La spectrométrie de masse en tandem, également connue sous le nom de MS/MS ou MS2, implique plusieurs étapes de sélection par spectrométrie de masse, avec une certaine forme de fragmentation se produisant entre les étapes. La spectrométrie de masse est une technique puissante d’analyse chimique qui est utilisée pour identifier des composés inconnus, pour quantifier des composés connus et pour élucider la structure moléculaire. Pour comprendre le principe de fonctionnement, il est établi qu’un spectromètre de masse est un « destructeur de molécules » qui mesure les masses moléculaires et atomiques de molécules entières, de fragments de molécules et d’atomes par la génération et la détection des ions correspondants en phase gazeuse, séparés selon leur rapport masse/charge (m/z). Il mesure les masses correspondant à la structure moléculaire et à la composition atomique de la molécule mère et permet donc la détermination et l’élucidation de la structure moléculaire .
Maintenant la question pertinente vient à l’esprit que pourquoi la spectrométrie de masse ? Elle peut également être utilisée pour la quantification des espèces moléculaires. Elle est considérée comme une technique très sensible et fonctionne avec des quantités infimes d’échantillons (aussi bas que 10-12 g, 10-15 mol) et est facilement interfacée avec les méthodes de séparation chromatographique pour l’identification des composants d’un mélange. La spectrométrie de masse fournit également des informations précieuses à un large éventail de professionnels : chimistes, biologistes, médecins, astronomes, spécialistes de la santé environnementale. Elle fonctionne en générant un spectre par la séparation d’ions de différents rapports masse/charge (m/z) où m est la masse moléculaire ou atomique, z est l’unité de charge électrostatique. Dans de nombreux cas (comme pour les petites molécules), z = 1 mesuré m/z = masse du fragment. Mais ce n’est pas toujours le cas pour les grandes biomolécules analysées par électronébulisation (ESI), z > 1 .
Le spectromètre de masse en tandem est de plusieurs types différents – chacun a des avantages, des inconvénients et des applications différents. Tous sont constitués de quatre sections principales reliées entre elles : source d’ionisation-analysateur-détecteur. Toutes les sections sont généralement maintenues sous vide poussé et les fonctions de contrôle de l’instrument, d’acquisition des échantillons et de traitement des données sont contrôlées par ordinateur. Le système de données et le contrôle par ordinateur sont souvent négligés – l’avancée la plus significative dans la spectrométrie de masse – permet l’automatisation 24/7 et le développement de techniques analytiques modernes et puissantes .
Le spectromètre de masse en tandem est un instrument unique utilisant deux (ou plus) analyseurs de masse. La forme la plus simple consiste en deux spectromètres de masse (MS/MS) en série reliés par une chambre connue sous le nom de cellule de collision. L’échantillon à examiner est essentiellement trié et pesé dans le premier spectromètre de masse, puis brisé en morceaux dans la cellule de collision, et un ou plusieurs morceaux triés et pesés dans le second spectromètre de masse. Le spectromètre de masse en tandem est constitué de deux quadrupôles ou plus, avec une cellule de collision séparant chaque quadrupôle. Une fois l’échantillon séparé par chromatographie, les substances passent d’abord par un premier quadrupôle qui sépare le mélange d’ions en n’allouant que certains ions (ions précurseurs), passage à la cellule de collision. Le premier quadripôle est utilisé pour sélectionner les ions de l’échantillon spécifiés par l’utilisateur à partir d’un composant spécifique. Habituellement, les ions liés aux molécules dans la cellule de collision, les ions précurseurs également appelés « ions parents », sont ensuite bombardés par un gaz inerte (Xe, Ar, etc.) et sont décomposés en différents ions chargés et de masse différente (ions produits). Ces ions produits, également connus sous le nom d' »ions filles », passent ensuite dans un quadripôle supplémentaire pour séparer davantage les ions, qui est réglé pour surveiller des fragments d’ions spécifiques. Ce processus peut être répété plusieurs fois afin d’obtenir des lectures très spécifiques. Il existe plusieurs applications du spectromètre de masse en tandem. Les tests cliniques et la toxicologie, les erreurs innées du métabolisme (dépistage néonatal), le cancer, le diabète, les différents poisons, les drogues d’abus, etc. Biotechnologie et pharmacie pour déterminer la structure chimique des médicaments et de leurs métabolites, détection/quantification des impuretés, des médicaments et de leurs métabolites dans les fluides et les tissus biologiques. Dépistage de médicaments à haut rendement, analyse de mélanges liquides, empreintes digitales, nutraceutiques/médicaments à base de plantes/traçage de la source de produits naturels ou de médicaments, etc. Séquençage et identification des protéines Identification des protéines via la recherche dans les bases de données (SPC et alignement spectral), séquençage de novo des peptides (graphique spectral), hybride, identification des peptides modifiés après traduction (PTM) protéomique quantitative, identification des protéines qui sont différentiellement abondantes, en outre elle a un rôle important dans la protéomique .