Coupling IC with Mass Spectrometry: Theory and Applications

Význam tématu

Ionová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií představuje průlom v analýze iontových a malých polárních sloučenin. Kombinace selektivního dělení iontů na kolonu s vysokou ultračistotou eluentu a citlivou detekcí v MS umožňuje spolehlivou identifikaci a kvantifikaci v náročných matricích bez potřeby složité předúpravy vzorku.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo demonstrovat teoretické základy a aplikace IC–MS a IC–MS/MS u rentgenově čistých a komplexních vodných vzorků. Studie obsahuje srovnání jednosektivní (MSQ Plus) a dvojsektivní (TSQ Endura, TSQ Quantiva) platformy, popis optimalizace eluentů, modifikace rozhraní a příklady detekce anorganických i organických analyz.

Použitá metodika a instrumentace

Ve všech experimentech byla použita Thermo Scientific™ Dionex™ ionová chromatografie s elektrolytickými generátory OH– nebo H+ a samoregenerujícími suppressory ASRS/CSRS v režimu vnější vody. Rozhraní ESI převádí eluent na aerosol a ionizuje analyty při pozitivním i negativním módu. Jako analyzátory sloužily:

• MSQ Plus – jednoselektorní kvadrupól pro m/z 17–2000 s vysokou citlivostí při nízkých m/z.
• TSQ Endura a TSQ Quantiva – triple kvadrupóly pro selektivní SRM, s attogramovými detekčními limity.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza perchlorátu v přítomnosti vysoké koncentrace chloridů, uhličitanů a síranů dosáhla LOD 0,08–0,155 µg/L u MSQ Plus a až 0,005 µg/L u TSQ. Halooctové kyseliny vykázaly LOD ve stovkách ppt (MSQ) až sub-ppt úrovni (TSQ). Rozlišení izobarických iontů (např. sulfát vs. fosfát, m/z 97) bylo zajištěno optimálním gradientem a SRM. Ukázalo se, že vysoká iontová síla matrice snižuje potlačení signálu díky čistému vodnímu pozadí po suppressoru.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální příprava vzorku, přímé vstřikování vodných roztoků.
• Vysoká citlivost, selektivita a možnost potvrzení identity analytu jednou technologií.
• Flexibilita ve výběru iontových kategorií – anionty i kationty bez změny hardware.
• Široké uplatnění v analýze pitné vody, farmaceutických sloučenin, environmentálních a potravinářských vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další vývoj kapilární a nano-IC, integrace s vysoce rozlišenou hmotnostní spektrometrií (Orbitrap, TOF) a rozšíření aplikací v metabolomice, toxikologii či forenzní chemii. Pokročilé suppressory a generátory eluentu přispějí k rychlejším přechodům mezi módy analýzy a k automatizaci workflow.

Závěr

IC–MS a IC–MS/MS představují robustní, vysoce citlivé a selektivní řešení pro analýzu iontově aktivních sloučenin. Použití triple kvadrupólů podstatně zlepšuje kvalitu signálů, umožňuje nižší detekční limity a přesnější kvantifikaci v náročných matricích.

Reference

• AN 151: Perchlorate in Environmental Waters Using IC-MS
• AN 243: Common Anions and Organic Acids Using IC-MS
• AN 269: ppb Levels of Common Cations and Amines by IC-MS
• AN 630: EPA Method 557 – Analysis of Haloacetic Acids, Dalapon, and Bromate in Drinking Water by IC-MS/MS
• Slingsby R. et al. Dual-Selectivity IC-ESI-MS for Arsenic Species. Am. Lab., 2007