액체 크로마토그래피/
​질량 분석법 기초

액체 크로마토그래피 분리와 질량 분석법 검출의 힘을 이용하면 가장 복잡한 시료도 분석할 수 있습니다.

LC/MS는:

• 신뢰할 수 있습니다. 견고한 기기는 복잡하고 불순물이 많은 시료에서도 일관된 결과를 제공합니다.
• 다중화되었습니다. 여러 검출기 옵션(자외선, 증기화 광산란, MS 등)을 사용하여 데이터에 더 많은 차원을 추가할 수 있습니다. 또한, 다양한 이온화원(대기압 화학 이온화, 전자 분무, 멀티모드 등)으로 이온화할 수 있습니다.
• 민감합니다. 질량 분석은 선택 이온 모니터링(SIM)으로 비교할 수 없는 감도를 달성할 수 있습니다.
• 선택적입니다. 모든 분자는 고유한 조각 패턴을 가지며, 충돌 유도 분해(CID) 및 다중 반응 모니터링(MRM)을 통해 조각 라이브러리와 매칭할 수 있습니다.
• 대형 분자 분석에 적합합니다. 다중 전하 이온은 매우 큰 분자(>150kDa)의 검출 및 특성 규명을 가능하게 합니다.
• 정량적입니다. 애질런트는 일상적인 테스트부터 표적 연구 응용 분야까지 가장 까다로운 정량 분석에 적합한 제품을 제공합니다.

LC/MS 응용 분야는 저분자(대사산물 및 탄수화물 등) 분석부터 거대분자(단백질, 펩타이드, RNA/mRNA 등) 연구에 이르기까지 다양합니다. LC/MS에 사용되는 전자 분무 이온화는 대형 분자가 다중 전하를 띠게 하여 효과적으로 m/z 비율을 기기 범위 내로 효과적으로 가져올 수 있습니다. 이러한 이유로 LC/MS는 GC/MS로 측정할 수 없는 대형 분자를 분석하는 데 적합합니다.

LC/MS 응용 탭에서 몇 가지 예시를 확인하세요.

가장 적합한 기기를 결정하려면 분석물질의 분자량과 극성을 고려하고, 응용 분야가 주로 표적 분석인지 미지 물질 확인인지도 고려해야 합니다.

LC/MS 시스템은 자외선(UV) 분석으로 분해되지 않고 관찰되지 않는 화합물을 검출하고 측정할 수 있습니다. 화합물이 동시에 용출되거나 UV 흡광도가 낮은 불순물 분석의 경우, SQ 질량 분석기의 데이터는 분석에 대한 확신을 높일 수 있습니다. 또한, 질량 분석법을 통해 사용자는 관심 있는 특정 화합물과 변형을 식별하고 확인할 수 있습니다.

질량 검출을 사용하면 UV 흡광도 검출의 한계를 극복할 수 있습니다. 이 예시에서 질량 분석기는 UV 분석을 통해 분해되지 않는 추가 화합물을 밝혀냅니다.

SQ LC/MS 시스템은 quadrupole 하나를 포함하며, 이온화원에서 생성된 분자 이온과 조각을 분석하는 데 사용할 수 있습니다. QQQ LC/MS/MS 시스템은 추가 충돌 셀과 quadrupole 분석기를 포함하며, LC/MS/MS 분석을 가능하게 합니다(아래 이미지 참조).

LC/MS/MS는 다중 반응 모니터링(MRM)과 같이 두 개 이상의 조각화와 필터링 단계가 수행되는 고도로 선택적인 작동 모드를 의미하기도 합니다. MRM 동안 첫 번째 quadrupole에 질량 필터가 적용되고 충돌 셀에서 추가 조각화가 일어난 후 두 번째 quadrupole에 또 다른 질량 필터가 적용됩니다.

또한 LC/MS/MS는 LC/Q-TOF 시스템에서 충돌 유도 분리(CID)를 의미할 수 있으며, 이 경우 time-of-flight 검출기가 두 번째 질량 분석법(MS) 단계에 사용됩니다.

SQ(또는 QQQ) 질량 분석기는 명목 질량(저분해능)을 제공합니다. TOF(Time-of-flight)기기는 정확한 질량 정보(고분해능)를 제공할 수 있습니다.

TOF 질량 분석기는 충분한 질량 분해능과 질량 정확도를 통해 원소 조성을 정확하게 확인할 수 있습니다. 더 높은 분해능(더 낮은 질량 오차)으로 가능한 분자식의 수가 줄어들어 더 명확하고 정확한 결과를 제공합니다.

다음의 sulfachloropyridazine 분석은 SQ와 TOF 질량 분석기의 분해능을 비교하여 보여줍니다.

TOF(Time-of-Flight) 질량 분석기에 quadrupole과 충돌 셀을 추가하면 quadrupole time-of-flight(Q-TOF) 질량 분석기가 형성됩니다. Q-TOF 시스템은 quadrupole, hexapole 충돌 셀, TOF분석기를 사용하여 MS/MS를 수행하여 스펙트럼을 생성합니다.

Agilent Jet Stream 이온화원에 사용되는 thermal gradient focusing 기술은 다양한 응용 분야와 유속에 대해 전자 분무 이온화 감도를 확장합니다. 고감도 MS를 위한 이 특허 기술은 초고온으로 가열된 질소를 사용하여 액체 방울의 탈용매화와 이온 생성을 향상시킴으로써 신호를 높이고 노이즈를 낮춥니다. 이 기술은 대부분의 분석물질에 최고의 감도를 제공하며 표준 전자분무 이온화 대비 5배 이상의 감응을 제공합니다.

