Хромато-масс спектрометрия — это высокочувствительный гибридный аналитический метод, объединяющий разделение компонентов сложной смеси в хроматографе (газовом или жидкостном) с их последующей идентификацией с помощью масс-спектрометра. Метод позволяет качественно и количественно определять даже следовые концентрации органических веществ. Применение газовой или жидкостной хроматографии в сочетании с хромато-масс спектрометрическим детектированием для решения тех или иных аналитических задач обусловлено природой (матрицей) самого образца, а также изучаемых аналитов.
Газовая хромато-масс спектрометрия (ГХ-МС)
Метод позволяет идентифицировать (с использованием базы данных масс-спектров NIST) и количественно определять вещества в сложных многокомпонентных смесях, в том числе, биологического происхождения. При этом образцы должны удовлетворять ряду требований:
- Все анализируемые вещества должны быть летучими, иметь температуру кипения ˂300 °С, быть термостабильными и инертными
- Молекулярная масса компонентов не должна превышать 300-400 Да
- Оптимальная концентрация компонентов в растворе 0,01 – 100 мг/л
- В качестве матрицы необходимо использовать летучие растворители (оптимально – гексан, ацетон или метанол; недопустимо – вода, диметилсульфоксид, диметилформамид)
- Образец не должен содержать металлы, сильные кислоты, основания или соли
- В некоторых случаях может потребоваться специальная пробоподготовка, например, экстракция и дериватизация.
В РЦ МАСВ газовая хромато-масс спектрометрия представлена приборами моно-квадрупольного типа (способ ионизации – электронный удар (EI), диапазон масс m/z = 1,5-1000 (1100), позволяют работать в режиме SCAN или SIM):
GCMS-QP2010 SE (Shimadzu) - предполагают самостоятельную работу пользователей ресурсного центра;
GCMS-QP2010 Ultra (Shimadzu) и ThermoFisher ISQ (Thermo Scientific) - оснащены автодозаторами для серийнах анализов большого количества образцов. Системы GCMS-QP2010 Ultra также позволяют выполнять парофазный анализ.
Высокоэффективная жидкостная хромато-масс спектрометрия (ВЭЖХ-МС)
Метод позволяет качественно и количественно определять термолабильные и малолетучие соединения (большие, полярные молекулы), которые невозможно определить в сочетании с газовой хроматографией (ГХ-МС). В т.ч. позволяет определять следовые количества веществ или вещества, не детектируемые другими видами детекторов в жидкостной хроматографии (УФ, флуориметрический и т.д.). Тандемная масс-спектрометрия (ВЭЖХ-МС/МС) используется для ещё более точного структурного анализа за счет фрагментации ионов, что важно в анализе сложных биологических матриц.
Метод широко применяется в фармацевтике (анализ лекарств, метаболитов), экологии (определение загрязнителей в воде), медицине (клиническая диагностика), пищевой промышленности (анализ безопасности пищевых продуктов), а также для метаболомики и липидомики (при изучении метаболитов растений и грибов).
В РЦ МАСВ метод представлен трехквадрупольным хроматомасс-спектрометром Shimadzu LCMC-8030 низкого разрешения (масса до первого знака после запятой, ионизация электроспреем - ESI).
Оборудование позволяет решать следующие задачи:
- Определение чистоты вещества в режиме SCAN.
- Сравнение профилей нескольких веществ в режиме SCAN без расшифровки.
- Идентификация веществ (или классов веществ) по аналитическим стандартам в модельных растворах, растительных экстрактах, продуктах питания, образцах тканей, биологических жидкостях и т.д. Для количественного анализа требуется построение градуировочных зависимостей с использованием аналитически чистых стандартов веществ (метод «внешнего стандарта»).
- При отсутствии аналитических стандартов веществ существует возможность использовать литературные данные о переходах масс (MRM-переходы Precursor m/z → Product m/z). По литературным данным можно подтвердить наличие вещества в образце или оценить относительное содержание вещества в однотипных образцах.
Режимы работы масс-спектрометра: «MRM», «Scan», «Precursor Ion Scan», «Product Ion Scan» и «Neutral loss scan» в положительном и отрицательном режимах ионизации.
Примерный детектируемый диапазон концентраций: не менее 1-10 нг/мл (зависит от матрицы образца).
Ограничения метода:
- Не подходит для легко летучих, нерастворимых или неионизирующихся соединений.
- Строгие ограничения по выбору подвижных фаз. Не допускается использование буферных подвижных фаз.
- Некоторые образцы требуют сложной пробоподготовки, необходимо исключать влияние матричных эффектов.
