ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ. Αναστασία Δέτση Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ Αναστασία Δέτση Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ (Mass Spectrometry, MS) Περίγραμμα παρουσίασης Εισαγωγή-Ιστορική αναδρομή Αρχή μεθόδου Μέθοδοι ιοντισμού Αναλυτές μαζών

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ (Mass Spectrometry, MS) Μοριακό βάρος Διερεύνηση δομής Ταυτοποίηση ουσίας Ποσοτικός προσδιορισμός

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ: Ιστορική αναδρομή Ο φυσικός J.J. Thomson (Πανεπιστήμιο Cambridge) κατασκεύασε τον πρώτο φασματογράφο μάζας (βραβείο Nobel 1906) Ο φυσικός Francis Aston (Πανεπιστήμιο Cambridge) εφαρμόζει τη φασματομετρία μάζας για τη μέτρηση της μάζας των ισοτόπων των στοιχείων (βραβείο Nobel 1922) 1920: αναπτύσσονται η μέθοδος ιονισμού με ηλεκτρόνια (Electron impact ionization) και ο μαγνητικός αναλυτής μάζας

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ: Ιστορική αναδρομή 1948-52 Αναπτύσσονται οι αναλυτές μάζας χρόνου πτήσης (Time of Flight (TOF) 1955: Αναπτύσσονται τα τετράπολα φίλτρα ιόντων από τον W. Paul, ο οποίος επίσης εφευρίσκει την παγίδα ιόντων το 1983 (βραβείο Nobel 1989) 1968: Αναπτύσσεται η συζευγμένη φασματομετρία μάζας (Tandem mass spectroscopy)

6

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ: Εφαρμογές Η φασματομετρία μάζας αποτελεί μια αναλυτική τεχνική με μεγάλο εύρος εφαρμογών: Χαρακτηρισμός βιομορίων Πεπτίδια Ολιγονουκλεοτίδια Προσδιορισμός της δομής πρωτεϊνών και γενικά μακρομορίων Έλεγχος φαρμακοδιέγερσης (doping control) Προσδιορισμός μεταβολιτών των φαρμακευτικών ουσιών Αναλύσεις τροφίμων για φυτοφάρμακα Οργανική Σύνθεση Ταυτοποίηση ενώσεων Ιατροδικαστικές / Κλινικές αναλύσεις Περιβαλλοντικές μελέτες Εδαφολογικές Γεωχημικές μελέτες

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ: Θεωρητική Αρχή Διαφορετικές ενώσεις μπορούν να ταυτοποιηθούν από τη σχετική μοριακή τους μάζα Butorphanol (οπιοειδές αναλγητικό) HO N -CH 2 - OH L-DOPA (νευροδιαβιβαστής) HO HO COOH -CH 2 CH-NH 2 αιθανόλη CH 3 CH 2 OH MW = 327.1 MW = 197.2 MW = 46.1

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ: Θεωρητική Αρχή Για τα μικρά οργανικά μόρια (MW<1000Da) το ΜW μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια 5ppm (0.0005%), που αποτελεί ικανοποιητική ακρίβεια για τον προσδιορισμό του μοριακού τύπου μιας άγνωστης ένωσης. Για μεγάλα βιομόρια το ΜW προσδιορίζεται με ακρίβεια 0.01% (π.χ. +/- 5 Da για μια πρωτεϊνη 50 kda). 1 Dalton = 1 atomic mass unit (1 amu)

Σχετική αφθονία (%) Η προς ανάλυση ουσία βομβαρδίζεται με μια δέσμη ηλεκτρονίων η οποία έχει ενέργεια ικανή να διασπάσει δεσμούς και να δημιουργήσει θραύσματα του μορίου. Τα παραγόμενα φορτισμένα θραύσματα επιταχύνονται υπό κενό μέσω μαγνητικού πεδίου και διαχωρίζονται ανάλογα με το λόγο μάζα/φορτίο (mass-to-charge ratio, m/z). To μεγαλύτερο ποσοστό των παραγόμενων φορτισμένων θραυσμάτων έχει φορτίο +1, επομένως η τιμή m/z ισοδυναμεί με το μοριακό βάρος του θραύσματος. ενέργειας A A +. Μόριο στην αέρια φάση Ηλεκτρόνια υψηλής ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΜΑΖΑΣ: Αρχή μεθόδου ιονισμός B +. C +. D +. θραυσματοποίηση Ανίχνευσηκαταγραφή D +. C +. m/z B +. A +.

