Spectrométrie de masse : Un guide pour les débutants

10 FAQ pour vous aider à démarrer votre apprentissage sur la MS

Publié le: 30 Octobre 2023

Par Jean-Philippe Couture, PhD, Gestionnaire des ventes scientifiques

La spectrométrie de masse est une science complexe. En fait, elle est si complexe que certains scientifiques tentent même de s’en éloigner et de se tourner vers les techniques moléculaires de base pour obtenir des réponses à leurs questions. N’ayez crainte ! Nous allons répondre à 10 des questions les plus fréquemment posées (FAQ) sur la spectrométrie de masse afin de démystifier ces instruments étonnants (et secrètement, de vous les faire aimer !).

Question 1 : Qu’est-ce qu’un spectromètre de masse ?

Un spectromètre de masse est une balance très sophistiquée. Bien sûr, elle est beaucoup plus précise qu’une balance de laboratoire ordinaire, mais elle sert le même objectif. Lorsque vous introduisez quelque chose dans un spectromètre de masse, vous obtenez une liste de masses, ainsi qu’une indication de leur quantité (figure 1).

Dans un spectromètre de masse moderne, une molécule rencontre successivement trois composants principaux : la source d’ions, l’analyseur de masse et le détecteur.

1. La source d’ions – Il existe plusieurs types de sources d’ions, mais nous n’irons pas trop loin dans ce blog, restez à l’écoute. La seule chose que vous devez retenir pour une compréhension de base de la machine est que c’est là que les molécules seront ionisées (ou gagneront une charge).
2. L’analyseur de masse – Là encore, il existe plusieurs types d’analyseurs de masse, mais leur objectif est le même : filtrer et séparer les molécules en fonction de leur masse, à l’aide de courants électriques.
3. Le détecteur – Le détecteur est le dernier élément du spectromètre de masse. Son rôle est de détecter le courant produit par la ou les molécules ionisées et de le transformer en masse, selon différentes stratégies.

Question 2 : Qu’est-ce que la spectrométrie de masse en tandem ?

Le terme « spectrométrie de masse en tandem », ou MS/MS comme vous l’avez peut-être vu, fait référence à une technique de spectrométrie de masse qui étudie les fragments d’une molécule d’intérêt, plutôt que la molécule elle-même. Lors d’une expérience de MS/MS, nous utilisons l’énergie du spectromètre de masse pour briser la ou les molécules que nous voulons étudier. Il en résulte un certain nombre de fragments de molécules plus petits que nous pouvons quantifier ou utiliser pour identifier la molécule mère.

La spectrométrie de masse en tandem est couramment utilisée pour réduire les risques d’obtenir des composés interférents qui polluent le signal de la molécule d’intérêt.

La théorie sous-jacente est qu’il y a moins de chances d’avoir deux molécules ayant la même masse ET les mêmes fragments que d’avoir simplement deux molécules ayant la même masse.

Question 3 : Comment la spectrométrie de masse est-elle utilisée ?

Il est un peu difficile de répondre de manière concise à cette question, car il existe de nombreuses façons différentes de se servir de la spectrométrie de masse. En effet, les différentes techniques de spectrométrie de masse requièrent des protocoles de préparation d’échantillons et des précautions différentes. En outre, même si nous nous en tenons à une seule technique de spectrométrie de masse, comme la LC-MS/MS, il existe plusieurs façons d’examiner votre échantillon. Par exemple, si vous ne voulez examiner qu’une poignée de molécules et obtenir une quantification très précise, vous devrez extraire vos molécules d’intérêt de la matrice qui les contient, les nettoyer, les introduire dans la colonne de séparation, les analyser à l’aide d’une méthode d’acquisition dirigée telle que la MRM et obtenir le rapport de données. Toutefois, si vous souhaitez identifier des milliers de protéines à partir d’un extrait cellulaire, la préparation, la chromatographie liquide et les méthodes MS/MS seront probablement différentes. Mais si je devais décrire la manière dont nous déterminons généralement comment utiliser la MS, ce serait comme suit :

1. Déterminez ce que vous voulez examiner avec la spectrométrie de masse. Les protéines ? Les métabolites ? Les lipides ? Autres ?
2. Identifiez la meilleure technique de spectrométrie de masse pour vos besoins ou demandez à un expert 😉
3. Extraire et purifier les molécules de la matrice à l’aide d’un protocole approprié
4. Établir une bonne méthode d’acquisition sur le spectromètre de masse
5. Effectuer l’acquisition et l’analyse des données
6. Générer un rapport de données clair

Question 4 : Que peut-on faire avec un spectromètre de masse ?

