Кіріспе
Тез атомдық бомбалау (ТАБ) – массалық спектрометрияда қолданылатын иондау техникасы, онда жоғары энергиялы атомдар шоғы иондар жасау үшін бетке түсіріледі. Оны 1980 жылы Манчестер университетінде Майкл Барбер әзірлеген. Егер атомдардың орнына жоғары энергиялы иондар шоғы қолданылса (екіншілік иондық массалық спектрометриядағыдай), бұл әдіс сұйық екіншілік иондық массалық спектрометрия (LSIMS) деп аталады. ТАБ және LSIMS-те талдауға жататын материал, ұшпайтын химиялық қорғау ортасымен – матрицамен араластырылады және вакуумда жоғары энергиялы (4000-10000 электрон вольт) атомдық шоқпен бомбаланады. Атомдар әдетте аргон немесе ксенон сияқты инертті газдан алынады. Көбінесе қолданылатын матрицаларға глицерин, тиоглицерин, 3-нитробензил спирті (3 НБА), 18-корон 6 эфирі, 2-нитрофенилоктил эфирі, сульфолан, диэтаноламин және триэтаноламин жатады. Бұл техника екіншілік иондық массалық спектрометрия және плазмалық десорбциялық массалық спектрометрияға ұқсас.
Иондау механизмі
FAB – салыстырмалы түрде аз фрагментацияланатын (жұмсақ) иондау техникасы болып табылады және негізінен [M + H]+ деп белгіленетін протондалған молекулаларды және [M – H]− сияқты депротондалған молекулаларды құрайды. FAB спектрінде сирек жағдайларда радикалды катиондар да байқалуы мүмкін. FAB, бастапқы сәуле енді сынамаға зиян келтірмейтіндей етіп жасалған SIMS-тің жетілдірілген нұсқасы ретінде әзірленді. Екі техниканың басты айырмашылығы – қолданылатын бастапқы сәулелердің сипатындағы ерекшелік; иондар мен атомдар. Xe атомдары қолданылады, себебі олардың үлкен массасы мен жоғары импульсі арқасында аргон атомдарынан гөрі сезімталырақ болады. FAB арқылы молекулаларды иондау үшін, ең алдымен, баяу қозғалатын атомдар (Xe немесе Ar) соқтығысқан электрондардың әсерінен иондалады. Содан кейін баяу қозғалатын атомдар иондалып, белгілі бір потенциалға дейін үдетіледі, нәтижесінде олар жоғары жылдамдықты иондарға айналады, олар табиғи газ атомдарының тығыз бұлтында бейтараптанады, бұл жоғары кинетикалық энергиясы бар атомдардың ағынын құрайды, сондай-ақ химиялық иондану процесі де жүзеге асырылады.
Матрицалар және үлгілерді енгізу
Жоғарыда айтылғандай, FAB әдісінде үлгілер талдау үшін ұшпайтын ортамен (матрицамен) араластырылады. FAB тұрақты иондық ток қамтамасыз ету, бастапқы сәуленің соққысын жұтып алып үлгіге келтірілген зақымды азайту және үлгі молекулаларының бірігіп қалуын болдырмау үшін үлгімен араластырылған сұйық матрицаны пайдаланады. (CF) FAB матрицалық фонның шамадан тыс болуынан туындайтын, матрица мен үлгінің арақатынасының жоғары болуынан нашар сезімталдық мәселесін шешу үшін жасалған. Үлгілерді ағынмен инъекциялау, микродиализ немесе сұйық хроматографиясымен байланыстыру арқылы енгізуге болады. Ағын жылдамдығы әдетте 1 мен 20 мкл/мин аралығында болады.
Қолданбалар
Бұл FAB-тің практикалық қолданылуының алғашқы мысалы – efrapeptin D олигопептидінің аминқышқылдық тізбегін анықтау болды. Ол өте сирек кездесетін аминқышқылдық қалдықтардың алуан түрлілігін қамтиды. Тізбек мынадай болып табылады: N ацетил L pip AIB L pip AIB AIB L leu бета ала гли AIB AIB L pip AIB гли L leu L iva AIB X. PIP = пипеколь қышқылы, AIB = альфа-аминоизомаз қышқылы, leu = лейцин, iva = изовалин, гли = глицин. Бұл митохондриялық АТФ-азаның белсенділігін күшті түрде тежейді. FAB-тің тағы бір қолданылуы – конденсирленген фазадағы үлгілерді талдау үшін бастапқыда қолданылуы. FAB 5000 Да-дан төмен салмақтың үлгілерінің молекулалық массасын, сондай-ақ олардың құрылымдық ерекшеліктерін өлшеуге қолданылуы мүмкін. Деректерді талдау үшін FAB әртүрлі массалық спектрометрлермен жұптастырылуы мүмкін, мысалы, төртполюсті массалық анализатормен, сұйық хроматография-массалық спектрометриямен және тағы да басқалармен.
Органикалық емес талдау
1983 жылы кальций изотоптарын талдау үшін жылдам атомдық бомбалау массалық спектрометриясының (FAB MS) қолданылуы туралы мақала жарияланды. Глицерол қолданылмады; сулы ерітіндідегі сынамалар мақсаттық үлгіге жайылды және талдау алдында кептірілді. Бұл техника нейтралды бастапқы сәуле қолданылатын екіншілік иондық массалық спектрометрияны тиімді түрде жүзеге асыру болды. Бұл, қоректік және маңызды минералдар метаболизмін зерттейтін, бірақ термиялық иондау массалық спектрометриясы немесе индуктивті түрде байланыстырылған плазмалық массалық спектрометрия (ICP MS) сияқты бейорганикалық массалық спектрометриялық құралдарына қол жеткізе алмаған биомедициналық зерттеушілер үшін қуантарлық жаңалық болды. FAB массалық спектрометрлері биомедициналық зерттеу институттарында кеңінен қолданылды. Көптеген зертханалар бұл әдісті қабылдап, кальций, темір, магний және мырыш изотоптарының арақатынасын анықтау үшін FAB MS-ті изотопты іздеу зерттеулерінде пайдаланды. Металдарды талдау үшін массалық спектрометрлерге минималды өзгерістер енгізу қажет болды, мысалы, тот баспайтын болаттан жасалған сынамалық ұяларды таза күміспен алмастыру, осылайша тот баспайтын болат компоненттерінің иондалуынан туындайтын кедергіні жою. Сигналды қабылдау жүйелері кейде сканирлеудің орнына пикке секіруді және иондарды санау арқылы анықтауды жүзеге асыру үшін өзгертілді. FAB MS арқылы қанағаттанарлық дәлдік пен нақтылыққа қол жеткізілгенімен, техника авто-сынама алу опцияларының болмауына байланысты еңбекті қажет ететін және өте төмен сынама өнімділігімен сипатталды. 2000 жылдардың басында бұл сынама алу жылдамдығының шектеуі минералды изотоптарды талдау үшін FAB MS пайдаланушыларын дәстүрлі бейорганикалық массалық спектрометрлерге, әдетте ICP MS-ге ауысуға итермеледі, сонымен қатар сол кезде бұл құралдардың қолжетімділігі де артты және изотоптық арақатынастарды талдау мүмкіндіктері жақсарды.