스펙트럼 라이브러리는 사용자가 고분해능 LC/MS 시스템에서 얻은 질량 스펙트럼을 참조 표준 스펙트럼과 비교(또는 매칭)할 수 있는 질량 스펙트럼 저장소입니다. 스펙트럼 라이브러리에는 분자식, 질량 및 식별자(CAS 및 InChIKey 등)와 같은 관련 화합물 및 화학 구조 정보가 포함됩니다.

실제로 라이브러리 매치 스코어는 획득한 스펙트럼과 라이브러리 스펙트럼 사이에서 계산되어 두 스펙트럼이 얼마나 잘 일치하는지 나타냅니다(점수가 높을수록 일치가 더 확실함). 라이브러리 매칭은 미지 물질의 식별을 돕고 화합물 식별 프로세스에 확신을 더합니다.TOF 또는 Q-TOF LC/MS 기기와 스펙트럼 라이브러리를 사용하면 한 번 분석에 수천 개의 표적물질(예; 농약)을 스크리닝할 수 있습니다.

박물관 큐레이터가 각 전시물의 무결성을 면밀하게 평가하는 것처럼, 애질런트는 엄격한 큐레이션 프로세스를 구축하여 화합물 데이터베이스와 스펙트럼 라이브러리의 품질을 보장합니다.

Agilent ChemVista library manager 소프트웨어는 포괄적인 스펙트럼 라이브러리 관리를 가능하게 합니다. 또한 여러 출처의 화합물, 머무름 시간 및 질량 스펙트럼을 한 곳으로 통합하여 MassHunter data analysis 소프트웨어에서 미지 물질 식별 워크플로를 간소화합니다.

ChemVista에는 식품 테스트, 환경, 추출물 및 침출물(E&L), 법독성학 응용을 위한 광범위하고 엄선된 LC/Q-TOF 라이브러리와 데이터베이스가 포함되어 있습니다.

전통적으로 질량 분석 시스템의 분석 감도는 신호 대 잡음비(S/N)를 지표로 사용하여 정의되어왔습니다. 그러나 계산 방식에 따라 S/N 값은 부풀려질 수 있기 때문에 이 접근 방식은 잘못 해석될 수 있습니다. 기기 검출 한계(IDL)는 검출 한계와 정밀도를 평가하는, 보다 견고하고 신뢰할 수 있는 방법으로, 신호가 잡음이 아님을 더 확신할 수 있게 해줍니다.

IDL에 대해 자세히 알아보고, 계산 방법과 이를 사용하여 LC/MSD, GC/MSD, QQQ LC/MS 또는 GC/MS 시스템의 성능을 평가하는 방법을 알아보세요.

SQ 또는 QQQ LC/MS로 측정된 대부분의 분자는 반응 곡선에서 선형 영역을 가지고 있습니다. 검출 한계에 가까워질수록 반응의 선형성이 낮아지고 검출기 포화에 가까워질수록 반응이 더욱 떨어집니다. 일반적으로, 시료 간 3-4차수의 선형 범위에 있을 수 있지만 더 높은 결과도 가능합니다. 일반적으로 QQQ 기기는 TOF/Q-TOF 기기보다 더 넓은 선형 측정 범위를 제공합니다.

고처리량 질량 분석법(HTMS)은 짧은 시간 안에 수백 또는 수천 개의 시료를 분석해야 할 때 유용합니다. MS 분석 전에 수행되는 크로마토그래피 분리가 처리량의 제한 요소인 경우가 종종 있습니다. LC 분리 속도를 높이기 위해 적절한 분석법 선택(그레디언트, 유속, 컬럼 패킹 등)을 통해 분석 시간을 단축할 수 있습니다. 그러나 기존 LC/MS는 시료를 순차적으로 분석하므로 질량 분석기가 유휴 상태(idle)가 되어 활용도가 떨어질 수 있습니다.

MS를 더욱 효율적으로 사용하는 두 가지가 간단한 방법이 있습니다.

1. StreamSelect는 기존 LC/MS와 동일한 기술을 사용하지만 단일 질량 분석기 앞에 두 개, 세 개 또는 네 개의 독립적인 LC 시스템을 복제합니다. 엇갈린 오프셋 주입을 통해 최대 네 개의 LC 분리를 병렬로 실행할 수 있습니다.

   예를 들어 4분 분석법에서는 관심 피크의 용출 시간을 기준으로 1분 구간에만 관심이 있을 수 있습니다. 크로마토그래피 실행의 상당 부분에는 관심 있는 피크가 포함되어 있지 않습니다. 기존 LC/MS는 4분 안에 한 번의 분석을 완료할 수 있는 반면, 4-스트림 StreamSelect 시스템은 동일한 4분 안에 네 번의 분석을 완료할 수 있습니다. 이는 분당 한 개의 시료를 분석하는 것과 같으며, 처리량이 4배 향상됩니다.

   
2. 질량 분석기에 앞에 RapidFire 고처리량 LC/MS를 사용하면 고체상 추출(SPE)과 마이크로플레이트에서 질량 분석기로의 시료 전달이 자동화됩니다. 기존 LC 분리 단계를 SPE로 대체함으로써 각 시료의 처리 시간이 수 분에서 수 초로 획기적으로 단축됩니다. RapidFire는 일반적으로 고체상 추출의 특정 파라미터에 따라 시료당 8-15초의 속도로 작동합니다. 클린업이 필요 없는 시료 매트릭스의 경우 SPE를 거치지 않으면 RapidFire가 시료당 데이터 수집 시간을 최소 2초로 줄일 수 있습니다. 이는 기존 LC/MS보다 10에서 100배 빠릅니다.