BIOLOGI ENZIM

Struktur dan mekanisme Enzim

Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tautomerase, sampai dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase.ribosom; Jenis enzim ini dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner). Walaupun struktur enzim menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari strukturnya adalah hal yang sangat sulit. Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakan

Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara langsung terlibat dalam katalisis. Daerah yang mengandung residu katalitik yang akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai regulasi umpan balik.

Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam amino yang melipat. Tiap-tiap urutan asam amino menghasilkan struktur pelipatan dan sifat-sifat kimiawi yang khas. Rantai protein tunggal kadang-kadang dapat berkumpul bersama dan membentuk kompleks protein. Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi (yakni terbuka dari lipatannya dan menjadi tidak aktif) oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi. Tergantung pada jenis-jenis enzim, denaturasi dapat bersifat reversibel maupun ireversibel.

Kespesifikan

Enzim biasanya sangat spesifik terhadap reaksi yang ia kataliskan mauapun terhadap substrat yang terlibat dalam reaksi. Bentuk, muatan dan katakteristik hidrofilik/hidrofobik enzim dan substrat bertanggung jawab terhadap kespesifikan ini. Enzim juga dapat menunjukkan tingkat stereospesifisitas, regioselektivitas, dan kemoselektivitas yang sangat tinggi.

Beberapa enzim yang menunjukkan akurasi dan kespesifikan tertinggi terlibat dalam pengkopian dan pengekspresian genom. Enzim-enzim ini memiliki mekanisme "sistem pengecekan ulang". Enzim seperti DNA polimerase mengatalisasi reaksi pada langkah pertama dan mengecek apakah produk reaksinya benar pada langkah kedua. Proses dwi-langkah ini menurunkan laju kesalahan dengan 1 kesalahan untuk setiap 100 juta reaksi pada polimerase mamalia. Mekanisme yang sama juga dapat ditemukan pada RNA polimerase, aminoasil tRNA sintetase dan ribosom.

Beberapa enzim yang menghasilkan metabolit sekunder dikatakan sebagai "tidak pilih-pilih", yakni bahwa ia dapat bekerja pada berbagai jenis substrat yang berbeda-beda. Diajukan bahwa kespesifikan substrat yang sangat luas ini sangat penting terhadap evolusi lintasan biosintetik yang baru.

Model "kunci dan gembok"

Enzim sangatlah spesifik. Pada tahun 1894, Emil Fischer mengajukan bahwa hal ini dikarenakan baik enzim dan substrat memiliki bentuk geometri yang saling memenuhi. Hal ini sering dirujuk sebagai model "Kunci dan Gembok". Manakala model ini menjelaskan kespesifikan enzim, ia gagal dalam menjelaskan stabilisasi keadaan transisi yang dicapai oleh enzim. Model ini telah dibuktikan tidak akurat, dan model ketepatan induksilah yang sekarang paling banyak diterima.

Model ketepatan induksi

Pada tahun 1958, Daniel Koshland mengajukan modifikasi model kunci dan gembok: oleh karena enzim memiliki struktur yang fleksibel, tapak aktif secara terus menerus berubah bentuknya sesuai dengan interaksi antara enzim dan substrat. Akibatnya, substrat tidak berikatan dengan tapak aktif yang kaku. Orientasi rantai samping asam amino berubah sesuai dengan substrat dan mengijinkan enzim untuk menjalankan fungsi katalitiknya. Pada beberapa kasus, misalnya glikosidase, molekul substrat juga berubah sedikit ketika ia memasuki tapak aktif. Tapak aktif akan terus berubah bentuknya sampai substrat terikat secara sepenuhnya, yang mana bentuk akhir dan muatan enzim ditentukan.

Mekanisme

Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan ΔG^‡:

• Menurunkan energi aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan yang mana keadaan transisi terstabilisasi (contohnya mengubah bentuk substrat menjadi konformasi keadaan transisi ketika ia terikat dengan enzim.)
• Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan transisi.
• Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat antara.
• Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar, dan kontribusinya terhadap katalis relatif kecil.

