التفكك الناتج عن التصادم

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
خلية تصادم من مطياف الكتلة الرباعي الثلاثي Waters Xevo TQ-S.

التفكك الناتج عن التصادم ( CID )، المعروف أيضًا باسم التفكك المنشط بالتصادم ( CAD )، هو تقنية في مطياف الكتلة تُستخدم لتحفيز تفتيت أيونات مُختارة في الحالة الغازية. [ 1 ] [ 2 ] تُسرّع الأيونات المُختارة (عادةً أيونات جزيئية أو جزيئات مُبرتنة) بتطبيق جهد كهربائي لزيادة طاقتها الحركية ، ثم تُترك لتصطدم بجزيئات متعادلة (غالبًا الهيليوم أو النيتروجين أو الأرجون ). في التصادم، يتحول جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة داخلية ، مما يؤدي إلى كسر الروابط وتفتيت الأيون الجزيئي إلى أجزاء أصغر. يمكن بعد ذلك تحليل هذه الأيونات المُجزأة باستخدام مطياف الكتلة الترادفي .

تُستخدم تقنية التفكك الناجم عن التصادم (CID) والأيونات المجزأة الناتجة عنها لأغراض متعددة. إذ يُمكن من خلالها تحديد البنية جزئيًا أو كليًا. وفي بعض الحالات، يُمكن تحديد الهوية بناءً على معلومات سابقة دون الحاجة إلى تحديد البنية. كما تُستخدم هذه التقنية أيضًا لتحقيق حساسية ودقة أعلى في الكشف. فمن خلال الكشف عن أيون مجزأ فريد، يُمكن الكشف عن الأيون السلف في وجود أيونات أخرى لها نفس قيمة m/z (نسبة الكتلة إلى الشحنة)، مما يُقلل من التشويش الخلفي ويرفع حد الكشف .

التدمير التحفيزي منخفض الطاقة والتدمير التحفيزي عالي الطاقة

يُجرى التفتيت الناتج عن التصادم منخفض الطاقة عادةً باستخدام طاقات حركية للأيونات أقل من كيلو إلكترون فولت واحد تقريبًا (1 كيلو إلكترون فولت). يتميز هذا النوع من التفتيت بكفاءة عالية في تفتيت الأيونات الأولية المختارة، إلا أن نوع الأيونات المتفتتة المُلاحظة فيه يعتمد بشكل كبير على الطاقة الحركية للأيون. تُفضّل طاقات التصادم المنخفضة جدًا إعادة ترتيب بنية الأيون، ويزداد احتمال كسر الروابط المباشرة مع ازدياد الطاقة الحركية للأيون، مما يؤدي إلى ارتفاع طاقاته الداخلية . أما التفتيت الناتج عن التصادم عالي الطاقة (HECID) فيُجرى في مطياف الكتلة ذي القطاع المغناطيسي أو مطياف الكتلة ذي القطاع المغناطيسي المزدوج، وفي مطياف الكتلة ذي زمن الطيران المزدوج (TOF/TOF). يتضمن هذا النوع من التفتيت طاقات حركية للأيونات في نطاق الكيلوفولت (عادةً من 1 كيلو إلكترون فولت إلى 20 كيلو إلكترون فولت). يمكن أن ينتج عن التفكك الناتج عن التصادم عالي الطاقة بعض أنواع الأيونات المجزأة التي لا تتشكل في التفكك الناتج عن التصادم منخفض الطاقة، مثل التفكك البعيد عن الشحنة في الجزيئات ذات الهياكل الفرعية الهيدروكربونية أو تفكك السلسلة الجانبية في الببتيدات.

مطياف الكتلة ثلاثي الأقطاب

يحتوي مطياف الكتلة ثلاثي الأقطاب الرباعية على ثلاثة أقطاب رباعية . يعمل القطب الرباعي الأول، المسمى "Q1"، كمرشح للكتلة، حيث ينقل أيونًا محددًا ويسرعه نحو "Q2"، وهي خلية التصادم. يكون الضغط في Q2 أعلى، فتصطدم الأيونات بالغاز المتعادل داخل خلية التصادم، وتتفتت بفعل التفكك الناتج عن التصادم (CID). بعد ذلك، تُسرّع الشظايا خارج خلية التصادم وتدخل Q3، الذي يمسح نطاق الكتلة، محللًا الشظايا الناتجة (عند اصطدامها بالكاشف). ينتج عن ذلك طيف كتلة لشظايا CID، والذي يمكن من خلاله الحصول على معلومات هيكلية أو تحديد هوية الجزيئات. توجد العديد من التجارب الأخرى التي تستخدم CID على مطياف الكتلة ثلاثي الأقطاب الرباعية، مثل مسح أيونات السلائف، الذي يحدد مصدر شظية معينة، بدلًا من تحديد الشظايا الناتجة عن جزيء معين.