Σχηματική αναπαράσταση φασματογράφου μάζας Διαχωρισμός - Εισαγωγή του δείγματος Επιτάχυνση - Μεταφορά των ιόντων στον αναλυτή Ανίχνευση των ιόντων + _ Παραγωγή ιόντων φορτίου z στην αέρια φάση Διαχωρισμός ανάλογα με τη μάζα και το φορτίο του ιόντος (m/z)

Σχηματική αναπαράσταση φασματογράφου μάζας Σύστημα εισαγωγής Πηγή Ιονισμού Αναλυτής Μαζών Ανιχνευτής Κενό

Φάσμα μάζας Το φάσμα μαζών που προκύπτει, είναι η γραφική παράσταση της σχετικής αφθονίας (relative abundance) των παραγόμενων ιόντων σε συνάρτηση με το λόγο m/z. m/z (μάζα/φορτίο)

Συστήματα εισαγωγής δείγματος GC-MS - Gas Chromatography MS (Αέρια Χρωματογραφία- Φασματομετρία Μάζας) Διαχωρισμός πτητικών ουσιών με αέρια χρωματογραφία και στη συνέχεια εισαγωγή σε MS LC-MS - Liquid Chromatography MS (Υγρή Χρωματογραφία-Φασματομετρία Μάζας) Διαχωρισμός ευαίσθητων ενώσεων από HPLC και εισαγωγή σε MS MS-MS - Tandem Mass Spectrometry (Συζευγμένη Φασματομετρία μάζας) Διαχωρισμός θραυσμάτων μορίων από MS και εισαγωγή σε δεύτερο MS LC/LC-MS/MS-Tandem LC and Tandem MS Διαχωρισμός από διπλό σύστημα HPLC και εισαγωγή σε διπλό MS

Μέθοδοι ιοντισμού Electron Impact (EI) Μικρά μόρια έως 1000 Daltons Fast Atom Bombardment (FAB) Μη πτητικά μόρια έως 6000 Daltons Electrospray Ionization (ESI) Μεγάλα μόρια έως 200,000 Daltons Matrix Assisted Laser Desorption (MALDI) Βιοπολυμερή μέχρι 500 kd Atmospheric Pressure Chemical Ionization (APCI) Μη πολικά μόρια έως 2,000 Daltons Chemical Ionization (CI) Σκληρός ιοντισμός Ήπιος ιοντισμός

Ιοντισμός μέσω σύγκρουσης με ηλεκτρόνιο (Electron Ionization, EI) Οι συγκρούσεις μεταξύ των e και των ουδέτερων μορίων προκαλούν θραυσματοποίηση και ιοντισμό Άνοδος (παγίδα ηλεκτρονίων) Θετικά ιόντα Θετικό δυναμικό (τα σχηματιζόμενα θετικά ιόντα απωθούνται από την πηγή ιόντων) Κάθοδος (παράγει ηλεκτρόνια με ενέργεια 70eV)

Ιοντισμός μέσω σύγκρουσης με ηλεκτρόνιο (Electron Ionization, EI) Παράγεται δέσμη ηλεκτρονίων από ηλεκτρικά θερμαινόμενο νήμα (W ή Re) Το δείγμα εισάγεται στην αέρια φάση Ο θάλαμος συγκρούσεων βρίσκεται υπό ελαττωμένη πίεση (10-5 Torr) Η σύγκρουση ενός ηλεκτρονίου με ένα μόριο της ένωσης προκαλεί ιοντισμό και σχηματισμό: μοριακού ιόντος (μητρικό ιόν) e - + M M + + 2 e - είτε θραυσμάτων (θυγατρικά ιόντα) - fragmentation M + F 1+ + N 1

