Tandem-massaspektrometria, joka tunnetaan myös nimellä MS/MS tai MS2, sisältää useita massaspektrometrisen valinnan vaiheita, joiden välillä tapahtuu jonkinlainen fragmentoituminen. Massaspektrometria on tehokas kemiallisen analyysin tekniikka, jota käytetään tuntemattomien yhdisteiden tunnistamiseen, tunnettujen yhdisteiden kvantifiointiin ja molekyylirakenteen selvittämiseen. Toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi todetaan, että massaspektrometri on ”molekyylimurskain”, joka mittaa kokonaisten molekyylien, molekyylifragmenttien ja atomien molekyyli- ja atomimassat tuottamalla ja havaitsemalla vastaavia kaasufaasi-ioneja, jotka on erotettu massa-lataussuhteensa (m/z) mukaan. Se mittaa massat, jotka vastaavat perusmolekyylin molekyylirakennetta ja atomikoostumusta, ja mahdollistaa siten molekyylirakenteen määrittämisen ja selvittämisen.
Nyt tulee mieleen aiheellinen kysymys, miksi massaspektrometria? Sitä voidaan käyttää myös molekyylilajien kvantifiointiin. Sitä pidetään erittäin herkkänä tekniikkana, ja se toimii pienillä näytemäärillä (vain 10-12 g, 10-15 mol), ja se on helppo yhdistää kromatografisiin erotusmenetelmiin seoksen komponenttien tunnistamiseksi. Massaspektrometria tarjoaa myös arvokasta tietoa monille erilaisille ammattilaisille: kemisteille, biologeille, lääkäreille, tähtitieteilijöille ja ympäristöterveydenhuollon asiantuntijoille. Se toimii tuottamalla spektrin erottamalla ionit, joiden massan ja varauksen suhde on erilainen (m/z), jossa m on molekyyli- tai atomimassa ja z on sähköstaattinen varausyksikkö. Monissa tapauksissa (kuten pienissä molekyyleissä) z = 1 mitattuna m/z = fragmentin massa. Tämä ei kuitenkaan aina pidä paikkaansa suurissa biomolekyyleissä, jotka analysoidaan sähkösumutuksella (ESI), z > 1 .
Tandem-massaspektrometrejä on monia erityyppisiä – jokaisella on erilaiset edut, haitat ja sovellukset. Kaikki koostuvat neljästä pääosasta, jotka ovat yhteydessä toisiinsa inlet-ionisaatiolähde-analysaattori-detektori. Kaikki osiot pidetään yleensä korkeassa tyhjiössä, ja laitteen ohjauksen, näytteenoton ja tietojenkäsittelyn toiminnot ovat tietokoneen valvonnassa. Tietojärjestelmä ja tietokoneohjaus jätetään usein huomiotta – merkittävin edistysaskel massaspektrometriassa – mahdollistaa 24/7-automaation ja nykyaikaisten tehokkaiden analyysitekniikoiden kehittämisen.
Tandem-massaspektrometri on yksi laite, jossa käytetään kahta (tai useampaa) massa-analysaattoria. Yksinkertaisin muoto koostuu kahdesta massaspektrometristä (MS/MS), jotka on kytketty sarjaan kammiolla, jota kutsutaan törmäyskennoksi. Tutkittava näyte pääasiassa lajitellaan ja punnitaan ensimmäisessä massaspektrometrissä, sitten se hajotetaan kappaleiksi törmäyskennossa ja pala tai palat lajitellaan ja punnitaan toisessa massaspektrometrissä. Tandem-massaspektrometri koostuu kahdesta tai useammasta kvadrupolista, joiden välissä on törmäyskenno. Kun näyte on erotettu kromatografisesti, aineet kulkevat aluksi ensimmäisen kvadrupolin läpi, joka erottaa ioniseoksen ja antaa vain tietyt ionit (esiasteionit), jotka kulkevat törmäyskennoon. Ensimmäistä kvadrupolia käytetään käyttäjän määrittelemien näyteionien valitsemiseen tietystä komponentista; yleensä molekyyliin liittyvät ionit törmäyskennossa esiaste-ionit, jotka tunnetaan myös nimellä ”emoionit”, pommitetaan sitten inertillä kaasulla (Xe, Ar jne.), ja ne hajoavat edelleen erilaisiksi varatuiksi ja massaltaan erilaisiksi ioneiksi (tuoteionit). Nämä tuoteionit, jotka tunnetaan myös nimellä ”tytärionit”, ajetaan sitten ylimääräisen kvadrupolin läpi ionien erottamiseksi edelleen, joka on asetettu seuraamaan tiettyjä ionifragmentteja. Tämä prosessi voidaan toistaa useita kertoja erittäin spesifisten lukemien saamiseksi. Tandem-massaspektrometrillä on useita sovelluksia. Kliininen testaus ja toksikologia, synnynnäiset aineenvaihduntavirheet – vastasyntyneiden seulonta, syöpä, diabetes, erilaiset myrkyt, väärinkäyttöhuumeet jne. Biotekniikka ja lääketiede lääkkeiden ja niiden aineenvaihduntatuotteiden kemiallisen rakenteen määrittämiseksi, epäpuhtauksien, lääkkeiden ja niiden aineenvaihduntatuotteiden havaitsemiseksi ja kvantifioimiseksi biologisissa nesteissä ja kudoksissa. Korkean läpäisykyvyn huumeseulonta, nesteseosten analysointi, sormenjälkien määritys, ravitsemuslääkkeet/kasviperäiset lääkkeet/luontaistuotteiden tai lääkkeiden alkuperän jäljittäminen ja paljon muuta. Proteiinien sekvensointi ja tunnistaminen proteiinien tunnistaminen tietokantahaun avulla (SPC ja spektrinen kohdistaminen), de novo peptidien sekvensointi (spektrografi), hybridi, translaation jälkeen modifioitujen (PTM) peptidien tunnistaminen kvantitatiivinen proteomiikka, sellaisten proteiinien tunnistaminen, jotka ovat differentiaalisesti runsaasti esiintyviä, lisäksi sillä on merkittävä rooli proteomiikan alalla.