En bref, avec le spectromètre de masse approprié, il est possible d’identifier et/ou de quantifier presque tout ce qui est ionisable. Par exemple, comme mentionné précédemment, il est possible d’obtenir une quantification très précise d’une molécule, même à un niveau inférieur au picogramme par millilitre. Il est également possible d’obtenir une quantification relative de plusieurs milliers de protéines, grâce à une méthode LC-MS/MS sans étiquette appelée SWATH, avec seulement trois injections par échantillon. Vous pouvez également obtenir la masse exacte de votre composé à des fins de contrôle de la qualité ou de recherche. Avec une bonne méthode, la spectrométrie de masse peut faire beaucoup de choses !

Question 5 : Quelle est la sensibilité d’un spectromètre de masse ?

Cela dépend vraiment de votre molécule d’intérêt et de la matrice dans laquelle elle se trouve. Mais nous pouvons dire sans hésiter que les spectromètres de masse sont très utiles !

Dans le cas d’une approche quantitative, le prestataire de services établira généralement la plage linéaire de détection de votre molécule d’intérêt et essaiera d’amener les échantillons à l’intérieur de cette plage.

Pour ce faire, nous pouvons soit utiliser l’échantillon tel quel, soit le concentrer/diluer pour l’amener dans la gamme linéaire. Par conséquent, il n’y a pas beaucoup de choses qui sont soit trop concentrées, soit trop faibles en concentration pour qu’un spectromètre de masse puisse les analyser.

Question 6 : Quand ou pourquoi utilise-t-on la spectrométrie de masse ?

Vous pouvez utiliser la spectrométrie de masse lorsque vous avez besoin de précision et/ou de résolution dans vos expériences. De plus, pour certaines applications, vous ne devez pas dépendre de la disponibilité de kits ou d’anticorps pour réaliser votre étude.

Question 7 : Quelle est la différence entre GC-MS, LC-MS et CE-MS ?

Les abréviations GC, LC et CE devant le MS font référence à différentes méthodes de séparation des analytes avant leur entrée dans le spectromètre de masse. Dans ce cas, GC signifie chromatographie en phase gazeuse, LC signifie chromatographie en phase liquide et CE signifie électrophorèse capillaire.

Là encore, vous devez privilégier une méthode de séparation par rapport à l’autre en fonction des molécules que vous souhaitez analyser et du type de séparation nécessaire.

Question 8 : La spectrométrie de masse est-elle précise ?

En principe, oui, c’est très précis. Encore une fois, cela dépend des compétences de l’équipe chargée de l’analyse, mais dans l’ensemble, la spectrométrie de masse est l’une des méthodes de détection/quantification les plus précises qui soient. Cela peut également dépendre de l’instrument utilisé. Pour faire une analogie simple, vous n’aurez pas la même qualité d’image si vous regardez votre film préféré sur un téléviseur des années 1990 ou sur un tout nouveau téléviseur OLED 4K UHD. Il en va de même pour les spectromètres de masse. Si vous utilisez un spectromètre de masse à faible résolution, vous obtiendrez des résultats plus flous qu’avec un instrument à haute résolution flambant neuf.

Question 9 : La spectrométrie de masse est-elle coûteuse ?

On pourrait le croire, mais ce n’est pas le cas. Si l’on considère tout ce que l’on peut tirer d’une analyse par spectrométrie de masse, il peut s’agir d’un bien meilleur investissement que les techniques classiques de biologie moléculaire. En soi, la spectrométrie de masse ne peut pas faire beaucoup plus que de vous donner la masse et la quantité d’un élément dans votre échantillon. Cependant, lorsque vous la combinez avec d’autres techniques, vous pouvez en avoir pour votre argent.

Par exemple, en une seule injection, la spectrométrie de masse peut fournir des informations quantitatives sur chaque partenaire d’interaction de votre protéine d’intérêt ou sur le métabolisme d’un médicament en fournissant une quantification pour plusieurs de ses métabolites. Par conséquent, en une seule expérience, vous pouvez multiplier considérablement le nombre de résultats que vous obtenez.

Question 10 : La spectrométrie de masse est-elle quantitative ?

Si vous le souhaitez, alors oui, la spectrométrie de masse peut être quantitative. Pour ce faire, l’opérateur choisira une méthode d’acquisition permettant la quantification de la molécule d’intérêt. Il est à noter que cette quantification peut être absolue ou relative.

Conclusion

Voilà, c’est fait. Voici dix des questions les plus fréquemment posées sur la spectrométrie de masse. Si vous avez une question spécifique à nous poser sur la spectrométrie de masse, faites-le dans le formulaire ci-dessous ! Nous nous ferons un plaisir de vous aider !