Ιοντισμός μέσω σύγκρουσης με ηλεκτρόνιο (Electron Ionization, EI) Ενέργεια 70eV 5. 10 6 m/s Ενέργεια αρκετή για τη διάσπαση όλων των δεσμών ενός μορίου (μέση ενέργεια δεσμού 5eV) Παράγονται πολλά θραύσματα P = 10-5 Torr H ελαττωμένη πίεση εξασφαλίζει ότι τα μόρια και τα ιόντα που σχηματίζονται συμπεριφέρονται σαν ανεξάρτητες οντότητες και δεν συγκρούονται μεταξύ τους

Φάσμα EI-MS της CH 3 COCH 3 (MW 58) Ιόν βάσης m/z 43 Μοριακό ιόν m/z 58

Φάσμα EI-MS της εφεδρίνης (MW 165) Ιόν βάσης [Μ-C 3 NH 8 ]+ m/z 58 Το μοριακό ιόν δεν ανιχνεύεται

Ιοντισμός μέσω σύγκρουσης με ηλεκτρόνιο Πλεονεκτήματα (Electron Ionization, EI) Υψηλή αναπαραγωγισιμότητα της θραυσματοποίησης γιατί Είναι φυσική και όχι χημική διεργασία Η θραυσματοποίηση περιλαμβάνει μονομοριακές αντιδράσεις στην αέρια φάση Είναι εφαρμόσιμη σε μόρια που δεν διασπώνται στην υψηλή θερμοκρασία που απαιτείται για τη μετατροπή τους στην αέρια φάση Μειονεκτήματα Ο ιοντισμός μέσω σύγκρουσης με ηλεκτρόνια ενέργειας 70V είναι μια διεργασία υψηλής ενέργειας ( σκληρός ιοντισμός) με αποτέλεσμα να: σχηματίζονται πολλά θραύσματα το μοριακό ιόν συχνά δεν ανιχνεύεται

Χημικός Ιοντισμός (Chemical Ionization, CI) Τα μόρια της υπό ανάλυση ουσίας συγκρούονται με τα ιόντα ενός αντιδρώντος αερίου (reagent gas, RG). To αντιδρών αέριο (RG) εισάγεται μαζί με το δείγμα Δέσμη ηλεκτρονίων παράγει ιόντα του αερίου τα οποία αντιδρούν με τα μόρια του δείγματος Προκύπτουν μοριακά ιόντα (ΜW+1, ΜW-1) αλλά και ιόντα προσθήκης με το αντιδρών αέριο Απλά φάσματα χωρίς έντονη θραυσματοποίηση RG + e - RG ± + e - + e - M + RG ± M 1± + N 1 Αντιδρώντα αέρια: CH 4, NH 3, i-c 4 H 10, H 2 O, CH 3 OH

Χημικός Ιοντισμός (Chemical Ionization, CI) Απαραίτητες προϋποθέσεις: 1. Η συγκέντρωση του αντιδρώντος αερίου να είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του δείγματος Με αυτό τον τρόπο εξασφαλίζεται ότι στατιστικά είναι πιθανότερος ο ιοντισμός των μορίων του αερίου και όχι του δείγματος. 2. Η πίεση στο θάλαμο είναι σχετικά υψηλή (0.3-1 Torr). Με αυτό τον τρόπο αυξάνεται η πιθανότητα να αλληλεπιδράσει το δείγμα με τα ιόντα του αντιδρώντος αερίου.

Φάσμα CI-MS της εφεδρίνης (MW 165), αντιδρών αέριο CH 4 Ιόν βάσης [Μ-C 3 NH 8 ] + m/z 58 Θραύσμα [M-ΟH] + m/z 148 Μοριακό ιόν [M+H] + m/z 166

Χημικός Ιοντισμός (Chemical Ionization, CI) Πλεονεκτήματα Ήπια τεχνική ιοντισμού Παρέχει πληροφορίες για τη μοριακή μάζα Μειονεκτήματα Το φάσμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συνθήκες ιοντισμού (θερμοκρασία, πίεση, καθαρότητα αντιδρώντος αερίου) με αποτέλεσμα να μην υπάρχει πάντα επαναληψιμότητα. Το δείγμα πρέπει να είναι πτητικό (ΜW<800Da)

Ιοντισμός με ηλεκτροψεκασμό (Electron Spray Ionization, ESI)

