Το φασματόμετρο μάζας (MS) είναι ένα ηλεκτρονικό όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της χημικής δομής. Στις περισσότερες φασματομετρικές διαδικασίες μάζας, τα μόρια βομβαρδίζονται ηλεκτρικά, με αποτέλεσμα ιονισμό με κατακερματισμό. Τα θραύσματα στη συνέχεια επιταχύνονται μαγνητικά προς τις συσκευές ανίχνευσης και καταγραφής, με αποτέλεσμα συγκεκριμένες κορυφές και εντάσεις που οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν ως ένα είδος «μοριακού δακτυλικού αποτυπώματος». Το φασματόμετρο μάζας ηλεκτροψεκασμού (EMS) λειτουργεί διαφορετικά — δεν οδηγεί σε κατακερματισμό. Αυτό το καθιστά ανεκτίμητο στη μελέτη μεγάλων ειδών ή μακρομορίων.
Εάν η απλή χημική σύνδεση είναι το μόνο που χρειάζεται να προσδιοριστεί, η χρήση φασματόμετρου μάζας ηλεκτροψεκασμού πιθανότατα δεν θα απαιτείται. Ωστόσο, για μεγαλύτερα μόρια όπως τα πεπτίδια, το μοριακό σχήμα και η μοριακή αναδίπλωση —ακόμη και η μοριακή αλληλεπίδραση με τα γύρω μόρια— είναι εξίσου σημαντικά. Σε τέτοιες περιπτώσεις, είναι σημαντικό το μόριο να παραμένει μη τεμαχισμένο. Η λιχουδιά που απαιτείται επιβάλλει τη χρήση ενός φασματόμετρου μάζας ηλεκτροψεκασμού, το οποίο δεν απαιτεί τη χρήση ούτε υψηλών θερμοκρασιών ούτε κενού.
Όταν χρησιμοποιείται ένα φασματόμετρο μάζας ηλεκτροψεκασμού, ένα καθαρό μακρομοριακό δείγμα διαλύεται πρώτα σε ένα σύστημα διαλυτών, το οποίο στη συνέχεια εγχέεται μέσω βελόνας στενής οπής σε ένα ηλεκτρικό πεδίο υψηλής τάσης. Ο διαλύτης και όχι η διαλυμένη ουσία δέχεται το κύριο βάρος του βομβαρδισμού. Καθώς το υγρό φτάνει σε ένα κρίσιμο επίπεδο φόρτισης, το διάλυμα διασπάται βίαια σε σταγονίδια μεγέθους αερολύματος, με το φορτίο τους να τα αναγκάζει μεμονωμένα να απωθούν το ένα το άλλο. Σύντομα τα σταγονίδια εξατμίζονται, εναποθέτοντας τα πολλαπλά φορτία τους στα άθικτα ακόμη μόρια, τα οποία μέσω της διαμοριακής απώθησης εκτείνονται. Σε αυτή την κατάσταση, η δομή τους, ακόμη και σε υψηλά επίπεδα πολυπλοκότητας, μπορεί να μελετηθεί και να προσδιοριστεί.
Το πρώτο επιτυχημένο άθικτο πρωτεϊνικό φάσμα παρήχθη το 1989 από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Yale στο Κονέκτικατ. Η πρόοδος στην τεχνική EMS ήταν ταχεία και το 1996 η χημικός Carol Robinson ανίχνευσε φασματικές κορυφές που θα μπορούσαν να συσχετιστούν, όχι μόνο με μια ενιαία δομή, αλλά με ένα σύμπλεγμα πρωτεΐνης με συνένζυμο. Μια σημαντική βελτίωση από τότε είναι η σύζευξη του φασματόμετρου μάζας ηλεκτροψεκασμού με την ανάλυση χρόνου πτήσης (TOF). Η ψύξη με σύγκρουση οδηγεί ακόμη και αυτή τη βελτίωση ένα βήμα παραπέρα, μειώνοντας τον κατακερματισμό των τεράστιων δομών που παράγονται από τη θερμότητα.
Μια δυσκολία που παρουσιάζεται στους προσδιορισμούς με φασματόμετρο μάζας με ηλεκτροψεκασμό είναι αυτή που εισάγεται από στοιχειακά ισότοπα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι κορυφές εξαρτώνται από την αναλογία μάζας προς φόρτιση. Η μάζα ενός θραύσματος ή ενός μορίου, διαιρούμενη με τον αριθμό των διακριτών φορτίων που φέρει, καθορίζει τη θέση. Διαφορετικά στοιχειακά ισότοπα συνεισφέρουν διαφορετικές μάζες, ίσως η πιο κρίσιμη διακύμανση είναι αυτή μεταξύ άνθρακα-12 και άνθρακα-13. Για το λόγο αυτό, τα δείγματα σύνθετων μορίων θα πρέπει να είναι μονοϊσοτοπικά εάν είναι δυνατόν.