Autor
Altium International
Je autorizovaným distributorem společnosti Agilent Technologies pro Českou republiku v oblastech chromatografie (GC, HPLC, UHPLC, kapilární elektroforéza) a hmotnostní spektrometrie (GC/MS, LC/MS, CE/MS), disolučních aparátů, molekulární (UV-Vis, UV-Vis-NIR, fluorescence, FTIR analyzátory a mikroskopy) a atomové spektroskopie (ICP-OES, ICP-MS, AAS), a v neposlední řadě také v oblasti molekulární biologie a genomiky (analýza nukleových kyselin a proteinů, microarray skenery a skla, PCR & RT-PCR, qPCR, řešení pro NGS, reagencie pro mutagenezi a klonování, sondy FISH a další).
Tagy
Článek
Produkt
Video
Zdraví
Toxikologie
Logo of LinkedIn

Spojení kapilární elektroforézy s hmotnostní spektrometrií

St, 17.3.2021
| Originální článek z: HPST/Vítězslav Maier/Martin Švidrnoch/Jan Kovář
Přestože je spojení CE-MS jednou z nejmladších analytických technik, může její využití přinést určité nesporné výhody oproti zavedeným technikám GC-MS a zejména oproti LC-MS.
Video placeholder
  • Foto: HPST: Spojení kapilární elektroforézys hmotnostní spektrometrií
  • Video: Agilent Technologies: Fully integrated CE/MS for orthogonal analysis

Vysoce účinné separační techniky ve spojení s hmotnostní spektrometrií jsou v současné době již standardním vybavením mnoha laboratoří zabývajících se analýzami složitých směsí látek v komplexních matricích. Především se jedná o spojení chromatografických technik s hmotnostní spektrometrií (GC-MS, LC-MS či SFC-MS). Kapilární elektroforéza ve spojení s hmotnostní spektrometrií (CE-MS) je stále na okraji zájmu a představuje spíše techniku využívanou především na akademické půdě, přitom aplikační potenciál CE-MS je velmi široký.

Spojení CE-ESI-MS firmy Agilent je elegantním řešením díky nebulizeru, který umožňuje uzavřít elektrický okruh nutný pro elektroforetickou separaci a dále umožňuje koaxiálně přivádět dusík nutný pro vznik stabilního elektrospreje zároveň s pomocnou sprejovací kapalinou. Současně je na sprejovací špičku vkládáno sprejovací napětí. Ortogonální uspořádání elektrospreje pak navíc umožňuje, aby se co největší množství iontů analytů dostalo do analyzátoru hmotnostního spektrometru.

HPST: Schéma spojení CE-ESI-MS od Agilent Technologies

Spojení CE-MS má oproti spojení LC-MS svá specifika. Nejčastější spojení CE-MS využívá ionizace elektrosprejem (ESI). Vzhledem k tomu, že průtok separačního elektrolytu v kapiláře je nižší než průtok mobilní fáze v LC-MS, je nutné podpořit ionizaci a tvorbu stabilního elektrospreje přídavným tokem sprejovací kapaliny v místě výstupu eluátu z kapiláry. Dalším úskalím je nutnost využití těkavých složek separačního elektrolytu, takže konvenční pracovní elektrolyty na bázi fosforečnanů a kyseliny borité je možné používat pouze ve velmi nízkých koncentracích (do 10 mM). Vhodné jsou naopak elektrolyty na bázi kyseliny octové, mravenčí, hydrogenuhličitanu a amoniaku, případně triethylaminu.

V mnoha případech je k dosažení požadované selektivity elektroforetické separace nutné využít málo těkavé složky a aditiva separačního elektrolytu, jako jsou např. chirální selektory (cyklodextriny, crown ethery apod.), případně tenzidy (dodecylsulfát sodný). Tenzidy také umožňují separovat jak nabité, tak nenabité látky v jediné analýze (micelární elektrokinetická chromatografie, MEKC). V tomto případě je vhodná metoda částečného plnění kapiláry elektrolytem obsahujícím netěkavou složku a navržením podmínek separace tak, aby netěkavé složky nevstupovaly do iontového zdroje.

Druhou možností je náhrada netěkavých látek jejich těkavějšími fluorovanými analogy. Dodecylsulfát sodný je možné nahradit perflurookarboxylovými nebo perfluorosulfonovými kyselinami ve směsi s hydroxidem amonným.