Ιοντισμός με ηλεκτροψεκασμό (Electron Spray Ionization, ESI) Αραιό διάλυμα του δείγματος (<1 mg/l) διαχέεται μέσω λεπτής ακίδας σε υψηλό ηλεκτρικό πεδίο Ο διαλύτης εξατμίζεται μέσω διαβίβασης θερμού αερίου Ν 2,τα σταγονίδια διασπώνται σε μικρότερα (Coulombic fission) ώσπου το κάθε σταγονίδιο να αποτελείται από ένα ιόν Προκαλείται εκνέφωση του διαλύματος με χρήση αερίου Ν 2 και σχηματίζονται φορτισμένα σταγονίδια Tα σχηματιζόμενα ιόντα οδηγούνται στο θάλαμο χαμηλής πίεσης και στη συνέχεια στον ανιχνευτή

ESI: μηχανισμός σχηματισμού ιόντων Μοντέλο υπολειμματικού φορτίου (charge residue model, CRM) Ο διαλύτης που περιέχεται στο μητρικό σταγονίδιο εξατμίζεται προκαλώντας διαδοχικές διασπάσεις του σταγονιδίου μέχρι να εξατμιστεί όλη η ποσότητα διαλύτη οπότε το υπολειμματικό φορτίο ιοντίζει τα μόρια του δείγματος.

ESI: μηχανισμός σχηματισμού ιόντων Μοντέλο εξάτμισης ιόντων (Ion Evaporation Model) Η αυξημένη πυκνότητα φορτίου που προκύπτει από την εξάτμιση του διαλύτη προκαλεί απωστικές δυνάμεις Coulomb οι οποίες υπερνικούν την επιφανειακή τάση του υγρού απελευθερώνοντας τα ιόντα από την επιφάνεια των σταγονιδίων. Το μοντέλο ΙΕΜ είναι ο πιθανότερος μηχανισμός σχηματισμού ιόντων στην περίπτωση μικρών μορίων, πεπτιδίων και μικρών πρωτεϊνών.

ESI: Θετικά και Αρνητικά Ιόντα Μέτρηση θετικών ιόντων: ανιχνεύεται το ιόν (M + H) + (προκύπτει με προσθήκη οξέος, π.χ. HCOOH, στο διαλύτη). Χρησιμοποιείται όταν το δείγμα έχει χαρακτηριστικές ομάδες που δέχονται Η+ (όπως αμίδια ή αμινο-ομάδες που υπάρχουν σε πεπτίδια και πρωτεϊνες) Μέτρηση αρνητικών ιόντων: ανιχνεύεται το ιόν (M - H) - (προκύπτει με προσθήκη βάσης, π.χ. ΝΗ 3, στο διαλύτη). Χρησιμοποιείται όταν το δείγμα έχει χαρακτηριστικές ομάδες που αποβάλλουν Η+ (όπως καρβοξυλικά οξέα και υδροξυλομάδες που υπάρχουν στα νουκλεϊκά οξέα και τα σάκχαρα).

Χαρακτηριστικά των ιόντων που παράγονται με ESI Η τεχνική ESI είναι θερμική διεργασία (στην πηγή ιόντων η πίεση είναι 1atm) Μικρή θραυσματοποίηση (σε σύγκριση με την τεχνική ΕΙ) Τα ιόντα παράγονται μέσω μεταφοράς ιόντων και συνήθως είναι (M+H) +, (M+Na) +, ή (M-H) -, σπανιότερα M + ή M - Συχνά παράγονται ιόντα πολλαπλού φορτίου (M+2H) 2+ ή (M+10H) 10+ Τα περισσότερα ιόντα εμφανίζονται σε m/z 500-1500

Ιοντισμός με ηλεκτροψεκασμό (Electron Spray Ionization, ESI) Πλεονεκτήματα Ήπια μέθοδος ιοντισμού Μεγάλη πιθανότητα να παρατηρηθεί το μοριακό ιόν Μπορούν να αναλυθούν ευαίσθητες ουσίες Η προς ανάλυση ουσία δε χρειάζεται να είναι πτητική Οι πρωτεϊνες και τα πεπτίδια αναλύονται εύκολα Τα άλατα μπορούν επίσης να αναλυθούν Είναι εύκολο να συζευχθεί με υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης (HPLC) Παράγονται θετικά και αρνητικά ιόντα από την ίδια πηγή