رنين السيكلوترون الأيوني بتحويل فورييه

يمكن إثارة الأيونات المحصورة في خلية الرنين الأيوني السيكلوتروني (ICR) بتطبيق مجالات كهربائية نبضية عند ترددها الرنيني لزيادة طاقتها الحركية. [ 3 ] [ 4 ] يحدد كل من مدة النبضة وسعتها الطاقة الحركية للأيون. ولأن غاز التصادم الموجود عند ضغط منخفض يتطلب وقتًا طويلاً لتصطدم الأيونات المثارة بالجزيئات المتعادلة، يمكن استخدام صمام نبضي لإدخال دفعة قصيرة من غاز التصادم. يمكن إعادة إثارة أيونات الشظايا المحصورة أو نواتج تفاعلها مع الجزيئات لإجراء قياس الطيف الكتلي متعدد المراحل (MSn ) . [ 5 ] إذا لم يتم تطبيق الإثارة على التردد الرنيني، بل على تردد أقل منه بقليل، فسيتم إثارة الأيونات وإلغاء إثارتها بالتناوب، مما يسمح بحدوث تصادمات متعددة عند طاقة تصادم منخفضة. يُعدّ التفكك الناتج عن التصادم بالإشعاع خارج الرنين المستمر ( SORI-CID ) [ 6 ] تقنية من تقنيات التفكك الناتج عن التصادم (CID) المستخدمة في مطيافية الكتلة بالرنين السيكلوتروني الأيوني بتحويل فورييه، والتي تتضمن تسريع الأيونات في حركة سيكلوترونية (في دائرة داخل مصيدة أيونية ) في وجود غاز تصادم. [ 7 ]

التفكك التصادمي ذو الطاقة العالية

التفكك التصادمي عالي الطاقة ( HCD ) هو تقنية تفكك تصادمي خاصة بمطياف الكتلة ذي المصيدة المدارية ، حيث يحدث التفتت خارج المصيدة. [ 8 ] كان يُعرف سابقًا باسم تفكك المصيدة C عالي الطاقة. في تقنية HCD، تمر الأيونات عبر المصيدة C إلى خلية HCD، وهي خلية تصادم متعددة الأقطاب إضافية، حيث يحدث التفكك. ثم تُعاد الأيونات إلى المصيدة C قبل حقنها في المصيدة المدارية لتحليل الكتلة. لا تعاني تقنية HCD من حد القطع المنخفض للكتلة في الإثارة الرنانة (CID)، ولذلك فهي مفيدة للقياس الكمي القائم على الوسم المتساوي الكتلة، حيث يمكن رصد أيونات المؤشر. على الرغم من الاسم، فإن طاقة التصادم في تقنية HCD تقع عادةً في نطاق التفكك الناتج عن التصادم منخفض الطاقة (أقل من 100 إلكترون فولت). [ 8 ] [ 9 ]

آليات التجزئة

التفتت المتجانس

التفتت المتجانس هو تفكك الرابطة حيث يحتفظ كل جزء من الأجزاء بأحد الإلكترونات المرتبطة أصلاً. [ 10 ]

التفتت غير المتجانس

التفتت غير المتجانس هو انقسام الرابطة حيث تبقى إلكترونات الرابطة مع نوع واحد فقط من أنواع الشظايا. [ 11 ]