HPST: Kapilární elektroforéza Agilent CE-7100

Aplikační oblast CE-MS je dána elektroforetickým principem separace a dále povahou zvolené ionizační techniky hmotnostní spektrometrie. Kapilární elektroforéza umožňuje separace nabitých i nenabitých látek s velmi širokým spektrem vlastností. Od nízkomolekulárních anorganických i organických iontů, polárních látek, přes málo polární a nepolární látky (např. aromatické uhlovodíky) až po vysokomolekulární látky (např. proteiny, fragmenty nukleových kyselin, viry, bakterie). Spojení CE-ESI-MS je vhodné zejména pro polární a středně polární látky s širokým rozpětím molekulových hmotností. Je tedy zřejmé, že aplikační potenciál CE-MS se do značné míry překrývá zejména s aplikačním potenciálem LC-MS metod, které jsou v rutinní praxi využívány častěji. Přitom CE-MS se nesnaží být konkurentem zavedené techniky LC-MS, naopak je velmi užitečnou komplementární technikou k LC-MS.

Výhodou spojení CE-MS oproti LC-MS je velmi nízká spotřeba vzorků, chemikálií a rozpouštědel. Spojením CE s MS se také z velké části řeší nedostatečná citlivost déle zavedené kapilární elektroforézy s DAD detekcí. Nesporná výhoda spojení CE-MS spočívá také v možnosti přesné identifikace separovaných látek. Spotřeba vzorku pro jednu CE-MS analýzu se typicky pohybuje okolo 10 nL. CE-MS pak může být výhodnou alternativou k LC-MS například v případě analýzy klinických vzorků, kde je nízký spotřebovaný objem vzorku jedním z kritérií při volbě analytické metody.

HPST: Spojení kapilární elektroforézy Agilent CE-7100 s Q-TOF HRMS hmostnostním detektorem

Využitím CE-ESI-MS v klinické analýze je možné dokumentovat na příkladu stanovení poměru D- a L-mléčné kyseliny ve vzorcích krevního séra jako podpůrné metody v diagnostice diabetu. Běžně je v klinické laboratoři prováděno stanovení D- a L-laktátu s využitím některé z enzymatických metod a je nutné stanovit každý enantiomer zvlášť. Pro rychlé stanovení vzájemného poměru D- a L-laktátu je možné využít i CE-ESI-MS s mnohem nižšími náklady na jednu analýzu. Přičemž není nutné využívat drahých kolon s chirální stacionární fází, či provádět derivatizaci chirálním derivatizačním činidlem. Jako chirální selektor v tomto případě může sloužit vankomycin chlorid, který se pouze rozpustí v pracovním elektrolytu. Přestože je kyselina mléčná molekula s velmi nízkou molekulovou hmotností, je možné ji i při využití negativního sprejovacího módu detekovat na koncentračních úrovních, které umožňují monitorovat hladinu D- i L-laktátu ve vzorcích séra zdravých i nemocných pacientů (Obr. 4).

HPST: Obrázek 4 - SIM záznam separace D,L-laktátu krevního séra zdravého pacienta. LOD (L-laktát) 60 nmol/L, (D-laktát) 72 nmol/L

Jedním z posledních trendů je aplikace CE-ESI-MS při analýze drog jak v zachyceném důkazním materiálu (psaníčka, tablety apod.), tak v samotném biologickém materiálu intoxikovaných osob. S výhodou lze uplatnit velmi podobné postupy, které se používají před LC-MS analýzou pro úpravy a extrakci toxických látek i jejich metabolitů. Jedním z mnoha příkladů, kdy CE-ESI-MS představuje výhodnou analytickou techniku je analýza tzv. „new designer drugs“ - nových syntetických drog na bázi derivátů kathinonů či syntetických kanabinoidů. Analýza derivátů kathinonů (jde zejména o primární a sekundární aminy) s využítím GC-MS vyžaduje derivatizaci, v případě LC-MS je zase nutné potlačit jejich sorpci na stacionární fázi. CE-ESI-MS umožňuje jejich přímou separaci bez nutnosti derivatizace s minimální úpravou vzorku. Separaci syntetických kathinonů je možné uskutečnit s použitím kombinace chromatografické a elektroforetické separace, která je zprostředkována pomocí těkavého tenzidu (perfluorooktanové kyseliny) v pracovním elektrolytu (Obr. 5).

HPST: Obrázek 5 - Rekonstruovaný MRM záznam separace syntetických kathinonů ve vzorku naspikovaného krevního séra po SPE extrakci

Další skupinou nových syntetických drog jsou syntetické kanabinoidy. Pro objektivní diagnostiku intoxikace syntetickými kanabinoidy je vhodná separace a identifikace jejich metabolitů s využitím perfluoroheptanové kyseliny jako těkavého tenzidu (Obr. 6).