Stabilisasi keadaan transisi

Pemahaman asal usul penurunan ΔG^‡ memerlukan pengetahuan bagaimana enzim dapat menghasilkan keadaan transisi reaksi yang lebih stabil dibandingkan dengan stabilitas keadaan transisi reaksi tanpa katalis. Cara yang paling efektif untuk mencapai stabilisasi yang besar adalah menggunakan efek elektrostatik, terutama pada lingkungan yang relatif polar yang diorientasikan ke distribusi muatan keadaan transisi Lingkungan seperti ini tidak ada dapat ditemukan pada reaksi tanpa katalis di air.

Dinamika dan fungsi

Dinamika internal enzim berhubungan dengan mekanisme katalis enzim tersebut. Dinamika internal enzim adalah pergerakan bahagian struktur enzim, misalnya residu asam amino tunggal, sekelompok asam amino, ataupun bahwa keseluruhan domain protein. Pergerakan ini terjadi pada skala waktu yang bervariasi, berkisar dari beberapa femtodetik sampai dengan beberapa detik. Jaringan residu protein di seluruh struktur enzim dapat berkontribusi terhadap katalisis melalui gerak dinamik. Gerakan protein sangat vital, namun apakah vibrasi yang cepat atau lambat maupun pergerakan konformasi yang besar atau kecil yang lebih penting bergantung pada tipe reaksi yang terlibat. Namun, walaupun gerak ini sangat penting dalam hal pengikatan dan pelepasan substrat dan produk, adalah tidak jelas jika gerak ini membantu mempercepat langkah-langkah reaksi reaksi enzimatik ini. Penyingkapan ini juga memiliki implikasi yang luas dalam pemahaman efek alosterik dan pengembangan obat baru.

Modulasi alosterik

Enzim alosterik mengubah strukturnya sesuai dengan efektornya. Modulasi ini dapat terjadi secara langsung, di mana efektor mengikat tapak ikat enzim secara lngsung, ataupun secara tidak langsung, di mana efektor mengikat protein atau subunit protein lain yang berinteraksi dengan enzim alosterik, sehingga mempengaruhi aktivitas katalitiknya.

Kofaktor dan koenzim

Kofaktor

Beberapa enzim tidak memerlukan komponen tambahan untuk mencapai aktivitas penuhnya. Namun beberapa memerlukan pula molekul non-protein yang disebut kofaktor untuk berikatan dengan enzim dan menjadi aktif. Kofaktor dapat berupa zat anorganik (contohnya ion logam) ataupun zat organik (contohnya flavinheme). Kofaktor dapat berupa gugus prostetik yang mengikat dengan kuat, ataupun koenzim, yang akan melepaskan diri dari tapak aktif enzim semasa reaksi. dan

Enzim yang memerlukan kofaktor namun tidak terdapat kofaktor yang terikat dengannya disebut sebagai apoenzim ataupun apoprotein. Apoenzim beserta dengan kofaktornya disebut holoenzim (bentuk aktif). Kebanyakan kofaktor tidak terikat secara kovalen dengan enzim, tetapi terikat dengan kuat. Namun, gugus prostetik organik dapat pula terikat secara kovalen (contohnya tiamina pirofosfat pada enzim piruvat dehidrogenase). Istilah holoenzim juga dapat digunakan untuk merujuk pada enzim yang mengandung subunit protein berganda, seperti DNA polimerase. Pada kasus ini, holoenzim adalah kompleks lengkap yang mengandung seluruh subunit yang diperlukan agar menjadi aktif.

Contoh enzim yang mengandung kofaktor adalah karbonat anhidrase, dengan kofaktor seng terikat sebagai bagian dari tapak aktifnya.

BIOLOGI ENZIM

Enzim

Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat.

Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.

Hal-ihwal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama dipelajari dalam kedokteran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian.

Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitoraktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racun adalah inihibitor enzim. adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan

Etimologi dan Sejarah

Pada akhir tahun 1700-an dan awal tahun 1800-an, pencernaan daging oleh sekresi perut dan konversi pati menjadi gula oleh ekstrak tumbuhan dan ludah telah diketahui. Namun, mekanisme bagaimana hal ini terjadi belum diidentifikasi.

Pada abad ke-19, ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut."

