Sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi - Liquid chromatography–mass spectrometry

Sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi

ESI arayüzlü iyon tutucu LCMS sistemi
kısaltma	LCMS
sınıflandırma	Kromatografi Kütle spektrometrisi
analitler	organik moleküller biyomoleküller
Üreticiler	Agilent Bruker PerkinElmer SCIEX Shimadzu Scientific Thermo Fisher Scientific Waters Corporation
Diğer teknikler
İlişkili	Gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi

Sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi ( LC-MS ), sıvı kromatografisinin (veya HPLC ) fiziksel ayırma yeteneklerini kütle spektrometrisinin (MS) kütle analiz yetenekleriyle birleştiren bir analitik kimya tekniğidir . Birleştirilmiş kromatografi - MS sistemleri kimyasal analizde popülerdir çünkü her bir tekniğin bireysel yetenekleri sinerjik olarak geliştirilir. Sıvı kromatografisi birden çok bileşenli karışımları ayırırken, kütle spektrometrisi, yüksek moleküler özgüllük ve algılama duyarlılığı ile tek tek bileşenlerin yapısal kimliğini sağlar. Bu tandem tekniği, çevresel ve biyolojik kaynaklı karmaşık numunelerde yaygın olarak bulunan biyokimyasal, organik ve inorganik bileşikleri analiz etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, LC-MS, biyoteknoloji , çevre izleme, gıda işleme ve farmasötik , zirai kimya ve kozmetik endüstrileri dahil olmak üzere çok çeşitli sektörlerde uygulanabilir .

Sıvı kromatografi ve kütle spektrometri cihazlarına ek olarak, bir LC-MS sistemi, ayrılmış bileşenleri LC kolonundan MS iyon kaynağına verimli bir şekilde aktaran bir arayüz içerir. LC ve MS cihazları temelde uyumsuz olduğu için arayüz gereklidir. Bir LC sistemindeki mobil faz basınçlı bir sıvı iken, MS analizörleri genellikle yüksek vakum altında çalışır (yaklaşık 10 ⁻⁶ Torr / 10 ⁻⁷ "Hg ). Bu nedenle, elüatı LC kolonundan doğrudan pompalamak mümkün değildir. Genel olarak, arayüz, maksimum miktarda analiti aktaran, LC'de kullanılan mobil fazın önemli bir bölümünü uzaklaştıran ve kromatografi ürünlerinin kimyasal kimliğini koruyan LC-MS sisteminin mekanik olarak basit bir parçasıdır (kimyasal olarak İnert) Bir gereklilik olarak, arayüz MS sisteminin iyonlaştırma verimliliğine ve vakum koşullarına müdahale etmemelidir.Günümüzde, en yaygın olarak uygulanan LC-MS arayüzleri, elektrosprey iyonizasyon (ESI) gibi atmosferik basınç iyonizasyon (API) stratejilerine dayanmaktadır. atmosferik basınçlı kimyasal iyonizasyon (APCI) ve atmosferik basınçlı fotoiyonizasyon (APPI) Bu arayüzler, yirmi yıllık bir araştırma ve geliştirme sürecinden sonra 1990'larda kullanılabilir hale geldi.

