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액체 크로마토그래피/
​질량 분석법 기초

액체 크로마토그래피 질량 분석법이란 무엇입니까?

액체 크로마토그래피/질량 분석법(LC/MS)은 액체 크로마토그래피의 분리 능력과 질량 분석기의 직접 질량 측정을 결합한 분석 기술입니다. 액체 크로마토그래피는 다양한 화합물을 분리할 수 있으며, 질량 검출기는 분자량, 구조, 식별, 양 및 순도에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.

LC/MS 기기의 일반적인 구성 요소와 기본 작동 원리에 대해 더 자세히 알아보세요.

액체 크로마토그래피는 어떻게 작동하나요?

액체 크로마토그래피(LC)는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)라고도 하며, 액상에 포함된 화합물 혼합물을 분리합니다. 시료는 메탄올과 같은 적절한 용매에 준비되고 용해된 후 크로마토그래피 컬럼을 통해 펌핑됩니다.

역상 LC에서 컬럼(고정상)은 비극성 물질로 충전되고 용매(이동상)는 극성입니다. 용액 속의 분석물질 분자는 고압(200 이하에서 1200bar까지)에서 컬럼을 통과하여 고정상과 상호 작용합니다. 소수성 화합물은 컬럼에 더 오래 머물러 있습니다. 화합물이 머무름 시간으로 분리된 후에는 직교 검출기로 계속 이어질 수 있습니다.

LC에 대해 자세히 알아보기

LC를 질량 분석법(MS)과 함께 사용하는 이유는 무엇입니까?

다양한 종류의 검출기 유형을 LC 시스템에 통합할 수 있습니다. 가장 일반적인 검출기는 흡수, 형광, 굴절률, 증기화 광산란 및 질량 분석법을 기반으로 합니다.

  • 자외선(UV) 검출기는 일반적으로 분석물질이 상당한 UV 흡수성을 가질 때 시료 내 분석물질의 양을 정량하는 데 사용됩니다.
  • 질량 분석법은 독특하고 가치 있는 직교 정보를 제공합니다. 어떻게 제공할까요? 발색단이 없거나 크로마토그래피 분리가 불완전하여 UV 검출에 적합하지 않은 화합물을 재현성 있게 정량하면서 분석물질을 식별할 수 있도록 합니다.

그림에서 볼 수 있듯이 UV 검출기에서는 피크가 두 개만 검출되지만 시료에는 실제로 세 가지 화합물이 포함되어 있습니다. 질량 분석기는 UV 검출기에서 동시에 용출되는 개별 화합물을 검출할 수 있습니다.

질량 분석법은 어떻게 작동하나요?

질량 분석법(MS)은 기체상 이온과 그 조각의 질량을 측정하는 데 사용됩니다. 분석물질은 질량 대 전하비에 따라 이온화되고 필터링되며, 이온으로 검출되고 중성 질량이 계산됩니다.

LC로 화합물을 분리한 후 질량 분석기에서 가장 먼저 접하는 부분을 이온화원이라고 합니다.

전자분무 이온화(ESI)는 일반적인 이온화 기술로, 분석물질이 질량 분석기의 주입구 모세관에 도달하기 전에 용액에서 분석물질 이온을 생성하는 기술입니다. LC 용출액은 강한 정전기장과 가열된 건조 가스가 존재하는 대기압의 챔버에 스프레이(분무)됩니다. 열은 분석물질 분자에서 용매를 추가로 제거합니다.

주입구 모세관을 통해 질량 분석기에 들어간 후, 렌즈라고 알려진 일련의 전극이 하전된 분자를 이온화원에서 quadrupole 질량 분석기(또는 질량 필터)로 향하게 합니다.

Quadrupole은 직류 전압과 라디오 주파수가 적용되는 4개의 봉(rod)로 구성됩니다. 이러한 힘의 다양한 조합은 특정 질량의 조각만(질량 대 전하비 또는 m/z라고 함) 주어진 시간에 quadrupole의 전기장을 따라 검출기로 이동하도록 합니다. 이러한 기능은 노이즈를 크게 줄이고 감도를 높입니다.

질량 스펙트럼을 생성하기 위해 검출기는 각 주어진 시간에 도착하는 이온의 신호 강도를 기록합니다. 이 질량 스펙트럼의 패턴은 지문과 마찬가지로 식별 목적으로 사용될 수 있습니다. 또한, 다양한 이온 종에 대해 기록된 반응은 정량적 목적으로 검량할 수 있습니다.

LC/MS의 장점은 무엇입니까?

LC/MS는 UV 검출기와 질량 검출기에서 수집한 데이터를 통해 선택성을 더합니다. 분석물질은 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 또는 초고성능 액체 크로마토그래피(UHPLC)로 분리되며, 각 분석물질에 대한 개별 피크가 머무름 시간으로 분리된 UV 크로마토그램을 생성합니다.

각 시간 지점에 대해 질량 스펙트럼이 생성되고, 이를 통해 해당 시간 지점에서 용출되는 성분의 m/z를 식별할 수 있습니다. 질량 정보를 사용하면 표준품 없이도 분석물질을 식별할 수 있으며, 동시에 용출되는 피크도 질량으로 분리할 수 있습니다.

다른 LC 검출기에 비해 질량 검출기는 대부분의 화합물에 대해 더 민감하고 훨씬 더 특이적입니다. 질량 검출기는 (다른 일반적인 HPLC 검출기에 필요한) 적합한 발색단이 없는 화합물을 분석할 수 있습니다. 또한 분리되지 않은(공동 용출) 크로마토그래피 피크의 성분을 식별하여 완벽한 크로마토그래피에 대한 필요성을 줄일 수 있습니다. 또한, 질량 스펙트럼 데이터와 다른 LC 검출기의 데이터를 결합하여 화합물을 확실하게 식별, 확인 및 정량할 수 있습니다.