Pada tahun 1878, ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne (1837–1900) pertama kali menggunakan istilah "enzyme", yang berasal dari bahasa Yunani ενζυμον yang berarti "dalam bahan pengembang" (ragi), untuk menjelaskan proses ini. Kata "enzyme" kemudian digunakan untuk merujuk pada zat mati seperti pepsin, dan kata ferment digunakan untuk merujuk pada aktivitas kimiawi yang dihasilkan oleh organisme hidup.

Pada tahun 1897, Eduard Buchner memulai kajiannya mengenai kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Pada sederet eksperimen di Universitas Berlin, ia menemukan bahwa gula difermentasi bahkan apabila sel ragi tidak terdapat pada campuran. Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase). Pada tahun 1907, ia menerima penghargaan Nobel dalam bidang kimia "atas riset biokimia dan penemuan fermentasi tanpa sel yang dilakukannya". Mengikuti praktek Buchner, enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut. Umumnya, untuk mendapatkan nama sebuah enzim, akhiran -ase ditambahkan pada nama substrat enzim tersebut (contohnya: laktase, merupakan enzim yang mengurai laktosa) ataupun pada jenis reaksi yang dikatalisasi (contoh: DNA polimerase yang menghasilkan polimer DNA).

Penemuan bahwa enzim dapat bekerja diluar sel hidup mendorong penelitian pada sifat-sifat biokimia enzim tersebut. Banyak peneliti awal menemukan bahwa aktivitas enzim diasosiasikan dengan protein, namun beberapa ilmuwan seperti Richard Willstätter berargumen bahwa proten hanyalah bertindak sebagai pembawa enzim dan protein sendiri tidak dapat melakukan katalisis. Namun, pada tahun 1926, James B. Sumner berhasil mengkristalisasi enzim urease dan menunjukkan bahwa ia merupakan protein murni. Kesimpulannya adalah bahwa protein murni dapat berupa enzim dan hal ini secara tuntas dibuktikan oleh Northrop dan Stanley yang meneliti enzim pencernaan pepsin (1930), tripsin, dan kimotripsin. Ketiga ilmuwan ini meraih penghargaan Nobel tahun 1946 pada bidang kimia.^[8]

Penemuan bahwa enzim dapat dikristalisasi pada akhirnya mengijinkan struktur enzim ditentukan melalui kristalografi sinar-X. Metode ini pertama kali diterapkan pada lisozim, enzim yang ditemukan pada air mata, air ludah, dan telur putih, yang mencerna lapisan pelindung beberapa bakteri. Struktur enzim ini dipecahkan oleh sekelompok ilmuwan yang diketuai oleh David Chilton Phillips dan dipublikasikan pada tahun 1965. Struktur lisozim dalam resolusi tinggi ini menandai dimulainya bidang biologi struktural dan usaha untuk memahami bagaimana enzim bekerja pada tingkat atom.

Konvensi penamaan

Nama enzim sering kali diturunkan dari nama substrat ataupun reaksi kimia yang ia kataliskan dengan akhiran -ase. Contohnya adalah laktase, alkohol dehidrogenase (mengatalisis penghilangan hidrogen dari alkohol), dan DNA polimerase.

International Union of Biochemistry and Molecular Biology telah mengembangkan suatu tatanama untuk enzim, yang disebut sebagai nomor EC; tiap-tiap enzim memiliki empat digit nomor urut sesuai dengan ketentuan klasifikasi yang berlaku. Nomor pertama untuk klasifikasi teratas enzim didasarkan pada ketentuan berikut:

• EC 1 Oksidoreduktase: mengatalisis reaksi oksidasi/reduksi
• EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi
• EC 3 Hidrolase: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan
• EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan oksidasi
• EC 5 Isomerase: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal
• EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul dengan ikatan kovalen

Kromatografi cair-spektrometri massa

Kromatografi cair-spektrometri massa

Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS, atau alternatif KCKT-MS) adalah teknik kimia analitik yang menggabungkan kemampuan pemisahan fisik dari kromatografi cair (atau KCKT) dengan kemampuan analisis massa spektrometer massa . LC-MS adalah teknik yang banyak digunakan untuk berbagai aplikasi yang memiliki sensitivitas dan spesifisitas sangat tinggi. Pada umumnya aplikasinya adalah berorientasi pada deteksi dan identifikasi potensi spesifik bahan kimia terhadap kehadiran bahan kimia lainnya (dalam campuran yang kompleks).

