Tandem-massespektrometri, også kendt som MS/MS eller MS2, omfatter flere trin af massespektrometrisk udvælgelse, med en eller anden form for fragmentering mellem trinene. Massespektrometri er en effektiv teknik til kemisk analyse, der anvendes til at identificere ukendte forbindelser, kvantificere kendte forbindelser og til at belyse molekylestrukturen. For at forstå funktionsprincippet fastslås det, at et massespektrometer er en “molekyleknuser”, der måler molekylære og atomare masser af hele molekyler, molekylfragmenter og atomer ved at generere og detektere de tilsvarende gasfaseioner, der er adskilt efter deres masse/ladningsforhold (m/z). Den måler masser, der svarer til molekylestrukturen og den atomare sammensætning af modermolekylet og gør det derfor muligt at bestemme og klarlægge molekylestrukturen.
Nu melder sig det relevante spørgsmål: Hvorfor massespektrometri? Det kan også anvendes til kvantificering af molekylære arter. Den anses for at være en meget følsom teknik og fungerer med meget små mængder prøver (så små som 10-12 g, 10-15 mol) og kan let forbindes med kromatografiske separationsmetoder til identifikation af komponenter i en blanding. Massespektrometri giver også værdifulde oplysninger til en lang række fagfolk: kemikere, biologer, læger, astronomer og miljøsundhedseksperter. Den fungerer ved at generere et spektrum ved at adskille ioner med forskelligt masse/ladningsforhold (m/z), hvor m er den molekylære eller atomare masse, og z er den elektrostatiske ladningsenhed. I mange tilfælde (f.eks. små molekyler) er z = 1 målt m/z = fragmentets masse. Men dette gælder ikke altid for store biomolekyler, der analyseres ved elektrosprøjtning (ESI), z > 1 .
Tandem-massespektrometre findes af mange forskellige typer – hver type har forskellige fordele, ulemper og anvendelsesmuligheder. Alle består af fire hovedafsnit, der er sammenkoblet inlet-ioniseringskilde-analysator-detektor. Alle sektioner holdes normalt under højt vakuum, og instrumentstyring, prøveindsamling og databehandling foregår computerstyret. Datasystem og computerstyring er ofte overset – det mest betydningsfulde fremskridt inden for massespektrometri – giver mulighed for automatisering døgnet rundt og udvikling af moderne, effektive analyseteknikker.
Tandem-massespektrometer er et enkelt instrument med to (eller flere) masseanalysatorer. Den enkleste form består af to massespektrometre (MS/MS) i serie, der er forbundet med et kammer, der kaldes en kollisionscelle. Den prøve, der skal undersøges, sorteres og vejes i det første massespektrometer, hvorefter den brydes i stykker i kollisionscellen, og et stykke eller flere stykker sorteres og vejes i det andet massespektrometer. Tandem-massespektrometeret er opbygget af to eller flere quadrupoler med en kollisionscelle, der adskiller hver quadrupol. Når en prøve er blevet separeret ved kromatografi, går stofferne først gennem en indledende quadrupol, som adskiller blandingen af ioner og kun tildeler visse ioner (prækursorioner), der passerer til kollisionscellen. Den første quadrupol anvendes til at udvælge brugerspecificerede prøve-ioner fra en bestemt komponent; sædvanligvis bliver de molekylært relaterede ioner i kollisionscellen, også kaldet “parent-ioner”, derefter bombarderet med en inert gas (Xe, Ar osv.) og bliver yderligere opdelt i forskellige ladede ioner med forskellig masse (produkt-ioner). Disse produktioner, også kaldet “datterioner”, køres derefter gennem en yderligere quadrupol for at adskille ionerne yderligere, som er indstillet til at overvåge specifikke ionfragmenter. Denne proces kan gentages flere gange for at få meget specifikke målinger. Der er flere anvendelser af tandem-massespektrometre. Klinisk testning og toksikologi, medfødte stofskiftefejl – screening af nyfødte, kræft, diabetes, forskellige giftstoffer, misbrugsmidler osv. Bioteknologi og lægemiddelindustri til bestemmelse af den kemiske struktur af lægemidler og lægemiddelmetabolitter, påvisning/kvantificering af urenheder, lægemidler og deres metabolitter i biologiske væsker og væv. Screening af lægemidler med høj gennemslagskraft, analyse af væskeblandinger, fingeraftryksbestemmelse, nutraceuticals/urtepræparater/opsporing af kilden til naturprodukter eller lægemidler og meget mere. Sekventering og identifikation af proteiner Proteinidentifikation via databasesøgning (SPC og spektral tilpasning), de novo peptidsekventering (spektrumgraf), hybrid, identifikation af posttranslationsmodificerede (PTM) peptider kvantitativ proteomik, identifikation af proteiner, der er forskelligt hyppigt forekommende, og desuden spiller den en væsentlig rolle i proteomik .