथ विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है। हाल के विकास 16 और यहां तक ​​कि 18 नमूनों (क्रमशः 16plex या 18plex) तक का विश्लेषण करने की अनुमति देते हैं। विभिन्न रासायनिक अभिक्रियाओं के साथ तीन प्रकार के टीएमटी अभिकर्मक उपलब्ध हैं: (1) प्राथमिक अमाइन (TMTduplex, TMTsixplex, TMT10plex plus TMT11-131C) की लेबलिंग के लिए एक प्रतिक्रियाशील NHS एस्टर कार्यात्मक समूह, (2) मुक्त सल्फहाइड्रील्स की लेबलिंग के लिए एक प्रतिक्रियाशील आयोडोसेटाइल कार्यात्मक समूह (2) iodoTMT) और (3) कार्बोनिल्स (aminoxyTMT) की लेबलिंग के लिए प्रतिक्रियाशील एल्कोक्सीमाइन कार्यात्मक समूह।

पेप्टाइड्स
अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग प्रोटीन अनुक्रमण के लिए किया जा सकता है। जब अक्षुण्ण प्रोटीन को मास एनालाइज़र में पेश किया जाता है, तो इसे टॉप-डाउन प्रोटिओमिक्स कहा जाता है और जब प्रोटीन को छोटे पेप्टाइड्स में पचाया जाता है और बाद में मास स्पेक्ट्रोमीटर में पेश किया जाता है, इसे नीचे-ऊपर प्रोटिओमिक्स कहा जाता है। शॉटगन प्रोटिओमिक्स बॉटम अप प्रोटिओमिक्स का एक प्रकार है जिसमें मिश्रण में प्रोटीन अलग होने से पहले पच जाते हैं और सामूहिक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री होते हैं।

टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री एक पेप्टाइड अनुक्रम टैग का उत्पादन कर सकती है जिसका उपयोग प्रोटीन डेटाबेस में पेप्टाइड की पहचान के लिए किया जा सकता है।  अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रम से उत्पन्न होने वाले पेप्टाइड अंशों को इंगित करने के लिए एक संकेतन विकसित किया गया है। पेप्टाइड खंड आयनों को ए, बी, या सी द्वारा इंगित किया जाता है यदि चार्ज ए N- टर्मिनस  पर और एक्स, वाई या जेड द्वारा  सी टर्मिनल  पर बनाए रखा जाता है। सबस्क्रिप्ट टुकड़े में अमीनो एसिड अवशेषों की संख्या को इंगित करता है। सुपरस्क्रिप्ट का उपयोग कभी-कभी रीढ़ की हड्डी के विखंडन के अलावा तटस्थ नुकसान को इंगित करने के लिए किया जाता है, * अमोनिया के नुकसान के लिए और पानी के नुकसान के लिए °। हालांकि पेप्टाइड रीढ़ की हड्डी का दरार अनुक्रमण और पेप्टाइड पहचान के लिए सबसे उपयोगी है, लेकिन उच्च ऊर्जा पृथक्करण स्थितियों के तहत अन्य टुकड़े आयनों को देखा जा सकता है। इनमें साइड चेन लॉस आयन डी, वी, डब्ल्यू और अमोनियम आयन शामिल हैं  और विशेष अमीनो एसिड अवशेषों से जुड़े अतिरिक्त अनुक्रम-विशिष्ट खंड आयन।

oligosaccharide
ओलिगोसेकेराइड्स को पेप्टाइड अनुक्रमण के समान तरीके से अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करके अनुक्रमित किया जा सकता है। विखंडन आम तौर पर ग्लाइकोसिडिक बंध  (बी, सी, वाई और जेड आयनों) के दोनों ओर होता है, लेकिन एक क्रॉस-रिंग क्लीवेज (एक्स आयन) में चीनी रिंग संरचना के माध्यम से अधिक ऊर्जावान परिस्थितियों में भी होता है। श्रृंखला के साथ दरार की स्थिति को इंगित करने के लिए फिर से अनुगामी सबस्क्रिप्ट का उपयोग किया जाता है। क्रॉस रिंग क्लीवेज आयनों के लिए क्रॉस रिंग क्लीवेज की प्रकृति पूर्ववर्ती सुपरस्क्रिप्ट द्वारा इंगित की जाती है।

ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स
अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री डीएनए अनुक्रमण और आरएनए अनुक्रमण के लिए लागू किया गया है। oligonucleotide आयनों के गैस-चरण विखंडन के लिए एक संकेतन प्रस्तावित किया गया है।

नवजात स्क्रीनिंग
नवजात स्क्रीनिंग उपचार योग्य आनुवंशिक विकार, अंतःस्त्राविका, चयापचय की जन्मजात त्रुटि और रुधिर  रोगों के लिए नवजात शिशुओं के परीक्षण की प्रक्रिया है।  1990 के दशक की शुरुआत में टैंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री स्क्रीनिंग के विकास ने संभावित रूप से पता लगाने योग्य जन्मजात चयापचय रोगों का एक बड़ा विस्तार किया जो कार्बनिक अम्लों के रक्त स्तर को प्रभावित करते हैं।

सीमा
अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री को एकल-कोशिका विश्लेषण के लिए लागू नहीं किया जा सकता क्योंकि यह इतनी छोटी मात्रा में कोशिका का विश्लेषण करने के लिए असंवेदनशील है। ये सीमाएं मुख्य रूप से सॉल्वैंट्स के रासायनिक शोर स्रोतों के कारण उपकरणों के भीतर अकुशल आयन उत्पादन और आयन हानियों के संयोजन के कारण हैं।

भविष्य का दृष्टिकोण
टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री प्रोटीन लक्षण वर्णन, न्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स और अन्य जैविक संरचनाओं के लिए एक उपयोगी उपकरण होगा। हालाँकि, कुछ चुनौतियाँ बची हैं जैसे मात्रात्मक और गुणात्मक रूप से प्रोटिओम के लक्षण वर्णन का विश्लेषण करना।

यह भी देखें

 * त्वरक जन स्पेक्ट्रोमेट्री
 * क्रॉस सेक्शन (भौतिकी)
 * द्रव्यमान-विश्लेषण आयन-काइनेटिक-ऊर्जा स्पेक्ट्रोमेट्री
 * अनिमोलेक्युलर आयन अपघटन

बाहरी संबंध

 * An Introduction to Mass Spectrometry by Dr Alison E. Ashcroft