Espectrometria de massa tandem, também conhecida como MS/MS ou MS2, envolve múltiplas etapas de seleção da espectrometria de massa, com alguma forma de fragmentação ocorrendo entre as etapas. A espectrometria de massa é uma poderosa técnica para análise química que é utilizada para identificar compostos desconhecidos, para quantificar compostos conhecidos e para elucidar a estrutura molecular. Para compreender o princípio de funcionamento é estabelecido que um espectrômetro de massa é um “esmagador de moléculas” que mede massas moleculares e atômicas de moléculas inteiras, fragmentos moleculares e átomos por geração e detecção dos íons da fase gasosa correspondente, separados de acordo com sua relação massa/carga (m/z). Ele mede massas correspondentes à estrutura molecular e composição atômica da molécula mãe e, portanto, permite a determinação e elucidação da estrutura molecular .
Agora a pergunta pertinente vem à mente que por que a espectrometria de massa? Ela também pode ser usada para quantificação de espécies moleculares. É considerada uma técnica muito sensível e trabalha com quantidades mínimas de amostras (tão baixas quanto 10-12 g, 10-15 mol) e é facilmente interfaceada com métodos de separação cromatográfica para identificação de componentes em uma mistura. A espectrometria de massa também fornece informações valiosas para uma ampla gama de profissionais: químicos, biólogos, médicos, astrônomos, especialistas em saúde ambiental. Funciona gerando espectro através da separação de íons de diferentes relações massa/carga (m/z) onde m é a massa molecular ou atômica, z é a unidade de carga eletrostática. Em muitos casos (como moléculas pequenas), z = 1 medida m/z = massa do fragmento. Mas isto nem sempre é verdade para grandes biomoléculas analisadas por electro-spray (ESI), z > 1 .
O espectrómetro de massa tandem é de muitos tipos diferentes – cada um tem vantagens, desvantagens e aplicações diferentes. Todos consistem em quatro secções principais ligadas entre si – fonte de ionização-analisador-detector. Todas as seções são normalmente mantidas sob alto vácuo e as funções de controle de instrumentos, aquisição de amostras e processamento de dados estão sob controle computadorizado. O sistema de dados e o controle por computador são frequentemente negligenciados – o avanço mais significativo na espectrometria de massa – permite automatização 24 horas por dia, 7 dias por semana e o desenvolvimento de técnicas analíticas modernas e poderosas .
Espectrometro de massa tandem é um único instrumento que utiliza dois (ou mais) analisadores de massa. A forma mais simples consiste em dois espectrômetros de massa (MS/MS) em série conectados por uma câmara conhecida como célula de colisão. A amostra a ser examinada é essencialmente classificada e pesada no primeiro espectrômetro de massa, depois quebrada em pedaços na célula de colisão, e um ou mais pedaços classificados e pesados no segundo espectrômetro de massa. O espectrômetro de massa tandem é construído com dois ou mais quadruplos, com uma célula de colisão que separa cada quadrupolo. Uma vez que uma amostra foi separada por cromatografia, as substâncias passam inicialmente por um quadrupolo inicial que separa a mistura de íons atribuindo apenas determinados íons (íons precursores), passagem para a célula de colisão. O primeiro quadrupolo é utilizado para seleccionar iões de amostra especificados pelo utilizador a partir de um componente específico; normalmente os iões relacionados com as moléculas dentro da célula de colisão, os iões precursores também conhecidos como “iões-pai” são depois bombardeados com um gás inerte (Xe, Ar, etc.) e são ainda decompostos em diferentes iões carregados e em massa (iões de produto). Estes íons de produto também conhecidos como “íons filhas” são então executados através de um quadrupolo adicional para separar ainda mais os íons, que é definido para monitorar fragmentos de íons específicos. Este processo pode ser repetido várias vezes a fim de obter leituras altamente específicas. Existem várias aplicações do espectrómetro de massa tandem. Testes clínicos e toxicológicos, erros inatos de metabolismo – rastreio de recém-nascidos, cancro, diabetes, vários venenos, drogas de abuso, etc. Biotecnologia e farmacêutica para determinar a estrutura química de drogas e metabolitos de drogas, detecção/quantificação de impurezas, drogas e seus metabolitos em fluidos e tecidos biológicos. Rastreio de drogas de alto rendimento, análise de misturas líquidas, impressões digitais, nutracêuticos/fármacos/ferramentas de rastreio de produtos naturais ou drogas e muitos mais. Sequenciamento proteico e identificação de proteínas Identificação através de busca em banco de dados (SPC e alinhamento espectral), seqüenciamento de novo peptídeo (gráfico de espectro), híbrido, identificação de peptídeos pós-modificados (PTM) proteômica quantitativa, identificação de proteínas que são diferentemente abundantes, além de ter um papel significativo na proteômica .