isotopmønster

Isotopmönster är den typiska fördelningen av isotopiska varianter av ett ämne som uppträder i masspektrometri. För molekyler uppstår mönstret eftersom isotoper har olika naturliga förekomster och eftersom molekylens sammansättning avgör hur sannolikt det är att olika isotopologer bildas. I masspektrometri ses ofta en serie toppar som skiljer sig med ungefär en massaenhet; den ljusaste toppens m/z kallas M och följs av toppar märks som M+1, M+2 och så vidare.

Orsaken är naturlig förekomst av isotoper som kol-13, kväve-15, syre-18 och svavel-34 samt halogener som klor-37 och brom-81. Den största bidragande källan till M+1 är 13C i molekylen; mindre bidrag kommer från 15N och 2H. M+2 uppkommer genom kombinationer som två 13C, 13C+18O, 34S eller 37Cl, beroende på molekylens sammansättning.

Vissa element ger särskilda mönster. Molekyler som innehåller klor visar vanligtvis två toppar (M och M+2) i ungefär en 3:1 intensitetsrelation, medan brom uppvisar två toppar med nästan lika intensitet (nära 1:1). Dessa karakteristiska mönster förenklar identifiering av halogener i ett spektrum.

Användning: isotopmönster används för att verifiera molekylformeln i masspektrometri, för att bedöma innehållet av olika element i en förening och för att hjälpa till med dekonvolution av komplexa spektra. I högupplösta instrument används den exakta isotopfördelningen tillsammans med massan för att bestämma formel och struktur. Inom proteomik och metabolomik används isotopisk märkning ofta i kvantitativa experiment.

Beräkning av isotopmönstret bygger på naturliga isotopers förekomster och molekylens elementära sammansättning. Modeller baseras på binomial- eller multinomialfördelningar, och programvara kan snabbt generera förväntade intensiteter för varje isotopolog.