kromatografi Cair

Perbedaan utama antara HPLC tradisional dan kromatografi digunakan di LC-MS adalah bahwa dalam skala kasus yang terakhir biasanya jauh lebih kecil, baik sehubungan dengan diameter dalam kolom dan bahkan lebih sehubungan dengan laju alir karena skala sebagai kuadrat diameter. Untuk waktu yang lama, 1 mm kolom yang khas untuk pelaksanaan LC-MS (sebagai perbandingan dari 4,6 mm untuk HPLC). Baru-baru ini kolom kapiler 300 μm dan 75 μm telah umum dipakai. Pada ukuran terakhir terendah dari diameter kolom laju aliran mendekati 100 NL / menit dan umumnya digunakan dengan sumber nanospray.

Aliran pemisahan

Ketika standar bore (4,6 mm) kolom sering digunakan aliran split ~ 10:1. Hal ini dapat menguntungkan karena memungkinkan penggunaan teknik lainnya di tandem seperti MS dan UV. Namun pemisahan aliran ke UV akan menurunkan sensitivitas detektor spektrofotometri. Tapi spektrometri massa di sisi lain akan mengalami peningkatan pada tingkat sensitivitas aliran 200 μL/menit atau kurang.

Spektrometri Massa

Analyzer Massa

Ada banyak analisa massa yang dapat digunakan dalam LC / MS. tunggal quadrupole , Triple quadrupole , Ion Trap , TOF (time of Flight ) dan quadrupole-waktu penerbangan (Q-TOF).

Interface/Antarmuka

Perlu dimengerti interface antara teknik fase cair yang terus cairan mengalir, dan teknik fasa gas sulit dilakukan dalam ruang hampa untuk waktu yang lama. Munculnya perubahan ionisasi electrospray ini. Antarmuka yang paling sering sebuah sumber atau varian ion electrospray seperti sumber nanospray, namun fast atom bombardment , thermospray dan tekanan atmosfer ionisasi kimia interface juga sering digunakan. Berbagai deposisi dan teknik pengeringan juga telah digunakan seperti menggunakan sabuk bergerak, namun yang paling umum ini adalah deposisi off-line MALDI.

Aplikasi

Farmakokinetika

LC-MS sangat umum digunakan dalam studi farmakokinetik tentang obat-obatan dan dengan demikian merupakan teknik yang paling sering digunakan di bidang bioanalysis . Studi ini memberikan informasi tentang seberapa cepat obat akan dibersihkan dari aliran darah hati, dan organ tubuh. MS digunakan untuk hal tersebut karena sensitivitas tinggi dan spesifisitas yang luar biasa dibandingkan dengan UV (selama analit dapat sesuai terionisasi), dan waktu analisis yang singkat.

Keuntungan utama yang dimiliki MS adalah penggunaan tandem MS-MS. Detektor dapat diprogram untuk memilih ion tertentu pada fragmen. Proses ini pada dasarnya adalah teknik seleksi, namun sebenarnya lebih kompleks. Kuantitas yang diukur adalah jumlah molekul fragmen dipilih oleh operator. Selama tidak ada gangguan atau penindasan ion, pemisahan LC bisa sangat cepat. Hal ini biasa saat sekarang untuk memiliki waktu analisis 1 menit atau kurang oleh-MS deteksi MS, dibandingkan dengan lebih dari 10 menit dengan deteksi UV.