LC-MS'nin Tarihçesi

Kromatografinin MS ile birleştirilmesi, 1950'lerden kalma iyi geliştirilmiş bir kimyasal analiz stratejisidir. Gaz kromatografisi (GC) - MS ilk olarak 1952'de AT James ve AJP Martin'in tandem ayırma - kütle analizi teknikleri geliştirmeye çalıştığı sırada tanıtıldı. GC'de analitler ayırma kolonundan bir gaz olarak ayrıştırılır ve MS sistemindeki elektron iyonizasyon ( EI ) veya kimyasal iyonizasyon ( CI ) iyon kaynaklarıyla bağlantı teknik olarak daha basit bir zorluktu. Bu nedenle, GC-MS sistemlerinin gelişimi LC-MS'den daha hızlı oldu ve bu tür sistemler ilk olarak 1970'lerde ticarileştirildi. LC-MS sistemlerinin geliştirilmesi, GC-MS'den daha uzun sürdü ve doğrudan uygun arayüzlerin geliştirilmesi ile ilgiliydi. VL Tal'roze ve işbirlikçileri, LC kolonlarını ve MS iyon kaynaklarını bağlamak için ilk kez kapilerleri kullandıklarında, 1970'lerin başında LC-MS'nin geliştirilmesine başladılar. Benzer bir strateji, 1973'te McLafferty ve işbirlikçileri tarafından araştırıldı. Bu, LC'yi MS ile birleştirmenin ilk ve en belirgin yoluydu ve kapiler giriş arayüzü olarak biliniyordu. LC-MS için bu öncü arayüz, GC-MS ile aynı analiz yeteneklerine sahipti ve oldukça uçucu analitler ve düşük moleküler kütleli (400 Da'nın altında) polar olmayan bileşiklerle sınırlıydı. Kılcal giriş arayüzünde, kılcal damar içindeki hareketli fazın buharlaşması ana konulardan biriydi. LC-MS'nin geliştirilmesinin ilk yıllarında, bağlantı alternatifleri olarak çevrim içi ve çevrim dışı alternatifler önerildi. Genel olarak, çevrim dışı birleştirme, fraksiyon toplamayı, çözücünün buharlaşmasını ve analitlerin problar kullanılarak MS'ye transferini içeriyordu. Çevrimdışı analit işleme süreci zaman alıcıydı ve doğal bir numune kontaminasyonu riski vardı. Hızlı bir şekilde, karmaşık karışımların analizinin, LC-MS'de tam otomatik bir çevrimiçi birleştirme çözümünün geliştirilmesini gerektireceği anlaşıldı.

Hareketli kayış arayüzü

Hareketli kayış arayüzü (MBI) 1977'de geliştirildi. Bu arayüz, LC kolon atıklarını alan sonsuz bir hareketli kayıştan oluşuyordu. Kayış üzerinde, çözücü, iki vakum odasında düşük basınç altında çözücü buharlarını nazikçe ısıtarak ve verimli bir şekilde boşaltarak buharlaştırıldı. Sıvı fazın çıkarılmasından sonra, analitler kayıştan desorbe olur ve analiz edilecek MS iyon kaynağına göç eder. MBI, EI, CI ve hızlı atom bombardımanı (FAB) iyon kaynaklarını kullanarak LC'nin MS cihazlarına bağlanmasına izin verdiği için 1978 ve 1990 yılları arasında LC-MS uygulamaları için başarıyla kullanıldı . MBI arayüzleri ile LC kolonlarına bağlanan en yaygın MS sistemleri, manyetik sektör ve kuadropol aletleriydi. LC-MS için MBI arayüzleri, MS'in ilaçların, pestisitlerin, steroidlerin, alkaloidlerin ve polisiklik aromatik hidrokarbonların analizinde yaygın olarak uygulanmasına izin verdi . Bu arayüz, mekanik karmaşıklığı ve kayışın yenilenmesiyle ilgili zorluklar nedeniyle artık kullanılmamaktadır. Parçacık demeti arayüzleri, 1988'de LC-MS için MBI'ın geniş uygulamalarını devraldı.

Doğrudan sıvı giriş arayüzü

Doğrudan sıvı girişi (DLI) arayüzü 1980 yılında geliştirilmiştir. Bu arayüz, kılcal giriş arayüzü içindeki sıvının buharlaşmasına bir çözüm olarak düşünülmüştür. DLI'de, kolondan gelen atık suyun bir kısmını parçalamak için bir nebulizatör kullanıldı. Daha sonra bir desolvasyon odasında kurutulan küçük damlacıklardan oluşan bir sıvı jeti oluşturmak için küçük bir diyafram kullanıldı. Nebulize sıvı ürünü MS iyon kaynağına aktarmak için mikro delikli bir kapiler kolon kullanıldı. Analitler, LC çözücülerinin reaktif gazlar olarak hareket ettiği bir çözücü destekli kimyasal iyonizasyon kaynağı kullanılarak iyonize edildi. Bu arayüzü kullanmak için, LC kolonundan çıkan akışı bölmek gerekliydi çünkü atık suyun sadece küçük bir kısmı (1 ml/dk'dan 10 ila 50 µl/dk) MS bozulmadan çevrimiçi olarak analiz edilebiliyordu. vakum. DLI arayüzünün ana işletim problemlerinden biri diyafram açıklıklarının sık sık tıkanmasıydı. DLI arayüzü at idrar, eritromisin, ve vitamin B böcek ilaçları, kortikosteroidler, metabolitlerin analizi için 1982 ile 1985 arasında kullanılan ₁₂ . Bununla birlikte, bu arayüz, akış hızı sınırlamalarını ve tıkanma diyaframlarıyla ilgili sorunları ortadan kaldıran termosprey arayüzü ile değiştirildi.

