Maseni spektrometar (MS) je elektronički instrument koji se koristi za identifikaciju kemijske strukture. U većini postupaka masene spektrometrije, molekule su električno bombardirane, što rezultira ionizacijom s fragmentacijom. Fragmenti se zatim magnetski ubrzavaju prema uređajima za detekciju i snimanje, što rezultira specifičnim vrhovima i intenzitetima koje istraživači mogu proučavati kao svojevrsni “molekularni otisak prsta”. Maseni spektrometar za elektrosprej (EMS) funkcionira drugačije – ne dovodi do fragmentacije. To ga čini neprocjenjivim u proučavanju velikih vrsta ili makromolekula.
Ako je jednostavno kemijsko vezanje sve što treba odrediti, uporaba masenog spektrometra s elektrosprejom vjerojatno neće biti potrebna. Za veće molekule kao što su peptidi, međutim, molekularni oblik i molekularno savijanje – čak i molekularna interakcija s okolnim molekulama – jednako su važni. U takvim slučajevima, bitno je da molekula ostane nefragmentirana. Potrebna poslastica nalaže korištenje masenog spektrometra s elektrosprejom, koji ne zahtijeva korištenje ni visokih temperatura ni vakuuma.
Kada se koristi maseni spektrometar s elektrosprejom, čisti makromolekularni uzorak najprije se otapa u sustavu otapala, koji se zatim ubrizgava preko igle s uskim provrtom u visokonaponsko električno polje. Otapalo umjesto otopljene tvari prima najveći teret bombardiranja. Kako tekućina dosegne kritičnu razinu naboja, otopina se naglo raspada u kapljice veličine aerosola, a njihov naboj uzrokuje da se međusobno odbijaju. Ubrzo kapljice ispare, taložeći svoje višestruke naboje na još netaknute molekule, koje se intermolekularnim odbijanjem protežu. U tom se stanju njihova struktura, čak i na visokim razinama složenosti, može proučavati i odrediti.
Prvi uspješni intaktni proteinski spektar proizveli su 1989. istraživači sa Sveučilišta Yale u Connecticutu. Napredak u EMS tehnici bio je brz, a 1996. kemičarka Carol Robinson otkrila je spektralne vrhove koji se mogu povezati, ne samo s jednom strukturom, već s kompleksom proteina s koenzimom. Jedno veliko poboljšanje od tada je spajanje masenog spektrometra s elektrosprejom s analizom vremena leta (TOF). Kolizijsko hlađenje podiže čak i to poboljšanje korak dalje smanjenjem fragmentacije golemih struktura uzrokovanih toplinom.
Jedna poteškoća koja se javlja kod određivanja masenog spektrometra elektrosprej je ona koju unose elementarni izotopi. To je zato što vrhovi ovise o omjeru mase i naboja. Masa fragmenta ili molekule, podijeljena s brojem diskretnih naboja koje nosi, određuje mjesto. Različiti elementarni izotopi doprinose različitim masama, a možda je najkritičnija razlika između ugljika-12 i ugljika-13. Iz tog razloga, uzorci složenih molekula trebaju biti monoizotopni ako je moguće.