Tandemová hmotnostní spektrometrie, známá také jako MS/MS nebo MS2, zahrnuje několik stupňů výběru hmotnostního spektra, přičemž mezi jednotlivými stupni dochází k určité formě fragmentace. Hmotnostní spektrometrie je výkonná technika chemické analýzy, která se používá k identifikaci neznámých sloučenin, ke kvantifikaci známých sloučenin a k objasnění molekulární struktury. Pro pochopení principu činnosti je stanoveno, že hmotnostní spektrometr je „rozbíječ molekul“, který měří molekulové a atomové hmotnosti celých molekul, molekulových fragmentů a atomů generováním a detekcí odpovídajících iontů v plynné fázi, separovaných podle poměru hmotnosti a náboje (m/z). Měří hmotnosti odpovídající molekulární struktuře a atomovému složení mateřské molekuly, a tudíž umožňuje určit a objasnit molekulární strukturu .
Nyní přichází na mysl relevantní otázka, proč hmotnostní spektrometrie? Lze ji také použít ke kvantifikaci molekulárních druhů. Je považována za velmi citlivou techniku a pracuje s nepatrnými množstvími vzorků (již od 10-12 g, 10-15 mol) a je snadno propojitelná s chromatografickými separačními metodami pro identifikaci složek ve směsi. Hmotnostní spektrometrie také poskytuje cenné informace širokému spektru odborníků: chemikům, biologům, lékařům, astronomům, specialistům na ochranu životního prostředí. Funguje tak, že generuje spektrum oddělením iontů s různým poměrem hmotnosti a náboje (m/z), kde m je molekulová nebo atomová hmotnost, z je jednotka elektrostatického náboje. V mnoha případech (např. u malých molekul) se z = 1 měří m/z = hmotnost fragmentu. To však neplatí vždy pro velké biomolekuly analyzované pomocí elektrospreje (ESI), z > 1 .
Tandemový hmotnostní spektrometr je mnoha různých typů – každý má jiné výhody, nevýhody a použití. Všechny se skládají ze čtyř hlavních částí spojených dohromady vstup-ionizační zdroj-analyzátor-detektor. Všechny sekce jsou obvykle udržovány ve vysokém vakuu a funkce řízení přístroje, sběru vzorků a zpracování dat jsou řízeny počítačem. Datový systém a počítačové řízení je často přehlíženo – nejvýznamnější pokrok v hmotnostní spektrometrii – umožňuje nepřetržitou automatizaci a vývoj moderních výkonných analytických technik .
Tandemový hmotnostní spektrometr je jediný přístroj využívající dva (nebo více) hmotnostních analyzátorů. Nejjednodušší forma se skládá ze dvou hmotnostních spektrometrů (MS/MS) v sérii spojených komorou známou jako kolizní cela. Zkoumaný vzorek se v podstatě roztřídí a zváží v prvním hmotnostním spektrometru, poté se v kolizní komoře rozdělí na kousky a kus nebo kusy se roztřídí a zváží v druhém hmotnostním spektrometru. Tandemový hmotnostní spektrometr je konstruován ze dvou nebo více kvadrupólů, přičemž každý kvadrupól je oddělen kolizní komorou. Jakmile je vzorek separován chromatograficky, látky nejprve procházejí počátečním kvadrupólem, který oddělí směs iontů a přidělí pouze určité ionty (prekurzorové ionty), průchod do kolizní cely. První kvadrupól se používá k výběru uživatelem specifikovaných iontů vzorku z určité složky; obvykle molekulárně příbuzné ionty v kolizní cele jsou pak prekurzorové ionty, známé také jako „rodičovské ionty“, bombardovány inertním plynem (Xe, Ar atd.) a dále se rozkládají na různě nabité a hmotnostní ionty (produktové ionty). Tyto produktové ionty, známé také jako „dceřiné ionty“, pak procházejí dalším kvadrupólem, aby se ionty dále oddělily, který je nastaven na sledování specifických iontových fragmentů. Tento proces lze několikrát opakovat, aby se získaly vysoce specifické údaje . Existuje několik aplikací tandemového hmotnostního spektrometru. Klinické testování a toxikologie, vrozené vady metabolismu – screening novorozenců, rakovina, diabetes, různé jedy, drogy zneužívání atd. Biotechnologie a farmacie ke stanovení chemické struktury léčiv a metabolitů léčiv, detekce/kvantifikace nečistot, léčiv a jejich metabolitů v biologických tekutinách a tkáních. Screening léčiv s vysokou průchodností, analýza kapalných směsí, určování otisků prstů, nutraceutika/rostlinná léčiva/sledování zdroje přírodních produktů nebo léčiv a mnoho dalších. Sekvenování a identifikace proteinů identifikace proteinů prostřednictvím vyhledávání v databázích (SPC a spektrální zarovnání), sekvenování peptidů de novo (spektrální graf), hybrid, identifikace posttranslačně modifikovaných (PTM) peptidů kvantitativní proteomika, identifikace proteinů, které jsou diferenciálně hojné, kromě toho má významnou úlohu v proteomice .
.