Termosprey arayüzü

Termosprey (TSP) arayüzü 1983 yılında Houston Üniversitesi'ndeki Vestal laboratuvarları tarafından geliştirilmiştir. Arayüz, yüksek akış hızlarını (1 ml/dak) idare edebilen ve DLI arayüzlerinde akış bölünmesini önleyebilen bir LC-MS arayüzü bulmayı amaçlayan uzun vadeli bir araştırma projesinden elde edilmiştir. TSP arayüzü, ısıtılmış bir sonda, bir desolvasyon odası ve bir iyon değişim sıyırıcıdan oluşuyordu. LC çıkışı ısıtılmış sondadan geçti ve bir buhar jeti ve düşük basınçta desolvasyon odasına akan küçük damlacıklar olarak ortaya çıktı. Çözünen maddelerin iyonlaşması, çözücü tarafından indüklenen doğrudan buharlaşma veya iyon-molekül reaksiyonları ile meydana geldi. Bu arayüz, LC kolonundan 2 ml/dk'ya kadar elüatı işleyebildi ve onu verimli bir şekilde MS vakum sistemine sokabilirdi. TSP ayrıca ters fazlı sıvı kromatografisini (RT-LC) içeren LC-MS uygulamaları için daha uygundu . TSP sistemi, bir arayüz ve solvent aracılı bir kimyasal iyonizasyon kaynağı olarak görev yapan ikili bir işleve sahipti. Zamanla, TSP'nin mekanik karmaşıklığı basitleştirildi ve bu arayüz, ilaçların , metabolitlerin, konjugatların, nükleositlerin , peptitlerin , doğal ürünlerin ve pestisitlerin analizini içeren farmasötik uygulamalar için ilk ideal LC-MS arayüzü olarak popüler hale geldi . TSP'nin piyasaya sürülmesi, LC-MS sistemleri için önemli bir gelişmeye işaret etti ve 1990'ların başına kadar, atmosferik basınç iyonizasyonunu (API) içeren arayüzler ile değiştirilmeye başlanana kadar en yaygın olarak uygulanan arayüz oldu.

FAB tabanlı arayüzler

Frit FAB ve sürekli akış-FAB (CF-FAB) arayüzleri sırasıyla 1985 ve 1986'da geliştirildi. Her iki arayüz de benzerdi, ancak ilkinin bağlantı kanalı olarak gözenekli bir frit probu kullanması ve CF-FAB'ın bir prob ucu kullanması bakımından farklılık gösteriyorlardı. Bunlardan CF-FAB, bir LC-MS arayüzü olarak daha başarılıydı ve uçucu olmayan ve termal olarak kararsız bileşikleri analiz etmek için kullanışlıydı. Bu arayüzlerde, LC çıkış suyu, uçta muntazam bir sıvı film oluşturmak için frit veya CF-FAB kanallarından geçti. Orada sıvı, iyon ışınları veya yüksek enerjili atomlarla (hızlı atom) bombardımana tutuldu. Kararlı çalışma için, FAB tabanlı arayüzler sadece 1-15 µl sıvı akış hızlarını idare edebildi ve ayrıca mikro delik ve kılcal kolonlarla sınırlandırıldı. FAB MS iyonizasyon kaynaklarında kullanılmak için, ilgilenilen analitler, LC kolonunda ayırmadan önce veya sonra eklenebilecek bir matris (örneğin, gliserol) ile karıştırılmalıdır. FAB bazlı arayüzler, peptitleri karakterize etmek için yaygın olarak kullanıldı, ancak 1988'de elektrosprey bazlı arayüzlerin ortaya çıkmasıyla uygulanabilirliğini kaybetti .

Sıvı kromatografisi

Sıvı kromatografisi, bir sıvı karışımın bileşenlerinin, sabit ve hareketli iki karışmaz faz arasında dağıtıldığı bir fiziksel ayırma yöntemidir. LC uygulaması beş kategoriye ayrılabilir, yani adsorpsiyon kromatografisi , bölme kromatografisi , iyon değişim kromatografisi , boyut dışlama kromatografisi ve afinite kromatografisi . Bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan varyant, polar olmayan (hidrofobik) bir durağan faz ve bir polar mobil faz kullanan bölme kromatografisi tekniğinin ters faz (RP) modudur. Yaygın uygulamalarda, mobil faz, su ve diğer polar çözücülerin (örneğin metanol, izopropanol ve asetonitril) bir karışımıdır ve sabit matris, uzun zincirli alkil gruplarının (örneğin, n-oktadesil veya _C18 ) eklenmesiyle hazırlanır. düzensiz veya küresel şekilli 5 μm çaplı silika parçacıklarının yüzeyine.

