Chapitre 2 Source d\'ionisation Electrospray (ESI) PDF

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Spectrométrie de Masse APPROFONDIE ! Master 2 - CHIMIE !

Chapitre 2 - Source d’ionisation Electrospray (ESI) Les prix nobel de chimie en 2002 pour la spectrométrie de masse et raisonnance magnétique nucléaire (RMN) : !

- ESI ou Source Electrospray - Science Octobre 1989 par JohnB.Fenn ! “A few years ago the idea of making proteins or polymers “fly” by electrospray ionization (ESI) seemed as improbable as a flying elephant, but today it is a standard part of modern mass spectrometers” as stated by the Professor Fenn in his Nobel lecture.! Fenn's first electrospray ionization source coupled to a single quadrupole mass spectrometer.!

- Source MLDI - Koichi Tanaka ! ELECTROSPRAY IONIZATION (ESI) : Processus d’ionisation en phase liquide à pression atmosphérique.! " Il est tout à fait adapté à l’étude des composés polaires ou thermosensibles ! Source d’ionisation douce qui permet d’observer des ions quasi-moléculaires ou pseudomoléculaires [M+H]+ ou [M-H]==> analyse des composés de haute masse moléculaire (>100kDa), biomolécules en les gardant intacts (protéines, peptides, fragments d’ADN et d’ARN) ions multichargés !

==> préserve les interactions non-covalentes ! Inconvénients : - Peu d’information structurale (fragmentation source ou MS/MS) - Très sensible à la présence de tampons, sels ! # # —> suppression du signal !

Sources EI et ESI : QUELLES DIFFERENCES ? Processus d’ionisation : !

ES —> Particule ionisante e- (sous vide) —> Source dure ! ESI —> désolvatation - ionisation (à p atm) —> Source douce ! SOURCE ELECTROSPRAY (ESI) : !

Principe de l’ionisation electrospray (ESI) ! Différentes étapes : ! 1 - dispersion d’un liquide sous forme de gouttelettes chargées sous l’influence d’un champ électrique ! # ===> NÉBULISATION ! 2 - formation des microgouttelettes chargées ! # ===> DÉSOLVATATION - EXPLOSION ! 3 - formation des ions à l’état gazeux à partir des microgouttelettes chargées ! # ===> DÉSOLVATATION - IONISATION ! Modèles décrivant la production d’ions en phase gazeuse par electrospray (ESI) !

- la théorie de charges résiduelles (CRM : Charge Residue Model) :! La libération des ions en phase gazeuse se base sur une continuité de la fission des gouttelettes en alternance avec l’évaporation du solvant. !

L’évaporation totale du solvant, à partir de gouttelettes d’un rayon critique de 100 Ǻ, conduit à la formation d’un ion conservant la structure de la molécule intacte et dépourvu de solvant !

- La théorie de l’évaporation ionique (IEM : Ion Evaporation Model) : ! Lorsque la gouttelette atteint un certain rayon, la force du champ à la surface de la gouttelette devient suffisamment grand pour assister la désorption des ions solvatés.!

Principe de l’ionisation electrospray (ESI)

—> Cascades d’explosions coulombiennes! !

Source Electrospray : QUELS IONS ? !

- Protonation, déprotonation, formations d’enduits et de multimères —> Pics «'pseudomoléculaires'» mono ou multichargés!

- Très peu de fragmentation —> CID «'in-source'» MS/MS ou MSn! Obtention d’ions monochargés «'petites Molécules'» ! + + + Positifs [M+H] [M+Na] [M+K] + + + [MM+H] [MM+Na] [MM+K] Négatifs [M-H] [MHCl-H] [MRCO H-H] 2

Ou Obtention d’ions multichargés «!biomolécules!» [M+nX] [M-nX]

n+

n-

X = H, Na, K

Schéma d’une source Electrospray

Principe de fonctionnement d’un spectromètre de masse ESI...