Et FT-ICR instrument er et massespektrometer, der på to afgørende punkter adskiller sig fra andre massespektrometre: det tillader undersøgelse af bimolekylære reaktioner i gasfase ved meget lavt tryk, og det tillader massebestemmelse med exceptionelt høj opløsningsevne. I FT-ICR spektrometret fastholdes ionerne indenfor et ganske lille område, cellen, hvor de under indflydelse af et kraftigt magnetfelt beskriver en spiralbevægelse (heraf cyclotron). I cellen kan de lades reagere med neutrale molekyler (observationstidsrum op til minutter) eller undersøges på anden måde. Hermed gør FT-ICR instrumentet det muligt at studere kemiske reaktioner uden maskerende og nivellerende indflydelse fra solvent eller modioner, og det bliver dermed muligt direkte at undersøge ionernes egne egenskaber, fremfor de kollektive fænomener der dominerer solvatiserede systemers opførsel.
Ion cyclotron resonans massespektrometri er ikke i sig selv nogen ny opfindelse. Det første kommercielle ICR instrument kom frem for omkring 35 år siden, men dets ringe følsomhed og begrænsede masseområde gjorde, at det ikke fik nogen vid udbredelse. Først da Marshall og Comisarow introducerede Fourier-transform metoder ved signalbehandlingen, og det blev muligt at forøge magnetfeltstyrken gennem anvendelse af superledende magneter, blev ICR massespektrometret et alsidigt instrument med meget vidtrækkende muligheder ved analyse og ionkemisk forskning. Udstyret med eksterne ionkilder kan alle gængse ioniseringsmetoder anvendes, også højtryksionisering, uden at analysatorcellens meget lave tryk forstyrres. FT-ICR instrumentet indgår derfor i dag, på trods af prisen (omkring 5 mill kr.), som et af de vigtigste elementer i større massespektrometrilaboratoriers udrustning, uanset om hovedinteressen er ionkemiske undersøgelser eller udvikling af massespektrometribaserede metoder til karakterisering af bioorganiske og biologiske molekyler med høj molekylvægt.
Ved ionkemisk grundforskning gør FT-ICR instrumentet det muligt at undersøge vekselvirkninger i ioniske systemer på molekylært niveau. Da ionerne i en ICR celle kan opbevares og undersøges i gasfase over længere tidsrum (minutter), er det muligt at studere ioners og ionradikalers egenskaber meget indgående, og det kan direkte undersøges hvordan (trinvis) solvatisering modificerer reaktanternes kemiske egenskaber, både i henseende til reaktioner og til kinetik og reaktionsdynamik. Ved additions- og substitutionsreaktioner åbnes mulighed for gasfasesyntese af ioner, og det er muligt at undersøge ioner der ikke kendes i kondenseret fase; instrumentets høje opløsningsevne åbner tillige mulighed for at følge isotopudvekslingsreaktioner direkte.
Ionernes lange opholdstid i instrumentets celle muliggør fotoaktivering ved fx laserbestråling. Denne kan udnyttes til at fremme specifik fragmentering og til undersøgelser af ionernes absorptionsegenskaber i gasfase, og giver desuden mulighed for laserkemiske undersøgelser af reaktionsforløb og reaktivitet hos ikke-solvatiserede ioner.
I FT-ICR instrumentets celle kan ionerne tilføres energi ved sammenstød med ædelgasser og de kan derved bringes til at fragmentere, hvilket giver yderligere strukturspecifik information. I princippet er denne form for aktivering ikke forskellig fra kollisionsaktivering i dobbeltfokuserende massespektrometre, men FT-ICR instrumentets høje opløsningsevne giver imidlertid helt anderledes muligheder ved analyse af reaktionsprodukterne. Efter elektrospray ionisering har prøvemolekyler og deres eventuelle fragmenteringsprodukter mange ladninger; kun med et FT-ICR instrument kan massesbestemmelsen udføres med den nøjagtighed der er helt afgørende for analyse og identifikation. Dertil kommer, at de ioniske reaktionsprodukter fortsat befinder sig i cellen; de kan undersøges og underkastes bimolekylære reaktioner på samme vis som de oprindelige ioner.
Disse metoder kan også anvendes til undersøgelse af metalkomplexers og proteiners egenskaber i gasfase. Herved fås helt nye muligheder for at undersøge solventets betydning for disse forbindelsers kemiske egenskaber i opløsning; således spiller hydrofobe effekter en vigtig rolle i den sædvanlige beskrivelse af proteiners foldning, og gasfase-undersøgelser giver mulighed for eksperimentelt at afprøve dette.
Ved analytisk orienteret forskning udmærker FT-ICR instrumentet sig særlig ved sin følsomhed og sin meget høje opløsningsevne. Det finder anvendelse ved meget forskellige former for arbejde, hvor især må fremhæves kombinationen af elektrospray ionisering med FT-ICR analyse, som har åbnet helt nye muligheder ved sekvensbestemmelse for peptider og oligonucleotider.
Der findes kun et enkelt FT-ICR spektrometer i Danmark (på Odense Universitet); de fleste af vore FT-ICR eksperimenter udføres på udenlandske instrumenter.