HPLC'de, tipik olarak ilgilenilen numunenin 20 ul'si, bir yüksek basınç pompası tarafından iletilen mobil faz akımına enjekte edilir. Analitleri içeren hareketli faz, sabit faz yatağından belirli bir yönde geçer. Karışımın bileşenleri, hareketli ve sabit fazlar ile kimyasal afinitelerine bağlı olarak ayrılır. Ayırma , sıvı sabit yatak ile etkileşime girdiğinde meydana gelen tekrarlanan sorpsiyon ve desorpsiyon adımlarından sonra meydana gelir. Sıvı solvent (hareketli faz), yüksek basınç altında (400 bar veya 300.000 torr'a kadar) sabit fazı içeren paketlenmiş bir kolona verilir. Tekrarlanabilir kromatografi deneyleri için sabit bir akış hızı elde etmek için yüksek basınç gereklidir. Hareketli ve sabit fazlar arasındaki bölünmeye bağlı olarak, numunenin bileşenleri farklı zamanlarda kolondan dışarı akacaktır. Kolon, LC sisteminin en önemli bileşenidir ve sıvının yüksek basıncına dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Geleneksel LC kolonları 100–300 mm uzunluğunda, dış çapı 6,4 mm (1/4 inç) ve iç çapı 3,0 – 4,6 mm'dir. LC-MS'yi içeren uygulamalar için, kromatografi kolonlarının uzunluğu, 3–5 μm çaplı paketleme parçacıkları ile daha kısa (30–50 mm) olabilir. Geleneksel modele ek olarak, diğer LC kolonları dar delikli, mikro delikli, mikro kapiler ve nano-LC modelleridir. Bu kolonlar daha küçük iç çaplara sahiptir, daha verimli bir ayırmaya izin verir ve 1 ml/dk (geleneksel akış hızı) altındaki sıvı akışlarını idare eder. Ayırma verimliliğini ve tepe çözünürlüğünü iyileştirmek için HPLC yerine ultra performanslı sıvı kromatografisi (UPLC) kullanılabilir. Bu LC varyantı, daha küçük silika parçacıkları (~1.7 μm çap) ile paketlenmiş kolonlar kullanır ve 310.000 ila 775.000 torr (6000 ila 15000 psi) aralığında daha yüksek çalışma basınçları gerektirir.

Kütle spektrometrisi

Kütle spektrometrisi (MS), yüklü parçacıkların (iyonların) kütle-yük oranını ( m/z) ölçen analitik bir tekniktir . Birçok farklı türde kütle spektrometresi olmasına rağmen, bunların tümü, ilgilenilen bir analitten üretilen iyonların hareketini manipüle etmek ve m/z'lerini belirlemek için elektrik veya manyetik alanlardan yararlanır . Bir kütle spektrometresinin temel bileşenleri iyon kaynağı , kütle analizörü , dedektör ve veri ve vakum sistemleridir. İyon kaynağı, bir MS sistemine dahil edilen bir numunenin bileşenlerinin elektron ışınları , foton ışınları ( UV ışıkları ), lazer ışınları veya korona deşarjı yoluyla iyonize edildiği yerdir . Elektrosprey iyonizasyon durumunda, iyon kaynağı sıvı çözeltide bulunan iyonları gaz fazına taşır. İyon kaynağı, nötr numune moleküllerini kütle analiz cihazına gönderilen gaz fazlı iyonlara dönüştürür ve parçalar. Kütle analizörü, iyonları kütlelerine göre sıralamak için elektrik ve manyetik alanları uygularken, detektör, kütlece çözülmüş her iyonun bolluğunu hesaplamak için iyon akımını ölçer ve yükseltir. İnsan gözünün kolaylıkla tanıyabileceği bir kütle spektrumu oluşturmak için veri sistemi, verileri bir bilgisayarda kaydeder, işler, depolar ve görüntüler.