Proteomika

LC-MS juga digunakan dalam studi proteomik mana lagi komponen dari campuran kompleks harus dapat dideteksi dan diidentifikasi dalam beberapa cara. LC-MS bottom-up proteomik untuk pendekatan proteomik umumnya melibatkan pencernaan protease dan denaturasi (biasanya tripsin sebagai sebuah protease, urea untuk denaturasi struktur tersier dan iodoacetamide untuk topi residu sistein) diikuti oleh LC-MS dengan massa peptida sidik jari atau LC-MS/MS (tandem MS) untuk menurunkan urutan peptida individu. LC-MS/MS paling umum digunakan untuk analisis sampel massa proteomic peptida kompleks mana mungkin tumpang tindih bahkan dengan spektrometer massa resolusi tinggi. Contoh cairan serum biologis yang kompleks seperti manusia dapat dijalankan dalam sistem LC-MS/MS modern dan menghasilkan lebih dari 1000 protein yang diidentifikasi, asalkan sampel pertama kali dipisahkan pada gel SDS-PAGE atau HPLC-SCX.

Perkembangan Obat

LC-MS sering digunakan dalam pengembangan obat pada berbagai tahapan termasuk Pemetaan Peptida, Pemetaan Penyandi Glikoprotein, Produk Dereplication Alam, Pemutaran Bioaffinity, Dalam Vivo Drug Screening, Stabilitas Pemutaran metabolic, Identifikasi metabolit, Identifikasi Pengotor, Identifikasi Degradant, Kuantitatif Bioanalysis , dan Kualitas Kontrol.

Referensi

1. Kenneth B. Tomer, M. Arthur Moseley, Leesa J. Deterding, Carol E. Parker, Capillary liquid chromatography/mass spectrometry, Mass Spectrometry Reviews, Vol 13, 1994, pp 431-457
2. Patrick Arpino, Combined liquid chromatography mass spectrometry. Part III. Applications of thermospray, Mass Spectrometry Reviews, Vol 11, 1992 pp 3-40 Combined liquid chromatography mass spectrometry. Part I. Coupling by means of a moving belt interface, Mass Spectrometry Reviews, Vol 8, 1989 pp 35-55
3. Kermit K. Murray, Coupling matrix-assisted laser desorption/ionization to liquid separations, Mass Spectrometry Reviews, Vol 16, pp 283-299
4. Y. Hsieh and WA Korfmacher, Increasing Speed and Throughput When Using HPLC-MS/MS Systems for Drug Metabolism and Pharmacokinetic Screening, Current Drug Metabolism Volume 7, Number 5, 2006, Pp
5. Covey TR, Lee ED, Henion JD. 1986. High-speed liquid chromatography/tandem mass spectrometry for the determination of drugs in biological samples. Anal Chem 58:2453-2460. Anal Chem 58:2453-2460.
6. Covey TR et al. Covey TR et al, Thermospray liquid chromatography/mass spectrometry determination of drugs and their metabolites in biological fluids.. Anal Chem. Anal Chem. 1985 Feb;57(2):474-81 Februari 1985, 57 (2) :474-81
7. Wysocki VH, Resing KA, Zhang Q, Cheng G (March 2005). "Mass spectrometry of peptides and proteins". Methods 35 (3): 211–22. doi : 10.1016/j.ymeth.2004.08.013 . PMID 15722218 .
8. Edward H. Kerns, Mike S. Lee, LC/MS applications in drug development, Mass Spectrometry Reviews, Vol 18, 1999, pp 187-279

Ion mobilitas spektrometri-spektrometri massa

Ion mobilitas spektrometri-spektrometri massa (IMS-MS) adalah metode yang menggabungkan ion spektrometri mobilitas dan spektrometri massa untuk mengidentifikasi zat yang berbeda dalam pengujian.

Sejarah

Di satu sisi, spektrometri ion mobilitas dikembangkan di 60-an dan biasanya memisahkan partikel bermuatan pada skala milidetik. Di sisi lain, waktu-of-flight spektrometri massaBell Labs dikembangkan di 50-an dan biasanya memisahkan partikel bermuatan pada skala mikrodetik. Kombinasi dari kedua instrumen dirintis tahun 1963 di