Ιοντισμός με ηλεκτροψεκασμό (Electron Spray Ionization, ESI) Μειονεκτήματα Η προς ανάλυση ουσία πρέπει να έχει όξινη ή βασική ομάδα Οι υδρογονάνθρακες και τα στεροειδή δεν ιοντίζονται εύκολα μέσω ESI Η ουσία πρέπει να είναι διαλυτή σε έναν πολικό, πτητικό διαλύτη (π.χ. μεθανόλη) Η τεχνική ESI είναι λιγότερο αποτελεσματική από άλλες τεχνικές ιοντισμού Τα περισσότερα ιόντα δεν φτάνουν στο θάλαμο υψηλού κενού Είναι πολύ ευαίσθητη σε ανεπιθύμητες προσμίξεις Τα ιόντα των διαλυτών υπάρχει πιθανότητα να κυριαρχούν στο φάσμα

Ιοντισμός εκρόφησης με λέιζερ υποβοηθούμενη από υλικό μήτρας (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization, MALDI) To δείγμα (Μ) αναμιγνύεται με υλικό μήτρας (Χ) που απορροφά στο UV (π.χ. παράγωγο βενζοϊκού οξέος) και τοποθετείται σε δειγματοφορέα. Το μίγμα ακτινοβολείται με παλμικό λέιζερ, η ενέργεια απορροφάται από το υλικό μήτρας, μεταδίδεται στο δείγμα το οποίο εκροφάται και ιοντίζεται. Μηχανισμός ιοντισμού: μεταφορά πρωτονίου ΧΗ + + Μ ΜΗ + + Χ

MALDI Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Σχετικά ήπια τεχνική ιοντισμού Μπορούν να ιοντιστούν μόρια πολύ μεγάλου μοριακού βάρους Το μόριο δε χρειάζεται να είναι πτητικό Είναι πολύ εύκολο να επιτευχθεί ευαισθησία της τάξης των picomole Τα φάσματα είναι εύκολο να ερμηνευθούν Μπορούν να ανιχνευθούν θετικά και αρνητικά ιόντα Υπάρχει μεγάλο εύρος μορίων που χρησιμοποιούνται ως μήτρες Τα ιόντα από τη μήτρα παρεμποδίζουν την ανίχνευση κορυφών σε χαμηλά m/z (<600) Το προς ανάλυση μόριο πρέπει να έχει πολύ χαμηλή τάση ατμών Η χρήση παλμικού λέιζερ περιορίζει τη συμβατότητα με πολλούς αναλυτές μαζών. Δεν είναι εύκολη η σύζευξη MALDI-HPLC Μόρια που απορροφούν στη συχνότητα του λέιζερ μπορεί να είναι προβληματικά στην ανάλυση (π.χ. πεπτίδια επισημασμένα με φλουορεσκεϊνη)

Επιλογή Φασματομετρικής Τεχνικής Κριτήρια επιλογής: Μοριακό Βάρος, Πτητικότητα, Πολικότητα

Συνοπτικά Μέθοδος Ιοντισμού Ουσίες προς ανάλυση Τρόπος εισαγωγής δείγματος Εύρος μαζών Χαρακτηριστικά μεθόδου Electron Impact (EI) Σχετικά μικρού μοριακού βάρους. Πτητικές. Αέρια χρωματογραφία (GC), διάλυμα ή στερεό (με ειδική εισαγωγή) Έως 1000 Daltons Σκληρή μέθοδος ιοντισμού. Παρέχει πληροφορίες για τη δομή των ενώσεων. Chemical Ionization (CI) Σχετικά μικρού μοριακού βάρους. Πτητικές. Αέρια χρωματογραφία (GC), διάλυμα ή στερεό (με ειδική εισαγωγή) Έως 1000 Daltons Ήπια μέθοδος ιοντισμού. Ανιχνεύεται το μοριακό ιόν. Electrospray (ESI) Οργανικά μόρια- Πεπτίδιαπρωτεϊνες. Μη πτητικές. Υγρή χρωματογραφία (LC) Έως 200,000 Daltons Ήπια μέθοδος ιοντισμού. Συχνά εμφανίζονται ιόντα πολλαπλού φορτίου. Matrix Assisted Laser Desorption (MALDI) Πεπτίδιαπρωτεϊνες. Μη πτητικές. Το δείγμα αναμιγνύεται με στερεή μήτρα. Έως 500,000 Daltons Ήπια μέθοδος ιοντισμού. Πολύ υψηλό εύρος μαζών.