Kütle spektrumu, analitlerin kütlesini, elementel ve izotopik bileşimlerini belirlemek veya numunenin kimyasal yapısını aydınlatmak için kullanılabilir. MS, gaz fazında ve vakum altında gerçekleşmesi gereken bir deneydir (1.33 * 10 ^-2 ila 1.33 * 10 ^-6 paskal). Bu nedenle, daha yüksek basınçta ve yoğun fazda (katı veya sıvı) numunelerden bir vakum sistemine geçişi kolaylaştıran cihazların geliştirilmesi, peptidler gibi organik bileşiklerin tanımlanması ve nicelenmesi için güçlü bir araç olarak MS geliştirmek için gerekli olmuştur. MS artık çok çeşitli bileşiklerin fiziksel, kimyasal veya biyolojik özelliklerini inceleyen analitik laboratuvarlarda çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Kütle analiz çok farklı arasında, LC-MS sistemlerinde bulmak uygulama olanlar olduğu dört kutuplu , time-of-flight (TOF) , iyon tuzakları ve melez kuadrupol-TOF (QTOF) analiz.

Arayüzler

Sürekli akan bir elüat ile bir sıvı faz tekniği (HPLC) ile bir vakumda gerçekleştirilen bir gaz fazı tekniği arasındaki arayüz, uzun bir süre boyunca zordu. Elektrosprey iyonizasyonunun ortaya çıkışı bunu değiştirdi. Şu anda en yaygın LC-MS arayüzleri elektrosprey iyonizasyon (ESI), atmosferik basınçlı kimyasal iyonizasyon (APCI) ve atmosferik basınçlı foto iyonizasyondur (APPI). Bunlar, MS analizöründe ihtiyaç duyulan yüksek basınçlı ortamdan (HPLC) yüksek vakum koşullarına geçişi kolaylaştıran daha yeni MS iyon kaynaklarıdır. Bu arayüzler ayrı ayrı tarif edilmekle birlikte, ikili ESI/APCI, ESI/APPI veya APCI/APPI iyon kaynakları olarak da ticari olarak temin edilebilirler. Geçmişte çeşitli biriktirme ve kurutma teknikleri kullanıldı (örneğin hareketli kayışlar), ancak bunların en yaygını çevrim dışı MALDI biriktirme idi. Doğrudan EI LC-MS arabirimi adı verilen ve halen geliştirilmekte olan yeni bir yaklaşım , bir nano HPLC sistemi ile elektron iyonizasyon donanımlı bir kütle spektrometresini birleştirir.

Elektrosprey iyonizasyon (ESI)

LC-MS sistemleri için ESI arayüzü 1988'de Fenn ve işbirlikçileri tarafından geliştirilmiştir . Bu iyon kaynağı/arayüz orta derecede polar moleküllerin (örn. metabolitler, ksenobiyotikler ve peptitler) analizi için kullanılabilir. LC kolonundan çıkan sıvı eluat, 3 ila 5 kV'da tutulan bir metal kapiler içinden pompalanır. Sıvı, kılcalın ucunda nebulize edilir ve yüklü damlacıklardan oluşan ince bir sprey oluşur. Kontaminasyonu önlemek için, bu kapiler genellikle MS sisteminin girişinde dikey olarak bulunur. Elektrik potansiyeli tarafından oluşturulan ısı, kuru nitrojen atmosferinde damlacıkları hızla buharlaştırmak için kullanılır. Daha sonra iyonize analitler, yüklü iyonlar odaklama voltajlarının yardımıyla bir dizi küçük açıklıktan akarken MS'nin yüksek vakum odasına aktarılır. Pozitif ve negatif yüklü iyonlar tespit edilebilir ve negatif ve pozitif çalışma modları arasında geçiş yapmak mümkündür. ESI arayüzünde üretilen iyonların çoğu çoklu yüklüdür. Elektrosprey iyonizasyon (ESI) arayüzleri kullanan LC-MS sistemleri için 1–3 mm ID mikro delik kolonlarının kullanılması önerilir, çünkü optimum çalışma 50-200 µl/dak aralığında akış hızlarıyla sağlanır.