• Pada tahun 1963 dan Edelson McAfee menerbitkan sebuah kombinasi IMS-TOF. Dari Surat untuk Editor tidak konklusif apakah mereka digunakan suatu ekstraksi ortogonal TOF. Kemungkinan besar itu, karena mereka tampaknya telah menggunakan perusahaan Bendix TOF, yang merupakan TOF ortogonal.
• Pada tahun 1967 McKnight, McAfee dan Sipler menerbitkan sebuah kombinasi IMS-TOF. Instrumen mereka jelas termasuk sebuah TOF ortogonal.
• Pada tahun 1969 Cohen et al. mengajukan paten pada sistem SMM-IMS. SMM pada waktu itu adalah meningkat dibandingkan dengan TOFMS, karena kekurangan TOFMS bawah slowlyness dari sistem akuisisi data elektronik pada saat itu.
• Pada tahun 1970, Young, Edelson dan Falconer menerbitkan sebuah IMS-TOF dengan ekstraksi ortogonal. Mereka tampaknya telah menggunakan sistem yang sama sebagai McKnight et al. pada tahun 1967, menggabungkan dengan sedikit modifikasi. Karya mereka kemudian direproduksi dalam buku tengara dari Mason/McDaniel, yang dianggap sebagai kitab suci "IMS" oleh mereka yang terampil dalam seni.
• Pada tahun 1996 Guevremont et al. mengeluarkan poster di konferensi ASMS tentang IMS-TOF.
• Pada 1997 Tanner dipatenkan sebuah quadrupole dengan bidang aksial yang dapat digunakan sebagai sel drift untuk pemisahan IMS. Dia juga menyebutkan kombinasi dari quadrupoles dengan TOFMS ortogonal.
• Pada tahun 1998 Clemmer diciptakan kembali dengan kombinasi IMS-TOF, menggunakan FPT-setup-aksial IMS co.
• Pada tahun 1999 ditemukan kembali Clemmer IMS-TOF dengan sistem TOF ortogonal.

Instrumentasi

IMS-MS adalah kombinasi dari sebuah spektrometer mobilitas ion dan spektrometer massa. Pertama spektrometer mobilitas ion memisahkan ion sesuai dengan mobilitas mereka. Dalam langkah kedua spektrometer massa memisahkan ion menurut mereka -untuk-biaya perbandingan massa. Kombinasi semacam ini sering disebut sebagai pemisahan ditulis dgn tanda penghubung atau pemisahan multi dimensi .

Ada berbagai jenis spektrometer mobilitas ion dan ada berbagai jenis spektrometer massa. Pada prinsipnya adalah mungkin untuk menggabungkan setiap jenis yang pertama dengan semua jenis nanti.

Jenis-jenis IMS

• TOFIMS (time-of-flight IMS) atau tradisional ion mobility spectrometer
• DMS differential mobility spectrometer : a scanable filter, disebut juga FAIMS
• DMA differential mobility analyzer : a scanable filter

Jenis-jenis MS

• TOFMS ( time-of-flight mass spectrometer )
• QMS ( quadrupole mass spectrometer )
• ITMS ( ion trap mass spectrometer )
• FTMS ( Fourier transform mass spectrometer )
• SFMS ( sector mass spectrometer )

Aplikasi

Teknik IMS-MS dapat digunakan untuk menganalisa campuran yang kompleks. It is used in: Hal ini digunakan dalam:

• proteomik untuk analisis peptida
• deteksi agen perang kimia
• deteksi peledak
• analisis partikel nano

Referensi

1. KB McAfee and D. Edelson J. Chem. Phys. 1963 , 382. Phys,. 1963 382.
2. LG McKnight, KB McAfee and DP Sipler Phys. Rev. 1967 , 164 (1), 62 Patent US 3621240
3. CE Young, D. Edelson, WE Falconer J. Chem. Chem. Phys. 1970 , 53 (11), 4295.
4. EA Mason, EW McDaniel; Transport Properties of Ions in Gases; John Wiley and Sons: New York, 1988; p 560
5. Proceedings of 44th ASMS conference, p.1090
6. Patent WO9707530 (A1)
7. Henderson SC, Valentine SJ, Counterman AE, Clemmer DE, Anal. Clemmer DE, Anal. Chem. 1999 , 71 , (2), 291-301
8. Hoaglund CS, Valentine SJ, Sporleder CR, Reilly JP, Clemmer DE, Anal., Anal. Chem. 1998 , 70 , (11), 2236-2242.