SPOJENI KAPALINOVÉ CHROMATOGRAFIE A HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE (HPLC/MS)

Význam tématu

Kapalinová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií (HPLC/MS) nabízí kombinaci vynikající separační účinnosti a citlivé, selektivní detekce analyzovaných látek. Umožňuje stanovit molekulovou hmotnost a získat strukturní informace i u termolabilních, polárních či vysoce molekulárních sloučenin, které nejsou vhodné pro běžnou GC/MS analýzu.

Cíle a přehled studie / článku

Článek shrnuje historický vývoj a porovnává hlavní techniky spojení HPLC s MS detektorem: Direct Liquid Introduction, Moving Belt, Particle Beam, Thermospray, Continuous Flow FAB a atmosférické ionizační techniky (ESP, APCI). Cílem je identifikovat výhody a omezení každé metody a navrhnout nejperspektivnější přístupy pro moderní analytiku.

Použitá metodika a instrumentace

Byly popsány způsoby přenosu eluátu z HPLC kolony do iontového zdroje hmotnostního spektrometru:

• DLI: jednoduché, ale nízká citlivost bez děliče toku.
• MB a PB: odpaření mobilní fáze na pohyblivém pásu nebo v desolvatační komoře za pomocí nosného plynu.
• TSP: termoionizační rozprášení eluátu v horké kapiláře.
• CF FAB: kontinuální ionizace nárazem urychlených atomů ve viskózní matrici, omezený průtok.
• API: elektrosprej (ESP) a chemická ionizace za atmosférického tlaku (APCI) se širokým rozsahem mobilních fází a průtoků.

Hlavní výsledky a diskuse

Atmosférické ionizační techniky (ESP, APCI) se ukázaly jako nejvšestrannější, umožňují analytiku při běžných průtocích (0,5–2 ml · min–1) a libovolném složení mobilní fáze (100 % voda až 100 % organika) s vysokou citlivostí a selektivitou. Thermospray a CF FAB nacházejí v současnosti spíše specializované uplatnění. Klíčovým omezením je použití pouze těkavých elektrolytů jako pufrů, přičemž netěkavé soli mohou zhoršovat výkon MS detektoru.

Přínosy a praktické využití metody

HPLC/MS API se uplatňuje v klinické chemii (stanovení léčiv, hormonů a metabolitů v krve či moči v ng–pg · ml–1), v potravinářském a environmentálním monitoringu (pesticidy, polárné a nepolární zbytky, PAU, Sirné heterocykly), v lipidomice (triacylglyceroly, mastné kyseliny) či proteomice (analýza peptidů a proteinů s vícenásobnou protonací).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj vysokorozlišovacích analyzátorů (iontová past, TOF) pro přesnou determinaci molekulové hmotnosti.
• Víceúrovňová MSn pro získání detailních strukturních informací bez nutnosti derivatizace.
• Miniaturizace a integrace s mikrofluidními systémy pro vysokou propustnost vzorků.
• Pokročilá data mining a využití umělé inteligence pro interpretaci složitých spekter a identifikaci neznámých metabolitů.

Závěr

HPLC/MS s atmosférickou ionizací představuje klíčový nástroj moderní analytické chemie s širokým spektrem aplikací. Převládající techniky ESP a APCI kombinují univerzálnost, citlivost a schopnost pracovat s běžnými HPLC podmínkami, přičemž jediným významným omezením zůstává nutnost používání těkavých pufrů. Investice do této technologie je vyvážena hodnotou získaných dat.

Reference

1. Yergey A.L., Edmonds C.G., Lewis I.A.S., Vestal M.L.: Liquid Chromatography/Mass Spectrometry. Techniques and Applications. Plenum Press, New York, 1989.
2. Brown M.A. (ed.): Liquid Chromatography/Mass Spectrometry. Applications in Agricultural, Pharmaceutical and Environmental Chemistry. ACS, Washington, 1990.
3. Niessen W.M.A., van der Greef J.: Liquid Chromatography – Mass Spectrometry. Principles and Applications. Marcel Dekker, New York, 1992.
4. Barceló D. (ed.): Applications of LC-MS in Environmental Chemistry. Elsevier Science B.V., Amsterdam, 1996.
5. McLafferty F.W., Tureček F.: Interpretation of Mass Spectra. University Science Books, Mill Valley, 1993.
6. Kitson F.G., Larsen B.S., McEwen C.N.: Gas Chromatography and Mass Spectrometry. Academic Press, San Diego, 1996.
7. Bruins A.P., Covey T.R., Henion J.D.: Anal. Chem. 59, 2642 (1987).
8. Yamashita M., Fenn J.B.: J. Phys. Chem. 88, 4671 (1984).
9. Fenn J.B., Mann M., Meng C.K., Wong S.F., Whitehouse C.M.: Mass Spectrom. Rev. 9, 37 (1990).
10. Smith R.D., Loo J.A., Edmonds C.G., Barinaga C., Udseth H.R.: Anal. Chem. 62, 882 (1990).
11. Sakairi M., Kambara H.: Anal. Chem. 60, 774 (1988).
12. Horning E.C., Carroll D.I., Dzidic I., Haegele K.D., Horning M.G., Stillwell R.N.: J. Chromatogr. 99, 13 (1974).
13. Caprioli R.M.: Anal. Chem. 62, 45 (1990).
14. Vestec Thermospray El Interface. Performance and Applications, Vestec, Houston TX, USA, 1989.