Atmosferik basınçta kimyasal iyonizasyon (APCI)

LC-MS için APCI arayüzünün geliştirilmesi, 1973'ün başlarında Horning ve işbirlikçileriyle başladı. Ancak, ticari uygulaması, Henion ve işbirlikçilerinin 1986'da LC-APCI-MS arayüzünü geliştirmesinden sonra 1990'ların başında tanıtıldı. APCI iyon kaynağı/arayüz, küçük, nötr, nispeten polar olmayan ve termal olarak kararlı molekülleri (örneğin, steroidler, lipidler ve yağda çözünen vitaminler) analiz etmek için kullanılabilir. Bu bileşikler, ESI kullanılarak iyi iyonize değildir. Ayrıca APCI, tamponlama ajanları içeren mobil faz akımlarını da işleyebilir. LC sisteminden gelen sıvı bir kılcal borudan pompalanır ve ayrıca bir korona deşarjının gerçekleştiği uçta nebulizasyon vardır. İlk olarak, arayüzü çevreleyen iyonlaştırıcı gaz ve hareketli faz çözücüsü, iyon kaynağında kimyasal iyonizasyona tabi tutulur. Daha sonra bu iyonlar analit ile reaksiyona girer ve yüklerini aktarır. Numune iyonları daha sonra iyon odaklı mercekler aracılığıyla küçük delikli sıyırıcılardan geçer. Yüksek vakum bölgesine girdikten sonra iyonlar kütle analizine tabi tutulur. Bu arayüz, pozitif ve negatif şarj modlarında çalıştırılabilir ve çoğunlukla tek yüklü iyonlar üretilir. APCI iyon kaynağı ayrıca 500 ile 2000 µl/dk arasındaki akış hızlarını da işleyebilir ve geleneksel 4,6 mm ID sütunlarına doğrudan bağlanabilir.

Atmosferik basınç fotoiyonizasyonu (APPI)

LC-MS için APPI arayüzü 2000 yılında Bruins ve Syage tarafından eş zamanlı olarak geliştirilmiştir. APPI, ESI kullanılarak iyonlaştırılamayan nötr bileşiklerin analizi için başka bir LC-MS iyon kaynağı/arayüzüdür. Bu arayüz, APCI iyon kaynağına benzer, ancak bir korona deşarjı yerine, bir deşarj lambasından gelen fotonlar kullanılarak iyonizasyon gerçekleşir. Doğrudan-APPI modunda, tek yüklü analit moleküler iyonları, bir fotonun absorpsiyonu ve bir elektronun fırlatılmasıyla oluşturulur. Dopant-APPI modunda, dopant moleküler iyon ve analit arasında bir yük alışverişi reaksiyonunu teşvik etmek için mobil faza veya nebulize edici gaza kolayca iyonlaşabilen bir bileşik (Dopant) eklenir. İyonize numune daha sonra küçük delikli sıyırıcılardan geçerken yüksek vakumda kütle analiz cihazına aktarılır.

Uygulamalar

MS'nin LC sistemleriyle birleştirilmesi çekicidir çünkü sıvı kromatografi, kimyasal bileşiminin iyi belirlenmesi gereken (örneğin biyolojik sıvılar, çevresel numuneler ve ilaçlar) hassas ve karmaşık doğal karışımları ayırabilir. Ayrıca, LC-MS'nin uçucu patlayıcı kalıntı analizinde uygulamaları vardır. Günümüzde doğal kimyasal bileşiklerin %85'inden fazlasının polar ve termal olarak kararsız olması ve GC-MS'nin bu numuneleri işleyememesi nedeniyle LC-MS en yaygın kullanılan kimyasal analiz tekniklerinden biri haline gelmiştir. Örnek olarak, HPLC-MS, proteomik ve farmasötik laboratuvarlar için önde gelen analitik teknik olarak kabul edilir . LC-MS'nin diğer önemli uygulamaları arasında gıda, pestisit ve bitki fenollerinin analizi yer alır .

farmakokinetik

LC-MS, biyoanaliz alanında yaygın olarak kullanılmaktadır ve özellikle farmasötiklerin farmakokinetik çalışmalarında yer almaktadır. Bir ilacın vücut organlarından ve hepatik kan akışından ne kadar çabuk temizleneceğini belirlemek için farmakokinetik çalışmalara ihtiyaç vardır. MS analizörleri, HPLC sistemlerine yaygın olarak bağlanan UV dedektörlerine kıyasla daha kısa analiz süreleri ve daha yüksek duyarlılık ve özgüllükleri nedeniyle bu çalışmalarda faydalıdır. Önemli bir avantaj, dedektörün parçalanacak belirli iyonları seçecek şekilde programlanabildiği tandem MS-MS'nin kullanılmasıdır . Ölçülen miktar, operatör tarafından seçilen molekül parçalarının toplamıdır. LC-MS'de girişim veya iyon bastırma olmadığı sürece , LC ayrımı oldukça hızlı olabilir.