Αναλυτές Μαζών Αναλυτής Μαγνητικού Τομέα (Magnetic Sector Analyzer, MSA) Υψηλή διακριτική ικανότητα, ακριβής μάζα Τετραπολικός Αναλυτής Μαζών (Quadrupole Analyzer, Q) Χαμηλή διακριτική ικανότητα (1 amu), γρήγορος, φθηνός Αναλυτής χρόνου πτήσης (Time-of-Flight,TOF) Δεν έχει άνω όριο m/z limit, μεγάλο εύρος εφαρμογής Ιοντική παγίδα (Ion Trap Mass Analyzer) Καλή διακριτική ικανότητα, αναλυτής μάζας ευρείας χρήσης

Αναλυτής Μαγνητικού Τομέα Τα ιόντα που εξέρχονται από την πηγή επιταχύνονται με εφαρμογή διαφοράς δυναμικού V και εισέρχονται σε μαγνητικό πεδίο Το μαγνητικό πεδίο (έντασης Β) ασκεί στα ιόντα κεντρομόλο δύναμη και τα αναγκάζει να κινηθούν κυκλικά

Αναλυτής Μαγνητικού Τομέα Τα ιόντα που βγαίνουν από την πηγή επιταχύνονται και αποκτούν κινητική ενέργεια K : 1 K= mv 2 = zv (εξ. 1) 2 όπου m η μάζα του ιόντος, v η ταχύτητά του, z το φορτίο του ιόντος και V το δυναμικό επιτάχυνσης. Τα ιόντα με την ίδια κινητική ενέργεια Κ και διαφορετική μάζα θα έχουν διαφορετικές ταχύτητες. Με την είσοδό τους στο μαγνητικό πεδίο, ασκείται επάνω τους δύναμη η οποία δρα ως καντρομόλος και τα αναγκάζει να κινηθούν κυκλικά: Bvz= mv2 R v= BzR m (εξ.2) όπου m η μάζα του ιόντος, v η ταχύτητά του, z το φορτίο του ιόντος, B η ένταση του μαγνητικού πεδίου και R η ακτίνα της κυκλικής κίνησης. Συνδυάζοντας τις εξ. 1 και 2 : m z = B 2 R 2 2V (εξ.3) Η εξ.3 δείχνει ότι μεταβάλλοντας συνεχώς το Β ή το V, τα ιόντα με διαφορετικό m/z φθάνουν στον ανιχνευτή σε διαφορετικούς χρόνους.

Τετραπολικός Αναλυτής Μαζών (Quadrupole Analyzer) Τα ιόντα εισάγονται σε διάταξη τεσσάρων ράβδων που δημιουργούν μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο Τα ιόντα υφίστανται ταλάντωση διαφορετικού πλάτους Άλλα εξέρχονται από το χώρο, άλλα ακολουθούν σταθερή διαδρομή

Ιοντική παγίδα (Ion Trap Mass Analyzer) Τα ιόντα παγιδεύονται σε κοιλότητα που περιβάλλεται από δακτυλιοειδές ηλεκτρόδιο που δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικό πεδίο Χρησιμοποιώντας αυξανόμενη ραδιοσυχνότητα, ιόντα μεγαλύτερης μάζας εξέρχονται από το κυκλικό ηλεκτρόδιο

Αναλυτής χρόνου πτήσης (Time-of-flight Mass Analyzer) Τα ιόντα «ταξιδεύουν» σε ευθύγραμμο σωλήνα με την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου Μετράται ο χρόνος (t) που χρειάζεται κάθε μάζα (m) να διανύσει διάστημα (L) Ο χρόνος εξαρτάται από τη μάζα του ιόντος m/z = [2eV/L 2 ]t 2