La espectrometría de masas en tándem, también conocida como MS/MS o MS2, implica múltiples pasos de selección de la espectrometría de masas, con alguna forma de fragmentación entre las etapas. La espectrometría de masas es una potente técnica de análisis químico que se utiliza para identificar compuestos desconocidos, cuantificar compuestos conocidos y dilucidar la estructura molecular. Para entender el principio de funcionamiento se establece que un espectrómetro de masas es un «aplastador de moléculas» que mide las masas moleculares y atómicas de moléculas enteras, fragmentos moleculares y átomos mediante la generación y detección de los correspondientes iones en fase gaseosa, separados según su relación masa-carga (m/z). Mide las masas correspondientes a la estructura molecular y a la composición atómica de la molécula madre y, por lo tanto, permite determinar y dilucidar la estructura molecular.
Ahora viene a la mente la pregunta pertinente de por qué la espectrometría de masas? También puede utilizarse para la cuantificación de especies moleculares. Se considera una técnica muy sensible y funciona con cantidades mínimas de muestras (tan bajas como 10-12 g, 10-15 mol) y se interconecta fácilmente con los métodos de separación cromatográfica para la identificación de los componentes de una mezcla. La espectrometría de masas también proporciona información valiosa a una amplia gama de profesionales: químicos, biólogos, médicos, astrónomos, especialistas en salud ambiental. Funciona generando un espectro mediante la separación de iones de diferente relación masa/carga (m/z), donde m es la masa molecular o atómica y z es la unidad de carga electrostática. En muchos casos (como las moléculas pequeñas), z = 1 medida m/z = masa del fragmento. Pero esto no siempre es cierto en el caso de las grandes biomoléculas analizadas por electro pulverización (ESI), z > 1 .
El espectrómetro de masas en tándem es de muchos tipos diferentes, cada uno de los cuales tiene diferentes ventajas, inconvenientes y aplicaciones. Todos constan de cuatro secciones principales conectadas entre sí: fuente de ionización, analizador y detector. Todas las secciones suelen mantenerse en alto vacío y las funciones de control del instrumento, adquisición de muestras y procesamiento de datos están bajo control informático. El sistema de datos y el control por ordenador suelen ser los avances más significativos en la espectrometría de masas, ya que permiten la automatización 24/7 y el desarrollo de potentes técnicas analíticas modernas.
El espectrómetro de masas en tándem es un instrumento único que utiliza dos (o más) analizadores de masas. La forma más sencilla consiste en dos espectrómetros de masas (MS/MS) en serie conectados por una cámara conocida como célula de colisión. La muestra que se va a examinar se clasifica y pesa esencialmente en el primer espectrómetro de masas, luego se rompe en trozos en la célula de colisión, y uno o varios trozos se clasifican y pesan en el segundo espectrómetro de masas. El espectrómetro de masas en tándem está construido con dos o más cuadrupolos, con una célula de colisión que separa cada cuadrupolo. Una vez que la muestra ha sido separada por cromatografía, las sustancias pasan inicialmente por un primer cuadrupolo que separa la mezcla de iones asignando sólo ciertos iones (iones precursores), el paso a la célula de colisión. El primer cuadrupolo se utiliza para seleccionar los iones de la muestra especificados por el usuario de un componente concreto; normalmente los iones relacionados con las moléculas dentro de la célula de colisión los iones precursores también conocidos como «iones padre» son bombardeados a continuación con un gas inerte (Xe, Ar, etc.) y se descomponen en iones de carga y masa diferentes (iones producto). Estos iones producto, también conocidos como «iones hijos», se hacen pasar por un cuadrupolo adicional para separar aún más los iones, que está configurado para controlar fragmentos de iones específicos. Este proceso puede repetirse varias veces para obtener lecturas muy específicas. Existen varias aplicaciones del espectrómetro de masas en tándem. Pruebas clínicas y toxicología, detección de errores innatos del metabolismo en los recién nacidos, cáncer, diabetes, diversos venenos, drogas de abuso, etc. Biotecnología y farmacia para determinar la estructura química de los fármacos y sus metabolitos, detección/cuantificación de impurezas, fármacos y sus metabolitos en fluidos y tejidos biológicos. Cribado de fármacos de alto rendimiento, análisis de mezclas líquidas, toma de huellas dactilares, fármacos nutracéuticos/herbales/rastreo de la fuente de productos naturales o fármacos y muchos más. Secuenciación e identificación de proteínas Identificación a través de la búsqueda en bases de datos (SPC y alineación espectral), secuenciación de péptidos de novo (gráfico de espectro), híbridos, identificación de péptidos modificados postraduccionalmente (PTM) proteómica cuantitativa, identificación de proteínas que son diferencialmente abundantes, además tiene un papel importante en la proteómica .