Proteomik/metabolomik

LC-MS, proteomikte karmaşık bir karışımın bileşenlerini saptamak ve tanımlamak için bir yöntem olarak kullanılır. Aşağıdan yukarı proteomik LCMS yaklaşım genellikle kullanılarak proteaz sindirimi ve denatürasyon içeren tripsin bir proteaz gibi, üre üçüncül yapıya denatüre etmek ve iyodoasetamid sistein kalıntıları değiştirmek için. Sindirimden sonra, peptit kütle parmak izi için LC-MS kullanılır veya bireysel peptitlerin dizilerini türetmek için LC-MS/MS (tandem MS) kullanılır. LC-MS/MS en yaygın olarak, yüksek çözünürlüklü kütle spektrometrisi ile bile peptit kütlelerinin üst üste gelebildiği karmaşık numunelerin proteomik analizi için kullanılır. Kompleks biyolojik numuneler (örneğin insan serumu) 1000'den fazla proteini tanımlayabilen modern LC-MS/MS sistemlerinde analiz edilebilir. Bununla birlikte, bu yüksek düzeyde protein tanımlaması ancak numunenin SDS-PAGE jel veya HPLC-SCX aracılığıyla ayrılmasından sonra mümkündür. Son zamanlarda, peptit biyobelirteçlerini aramak için LC-MS/MS uygulanmıştır. Bir örnek, dört ana bakteriyel solunum yolu patojeni ( Staphylococcus aureus , Moraxella catarrhalis ; Haemophilus influenzae ve Streptococcus pneumoniae ) için peptit biyobelirteçlerinin yakın zamanda keşfedilmesi ve doğrulanmasıdır .

LC-MS, biyolojik dokunun (örn. kan plazması, serum, idrar) global metabolit profillemesinde en yaygın kullanılan tekniklerden biri olarak ortaya çıkmıştır. LC-MS ayrıca doğal ürünlerin analizi ve bitkilerde ikincil metabolitlerin profilinin çıkarılması için de kullanılır . Bu bağlamda, MS tabanlı sistemler, karmaşık biyolojik numunelerden geniş spektrumlu bileşikler hakkında daha ayrıntılı bilgi elde etmek için faydalıdır. LC-Nükleer manyetik rezonans ( NMR ) bitki metabolomiklerinde de kullanılır, ancak bu teknik yalnızca en bol metabolitleri saptayabilir ve nicelendirebilir. LC-MS, bitki sistemini moleküler düzeyde incelemeyi amaçlayan bitki metabolomik alanını ilerletmek için faydalı olmuştur, bu da bitki metabolomunun çevreye tepki olarak önyargısız bir karakterizasyonunu sağlar. Bitki metabolitler LC-MS ilk uygulama oldukça kutuplu metabolitlerin geniş bir tespit edilmesi oligosakaritler , amino asitler , amino şekerler ve şeker nükleotit gelen Cucurbita maxima floem dokuların. Bitki metabolomiklerinde LC-MS'nin bir başka örneği , Arabidopsis thaliana'nın yaprak ekstraktlarından glikoz , sakaroz , rafinoz , stachyose ve verbascose'un etkin bir şekilde ayrılması ve tanımlanmasıdır .

İlaç geliştirme

LC-MS, hızlı moleküler ağırlık onayına ve yapı tanımlamasına izin verdiği için ilaç geliştirmede sıklıkla kullanılır. Bu özellikler, potansiyel uygulamaya sahip geniş bir ürün yelpazesinden başlayarak bir keşif oluşturma, test etme ve doğrulama sürecini hızlandırır. İlaç geliştirme için LC-MS uygulamaları, peptit haritalama, glikoprotein haritalama, lipodomics, doğal ürünlerin dereplikasyonu, biyoafinite taraması, in vivo ilaç taraması, metabolik stabilite taraması, metabolit tanımlaması, safsızlık tanımlaması, kantitatif biyoanaliz ve kalite kontrolü için kullanılan oldukça otomatik yöntemlerdir .

Ayrıca bakınız

• Gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi
• Kapiler elektroforez-kütle spektrometrisi
• İyon hareketlilik spektrometrisi-kütle spektrometrisi

Referanslar

daha fazla okuma