Obwiednia izotopowa
Większość pierwiastków chemicznych występujących w przyrodzie ma kilka izotopów. Zwykle jeden izotop dominuje, pozostałe występują w mniejszej ilości. Różnice w masie cząsteczek powodowane przez występowanie izotopów są widoczne na widmach masowych, co oznacza, że jeden związek chemiczny lub jego fragment tworzy na widmie kilka pików.
Wymiana jednego atomu izotopu lżejszego na cięższy w cząsteczce zmienia jej masę o różnicę między masami tych izotopów. Gdy zatem występują cząsteczki, które różnią się tylko jednym izotopem, są one widoczne w widmie w postaci dwóch pików. Gdy uwzględnić dwa izotopy jednego atomu lub izotopy dwóch atomów, w związku chemicznym występować mogą już cząsteczki o trzech różnych masach, co prowadzi do trzech sygnałów w widmie masowym. W przypadku dużych cząsteczek, takich jak białka, możliwa jest obserwacja nawet kilkudziesięciu pików izotopowych. Charakterystyczny wzór pików, albo kształt jednego piku wypadkowego powstałego ze zlania pików składowych, pochodzących od różnych form związku chemicznego zawierającego atomy różnych izotopów, nazywa się obwiednią izotopową. Dla określenia charakterystycznego wzoru pików izotopowych używa się także terminu rozkład izotopowy.
Wiedząc, jaka jest różnica pomiędzy masami podstawowych izotopów pierwiastków występujących w związku chemicznym, można określić liczbę ładunków elementarnych poszczególnych jonów. Najczęściej różnica masy pomiędzy kolejnymi izotopami jednego pierwiastka wynosi 1 Da, zatem jeśli w widmie występują piki przesunięte o 1 Th, sugeruje to, że analizowany jon posiadał pojedynczy ładunek elementarny. Jeśli przesunięcie bliskich sobie pików izotopowych wynosi 0,5 Th to znaczy to, że cała seria sygnałów w ramach tej obwiedni pochodzi od jonów, które miały podwójny ładunek elementarny.
Ogólnie, w ramach jednej obwiedni ładunek jest w przybliżeniu równy wielokrotności masy neutronu (ok. 1 Da), a kolejne piki izotopowe są przesunięte o m/z kolejnych izotopów (gdzie m jest masą izotopu). Gdy w jednym obszarze widma występują jednocześnie sygnały, których przesunięcie wynosi 1 i 0,5 Th, wskazuje to na fakt nałożenia się na siebie dwóch lub więcej obwiedni izotopowych, pochodzących od dwóch lub więcej zestawów jonów o stosunku mas 1 do 2. Takie sytuacje zdarzają się szczególnie często w analizach MALDI/TOF badających cząsteczki znacznie różniące się masą z niejednorodnych mieszanin polimerów.
Gdy warunki jonizacji pozwalają na tworzenie się jonów o dwóch różnych ładunkach, powstających ze strukturalnie jednakowych fragmentów cząsteczki, to wówczas w widmie widoczne są dwie lub więcej obwiednie izotopowe dla tych fragmentów. Bardzo komplikuje to analizę widma. Z tego względu wiele technik jonizacji stara się zapobiegać tego rodzaju sytuacji.
Większość związków organicznych, w których dominują atomy węgla, stosuje się do tej reguły i ułatwia rozpoznanie w widmie jonów wielokrotnie zjonizowanych. Wynika to z występowania węgla 12C i 13C różniących się masą o 1 Da. W przypadku gdy w związku występują znaczne ilości atomów pierwiastków posiadających izotopy różniące się masą o 2 i więcej Da (np.: chlor), wówczas analiza obwiedni izotopowych bardzo się komplikuje. Na podstawie charakterystycznej obwiedni izotopowej można często wnioskować o składzie pierwiastkowym badanego związku chemicznego. Tego typu analizy przeprowadza się zazwyczaj przy pomocy specjalistycznych programów komputerowych.
Obwiednia izotopowa peptydu o masie 859,5 Da zarejestrowana spektrometrem Q-TOF. Pierwszy pik to pik monoizotopowy. W piku tym występują tylko atomy dominujących izotopów. W cząsteczkach tworzących pik drugi występuje po jednym atomie izotopu cięższego o 1 Da od izotopu dominującego. W trzecim piku występują dwa takie atomy, a w czwartym – trzy.