액체 크로마토그래프 질량분석기 LC/MS
액체 크로마토그래프 질량분석기 LC/MS
액체 크로마토그래프 질량 분석기(LC/MS)는 이름에서 알 수 있듯이 액체 크로마토그래프(LC)와 질량 분석기(MS)를 결합한 장치입니다. LC/MS는 광범위한 영역에서 사용됩니다.
가스 크로마토그래프 질량 분석기(GC/MS)는 휘발성 물질에 대한 분석 기기입니다. 이에 비해 LC/MS는 휘발성 물질에서 내화 물질에 이르기까지 다양한 물질에 적용할 수 있는 기기로 사용되고 있습니다.
최근 크로마토그래피 분석의 트렌드는 기체 크로마토그래피(GC)에서 액체 크로마토그래피(LC)로 이동하는 추세입니다. 그 이유는 휘발성 물질의 경우 GC를 사용할 수 있지만 내화 물질의 경우 유도체화와 같은 일부 화학적 처리를 수행하여 내화 물질을 휘발성으로 만들지 않는 한 GC를 사용할 수 없기 때문입니다. 반면에 LC를 사용하면 유도체화가 필요하지 않으며 대상 샘플 영역이 GC에 사용되는 영역보다 훨씬 더 넓을 수 있습니다. 단, LC의 경우 검출기 측면에서 다소 어려움이 있어 시료 및 특성에 맞게 선택하여야 합니다. 그러나 MS를 검출기로 사용하면 더 큰 다양성과 향상된 식별 정확도를 얻을 수 있습니다. 또한, LC와 MS를 효과적으로 연결하기 위한 인터페이스의 등장과 성능 향상으로 LC/MS에 대한 수요가 급증하고 있습니다.
LC/MS 인터페이스
1970년대부터 LC/MS용 인터페이스는 집중적으로 연구되어 왔으며 다양한 방법이 제안되고 구현되었다. 그 중 LC의 이동상을 벨트에 떨어뜨리고 가열한 후 전자이온화(EI)법으로 측정하는 벨트법; 시료를 기체 에어로졸로 분무하고 EI 방법을 사용하여 이온화하는 분무 방법; 및 열 분무법을 들 수 있다. 1980년대 후반에는 대기압 이온화법(API)이 등장하여 널리 사용되게 되었다. 오늘날 표준 LC/MS 인터페이스입니다. LC는 대기압의 액체를 이동상으로 사용할 수 있지만 MS는 고진공이 필요합니다. 이들의 상충되는 특성을 성공적으로 결합한 인터페이스가 대기압 이온화 방식 "API" 방식입니다. API의 이온화 방법에는 ESI(Electrospray Ionization) 방법과 APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization) 방법의 두 가지가 있습니다.
1) ESI 방식
이것은 모세관에 이동상 용액을 도입하고 이 모세관과 대향 전극 사이에 고전압을 인가하는 이온화 방법입니다.
이 방법의 특징은 기존 이온화 방법 중 이온화 에너지가 가장 작다는 것입니다. 그 결과 생물학적 고분자 시료 뿐만 아니라 배위 착물과 같은 배위 결합 화합물의 분자량 정보를 얻을 수 있는 유일한 이온화 방법이다. 또한 이 방법을 단백질, 펩타이드 또는 핵산에 적용하면 다가 이온으로 관찰할 수 있습니다.
예를 들어, 분자량 10,000의 화합물을 +10가 이온으로 관찰하면, 얻어진 질량 스펙트럼의 m/z값(질량/전하비)은 1,001이 된다. 다가 이온의 스펙트럼은 분포가 있는 특성 스펙트럼으로 얻을 수 있으며 컴퓨터를 사용하여 분자량을 정밀하게 계산할 수 있습니다.
ESI IgG2b 항체의 다가 이온 스펙트럼(약 150,000MW) 및 분자량 계산 결과
2) APCI 방식
대기압 화학 이온화법이라는 이름에서 유추할 수 있듯 이동상 용매를 이용하여 화학 이온화에서 시약 기체와 유사한 역할을 하여 양성자가 첨가된 분자 이온과 이동상 용매로 이온이 첨가된 분자 이온을 측정하는 방법입니다. 추가했습니다. 이온화는 시료 용액의 에어로졸을 코로나 방전 영역에 도입하여 수행됩니다. 대상 샘플은 ESI에 적합한 것보다 극성이 낮은 화합물입니다.
또한 화학적 이온화를 하기 위해서는 이동상 용매의 농도가 높아야 하므로 분당 1ml 이상의 유속을 사용한다.
APCI 방법을 사용한 분석 예는 아래와 같습니다. 대상 샘플은 녹차입니다. 녹차에는 항균 효과를 비롯한 다양한 효과로 유명한 카테킨이 많이 함유되어 있습니다. 일반녹차 20μl를 LC에 주입하여 측정한 결과는 아래와 같습니다.
측정 결과 녹차에는 아미노산, 카테킨, 카페인, 루틴이 많이 함유되어 있음을 분명히 알 수 있습니다.
녹차의 APCI-LC/MS 측정 예
(EC:에피카테킨, EGC:에피갈로카테킨, ECg:에피카테킨갈레이트, EGCg:에피갈로카테킨갈레이트)
여기에서 알 수 있듯이 LC/MS는 생물학적 고분자에서 녹차에 이르기까지 다양한 시료의 성분을 쉽고 높은 감도로 분석할 수 있습니다.