HPST: Obrázek 6 - Rekonstruovaný SRM záznam separace metabolitů syntetických kanabinoidů v moči po L-L extrakci

CE-ESI-MS je možné využít i pro rychlé odhalení ředění drog na černém trhu, kdy je vedle hlavní komponenty - samotné drogy - nutné také identifikovat a stanovit množství látky, která slouží jako ředidlo prodávaných drog, a která může pro zdraví představovat daleko vyšší riziko než samotná droga. Příkladem může být identifikace a stanovení ředidla kokainu, který je na černém trhu drahý (Obr. 7). V tomto případě byla čistá droga ředěna veterinárním léčivem, které je pro lidský organismus nebezpečnější než samotná droga.

HPST: Obrázek 7 - TIC elektroferogram separace levamisolu a kokainu

Spojení CE-MS firmy Agilent se vyznačuje vysokou robustností. Navíc je nebulizér, přes které se realizuje spojení CE s MS nenáročný na experimentální zručnost a analytik se tak může soustředit na vlastní vývoj metody bez nutnosti náročné experimentální adjustace sprejovací špičky.

Skupina elektromigračních metod laboratoře R-Lab, Regionálního Centra Pokročilých Technologií a Materiálů, Katedry analytické chemie UP v Olomouci se zabývá vývojem elektroforetických metod separace, identifikace a stanovení nízkomolekulárních látek z oblasti farmak, drog a klinicky významných látek, zejména s využitím kapilární elektroforézy včetně spojení s hmotnostní spektrometrií. Dalším zaměřením jsou pak separace širokého spektra chirálních látek. Skupina spolupracuje s forenzními tuzemskými i zahraničními pracovišti zabývající se mimo jiné forenzní analýzou, zejména v oblasti objektivní diagnostiky intoxikací.

Altium International
 

Mohlo by Vás zajímat

Developing an ion chromatography system

Technické články
| 2024 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Ostatní

MDF-Based Workflow for Non-Targeted Screening for Per- and Polyfluoroalkyl Substances

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí, Klinická analýza, Potraviny a zemědělství

Detection and Characterization of Drug Metabolites in Biofluids Using Survey Scan MS/MS Functionality on Waters™ Tandem Quadrupole Mass Spectrometers

Aplikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Klinická analýza

Non-Target PFAS Analysis in Dried Blood Spots Using the Agilent 6546 LC/Q-TOF with Profinder and FluoroMatch

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Klinická analýza

Application Robustness of the 6495D Triple Quadrupole LC/MS System for Nonstop Pesticide Analysis in Black Tea Matrix

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články


Článek | Životní prostředí

Prevence infekce a stanovení bakterií Legionella

Pravidelné monitorování vod, údržba a vhodná opatření kontroly jsou klíčové pro komplexní systém kontroly výskytu bakterií Legionella.
ALS Czech Republic
more

Článek | Produkt

Vysokofrekvenční EIS: výkonný nástroj pro budoucnost mobility

Rostoucí trh s elektromobily vyžaduje vývoj v oblasti bateriových technologií.
Metrohm Česká republika
more

Video | Přednáška

Stříkačkové a peristaltické pumpy

Záznam Altium přednášky Ireny Palíkové (Produktový specialista (non Agilent, malé laboratorní přístroje) z 6. 2. 2024 na téma Stříkačkové a peristaltické pumpy.
Altium International
more

Článek | Akademie

Organická analýza - Elektroseparační metody (EKC)

Pravidelný seriál z vybraných kapitol knihy Organická analýza. Další díl patří elektroseparačním metodám (Elektrokinetickým chromatografickým metodám).
2 THETA ASE
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Developing an ion chromatography system

Technické články
| 2024 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Ostatní

MDF-Based Workflow for Non-Targeted Screening for Per- and Polyfluoroalkyl Substances

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí, Klinická analýza, Potraviny a zemědělství

Detection and Characterization of Drug Metabolites in Biofluids Using Survey Scan MS/MS Functionality on Waters™ Tandem Quadrupole Mass Spectrometers

Aplikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Klinická analýza

Non-Target PFAS Analysis in Dried Blood Spots Using the Agilent 6546 LC/Q-TOF with Profinder and FluoroMatch

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Klinická analýza

Application Robustness of the 6495D Triple Quadrupole LC/MS System for Nonstop Pesticide Analysis in Black Tea Matrix