في تقنية التفتيت الناتج عن التصادم (CID)، يُعد التفتيت البعيد عن الشحنة نوعًا من أنواع كسر الروابط التساهمية التي تحدث في أيون الحالة الغازية عندما لا تكون الرابطة المكسورة مجاورة لموقع الشحنة. [ 12 ] [ 13 ] ويمكن رصد هذا التفتيت باستخدام مطياف الكتلة الترادفي . [ 14 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ويلز، جيه إم، وماكلوكي، إس إيه (2005). "التفكك الناتج عن التصادم (CID) للببتيدات والبروتينات". مطيافية الكتلة البيولوجية . طرق في علم الإنزيمات. المجلد  402. الصفحات 148-185 . doi : 10.1016/S0076-6879(05)02005-7 . ISBN  9780121828073PMID 16401509​​ 
  2. ↑ سلينو إل، فولمر دي إيه (2004). "طرق تنشيط الأيونات في مطياف الكتلة الترادفي". مجلة مطياف الكتلة . 39 (10): 1091-112 . Bibcode : 2004JMSp...39.1091S . doi : 10.1002/jms.703 . PMID 15481084 . 
  3. ↑ كودي، آر بي؛ فريزر، بي إس (1982). "التفكك الناتج عن التصادم في مطياف الكتلة بتحويل فورييه". المجلة الدولية لعلم قياس الطيف الكتلي وفيزياء الأيونات . 41 (3): 199-204 . رمز Bibcode : 1982IJMSI..41..199C . doi : 10.1016/0020-7381(82)85035-3 . ISSN 0020-7381 . 
  4. ↑ كودي، آر بي؛ بيرنييه، آر سي؛ فريزر، بي إس (1982). "التفكك الناتج عن التصادم باستخدام مطياف الكتلة بتحويل فورييه". الكيمياء التحليلية . 54 (1): 96-101 . doi : 10.1021/ac00238a029 . ISSN 0003-2700 . 
  5. ↑ كودي، آر بي؛ بيرنييه، آر سي؛ كاسادي، سي جيه؛ فريزر، بي إس (1982). "التفككات المتتالية الناتجة عن التصادم في مطيافية الكتلة بتحويل فورييه". الكيمياء التحليلية . 54 (13): 2225-2228 . doi : 10.1021/ac00250a021 . ISSN 0003-2700 . 
  6. ↑ غوتييه، جيه دبليو؛ تراوتمان، تي آر؛ جاكوبسون، دي بي (1991). "التشعيع المستمر خارج نطاق الرنين للتفكك المنشط بالتصادم باستخدام مطياف الكتلة بتحويل فورييه. تقنية التفكك المنشط بالتصادم التي تحاكي التفكك متعدد الفوتونات بالأشعة تحت الحمراء". مجلة Analytica Chimica Acta . 246 (1): 211-225 . Bibcode : 1991AcAC..246..211G . doi : 10.1016/s0003-2670(00)80678-9 . ISSN 0003-2670 . 
  7. ↑ لاسكين، جوليا ؛ فوتريل، جان هـ. (2005). "تنشيط الأيونات الكبيرة في مطيافية الكتلة FT-ICR" . مراجعات مطيافية الكتلة . 24 (2): 135-167 . Bibcode : 2005MSRv...24..135L . doi : 10.1002/mas.20012 . ISSN 0277-7037 . PMID 15389858 .  
  8. 1 2 أولسن جيه في، ماسيك بي، لانج أو، ماكاروف إيه، هورنينج إس، مان إم (سبتمبر 2007). "تفكك مصيدة الكربون عالية الطاقة لتحليل تعديل الببتيد". نات. ميثودز . 4 (9): 709-12 . doi : 10.1038/nmeth1060 . PMID 17721543 . 
  9. ↑ موراي، كيرميت ك.؛ بويد، روبرت ك.؛ إيبرلين، ماركوس ن.؛ لانغلي، جي. جون؛ لي، ليانغ؛ نايتو، ياسوهيدي (2013). "تعريفات المصطلحات المتعلقة بقياس الطيف الكتلي (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2013)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 85 (7): 1515. doi : 10.1351/PAC-REC-06-04-06 . ISSN 1365-3075 . 
  10. ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التحلل المتجانس (التحلل المتجانس) ". doi : 10.1351/goldbook.H02851
  11. ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التحلل غير المتجانس (غير المتجانس) ". doi : 10.1351/goldbook.H02809
  12. ↑ Cheng C, Gross ML (2000), "تطبيقات وآليات التجزئة البعيدة عن الشحنة"، Mass Spectrom Rev ، 19 (6): 398– 420، Bibcode : 2000MSRv...19..398C ، doi : 10.1002/1098-2787(2000)19:6 < 398::AID-MAS3 > 3.0.CO ; 2-B ، PMID 11199379 . 
  13. ↑ غروس، م. (2000)، "التفتت عن بُعد بالشحنة: عرضٌ للبحوث المتعلقة بالآليات والتطبيقات"، المجلة الدولية لعلم قياس الطيف الكتلي ، 200 ( 1-3 ): 611-624 ، رمز Bibcode : 2000IJMSp.200..611G ، doi : 10.1016/S1387-3806(00)00372-9
  14. ↑ "التفتت في المواقع البعيدة (الشحنة البعيدة)"، الاتصالات السريعة في قياس الطيف الكتلي ، 2 (10): 214-217 ، 1988، Bibcode : 1988RCMS....2..214 ، doi : 10.1002/rcm.1290021009