Making LC Methods MS Friendly

Význam tématu

Liquid chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií (LC/MS) je v současné analytické chemii nezbytnou technikou pro vysoce citlivé a selektivní stanovení širokého spektra organických látek. Optimalizace LC metod zajišťuje spolehlivý přenos analytů do MS detektoru a minimalizuje potlačení signálu způsobené nevhodnými podmínkami ionizace nebo matricí vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Materiál z dílny Agilent Technologies popisuje klíčové kroky k úpravám existujících LC metod na „MS friendly“ verze. Autor představuje tři hlavní atmosférické ionizační techniky (ESI, APCI, APPI), diskutuje volbu mobilní fáze, sloučenin pufrů, parametrů kolony a adaptaci analytických protokolů pro maximální citlivost a stabilitu signálu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro ověření doporučených přístupů byly realizovány experimenty s modelovými sloučeninami (teofylin, theobromin, kofein, reserpin, kyseliny a glukuronidy morfinu) za různých podmínek:

• Porovnání volatilních (amoničitan amonný) a nevolatilních (fosforečnan draselný) pufrů pro ESI a APCI.
• Sledování vlivu koncentrace pufru (0–350 mM) na ionizační efektivitu v ESI i APCI.
• Srovnání režimů reversed-phase vs. HILIC pro optimalizaci citlivosti.
• Testování sloučenin na různých kolonnách (4.6 mm, 3.0 mm, 2.1 mm, 1.0 mm) s odlišnými pevnými fázemi a velikostí částic.
• Sledování stability signálu při dlouhodobém proudu solí (600 injekcí).

Použitá instrumentace

• HPLC systémy Agilent 1200/1290 Infinity
• MS detektory Agilent 6410A Triple Quadrupole, 6140 Single Quad
• Iontizační zdroje ESI, APCI, APPI a multimodální zdroj
• Kolony: ZORBAX Eclipse XDB-C18, Poroshell 120 (SB-C18, HILIC), Eclipse Plus, StableBond

Hlavní výsledky a diskuse

• ESI vyžaduje nízké průtoky (<0,5 mL/min) a nízké koncentrace pufrů (<10 mM) pro optimální odpařování kapének a tvorbu iontů.
• APCI je robustnější při vyšších průtocích (do 1,5 mL/min) a snese vyšší koncentrace pufrů (do 100 mM), avšak hůře ionizuje termálně nestabilní sloučeniny.
• APPI často vykazuje menší potlačení signálu a lepší citlivost u nepolárních aromatických systémů.
• Nevolatilní soli rychle zanáší zdroj a mění elektrická pole, což vede k nestabilnímu signálu a nutnosti častého čištění.
• Volba kolony s menším vnitřním průměrem a menšími částicemi výrazně zvyšuje citlivost a snižuje rozmazání analytických píků.
• HILIC může nahradit iontovou chromatografii s nevolatilními činidly jako alternativní přístup bez potlačení MS signálu.

Přínosy a praktické využití metody

• Zajištění vysoké citlivosti a reprodukovatelnosti v biofarmaceutickém výzkumu (stanovení léků a metabolitů).
• Možnost přenosu stávajících UV metod na MS detekci při minimálních úpravách kolony a mobilní fáze.
• Redukce doby a nákladů na čištění zdroje díky používání volatilních pufrů a správné filtraci/matricové extrakci.
• Zlepšená schopnost detekovat stopové analyty v komplexních matricích (nápoje, potraviny, biolátky).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj multimodálních ionizačních zdrojů umožní flexibilní volbu režimu ESI/APCI/APPI v jedné analýze.
• Miniaturizace LC systémů (micro- a nano-LC) s MS detektory pro ultracenné vzorky a proteomické aplikace.
• Nové materiály pro kolony s úpravou povrchů pro lepší odolnost vůči soli a širší pH rozsah.
• Integrace umělé inteligence do optimalizace metodiky a predikce ionizačních parametrů pro nové sloučeniny.

Závěr

Pečlivý výběr ionizační techniky, mobilní fáze, kolony a parametrů průtoku je klíčem k vybudování robustních a citlivých LC/MS metod. Díky systematickému přístupu lze minimalizovat potlačení signálu, zkrátit dobu analýzy a prodloužit intervaly údržby zdroje, což vede ke zrychlení laboratorních workflow a zvýšení kvality dat.