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články


Článek | Životní prostředí

Prevence infekce a stanovení bakterií Legionella

Pravidelné monitorování vod, údržba a vhodná opatření kontroly jsou klíčové pro komplexní systém kontroly výskytu bakterií Legionella.
ALS Czech Republic
more

Článek | Produkt

Vysokofrekvenční EIS: výkonný nástroj pro budoucnost mobility

Rostoucí trh s elektromobily vyžaduje vývoj v oblasti bateriových technologií.
Metrohm Česká republika
more

Video | Přednáška

Stříkačkové a peristaltické pumpy

Záznam Altium přednášky Ireny Palíkové (Produktový specialista (non Agilent, malé laboratorní přístroje) z 6. 2. 2024 na téma Stříkačkové a peristaltické pumpy.
Altium International
more

Článek | Akademie

Organická analýza - Elektroseparační metody (EKC)

Pravidelný seriál z vybraných kapitol knihy Organická analýza. Další díl patří elektroseparačním metodám (Elektrokinetickým chromatografickým metodám).
2 THETA ASE
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Developing an ion chromatography system

Technické články
| 2024 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Ostatní

MDF-Based Workflow for Non-Targeted Screening for Per- and Polyfluoroalkyl Substances

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí, Klinická analýza, Potraviny a zemědělství

Detection and Characterization of Drug Metabolites in Biofluids Using Survey Scan MS/MS Functionality on Waters™ Tandem Quadrupole Mass Spectrometers

Aplikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Klinická analýza

Non-Target PFAS Analysis in Dried Blood Spots Using the Agilent 6546 LC/Q-TOF with Profinder and FluoroMatch

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Klinická analýza

Application Robustness of the 6495D Triple Quadrupole LC/MS System for Nonstop Pesticide Analysis in Black Tea Matrix

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články


Článek | Životní prostředí

Prevence infekce a stanovení bakterií Legionella

Pravidelné monitorování vod, údržba a vhodná opatření kontroly jsou klíčové pro komplexní systém kontroly výskytu bakterií Legionella.
ALS Czech Republic
more

Článek | Produkt

Vysokofrekvenční EIS: výkonný nástroj pro budoucnost mobility

Rostoucí trh s elektromobily vyžaduje vývoj v oblasti bateriových technologií.
Metrohm Česká republika
more

Video | Přednáška

Stříkačkové a peristaltické pumpy

Záznam Altium přednášky Ireny Palíkové (Produktový specialista (non Agilent, malé laboratorní přístroje) z 6. 2. 2024 na téma Stříkačkové a peristaltické pumpy.
Altium International
more

Článek | Akademie

Organická analýza - Elektroseparační metody (EKC)

Pravidelný seriál z vybraných kapitol knihy Organická analýza. Další díl patří elektroseparačním metodám (Elektrokinetickým chromatografickým metodám).
2 THETA ASE
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Developing an ion chromatography system

Technické články
| 2024 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Ostatní

MDF-Based Workflow for Non-Targeted Screening for Per- and Polyfluoroalkyl Substances

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí, Klinická analýza, Potraviny a zemědělství

Detection and Characterization of Drug Metabolites in Biofluids Using Survey Scan MS/MS Functionality on Waters™ Tandem Quadrupole Mass Spectrometers

Aplikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Klinická analýza

Non-Target PFAS Analysis in Dried Blood Spots Using the Agilent 6546 LC/Q-TOF with Profinder and FluoroMatch

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Klinická analýza

Application Robustness of the 6495D Triple Quadrupole LC/MS System for Nonstop Pesticide Analysis in Black Tea Matrix

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články


Článek | Životní prostředí

Prevence infekce a stanovení bakterií Legionella

Pravidelné monitorování vod, údržba a vhodná opatření kontroly jsou klíčové pro komplexní systém kontroly výskytu bakterií Legionella.
ALS Czech Republic
more

Článek | Produkt

Vysokofrekvenční EIS: výkonný nástroj pro budoucnost mobility

Rostoucí trh s elektromobily vyžaduje vývoj v oblasti bateriových technologií.
Metrohm Česká republika
more

Video | Přednáška

Stříkačkové a peristaltické pumpy

Záznam Altium přednášky Ireny Palíkové (Produktový specialista (non Agilent, malé laboratorní přístroje) z 6. 2. 2024 na téma Stříkačkové a peristaltické pumpy.
Altium International
more

Článek | Akademie

Organická analýza - Elektroseparační metody (EKC)

Pravidelný seriál z vybraných kapitol knihy Organická analýza. Další díl patří elektroseparačním metodám (Elektrokinetickým chromatografickým metodám).
2 THETA ASE
more
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena.