가스크로마토그래피-고분해능 질량분석법을 이용한 소변 중 유기산의 정성 및 정량 분석
엠에스팁 477호
개요
소변 유기산 검사는 선천성 대사 이상과 같은 유전성 대사 질환 연구의 필수 구성 요소입니다. 소변에는 정상 및 비정상 대사, 약물 및 약물 대사, 심지어 생체이물질 및 식이 보충제를 포함한 다양한 소스를 통해 형성되는 다양한 유기산이 포함되어 있습니다. 가스 크로마토그래피 - 질량 분석법(GC-MS), 특히 GC - 단일 사중극자 MS(GC-QMS)는 일반적으로 소변 유기산 분석을 위해 선택됩니다. 그러나 GC-QMS는 특히 새로운 방법을 만들 때 복잡한 혼합으로 인해 소변 내 유기산을 정확하게 식별하는 능력이 부족하기 때문에 대신 GC-고분해능 MS(GC-HRMS)가 더 적합한 시스템입니다.
전자 이온화(EI)와 필드 이온화(FI)의 조합 이온 소스를 통합한 GC-HRMS 시스템인 JMS-T2000GC는 진공을 깨지 않고 EI 모드와 FI 모드 간 전환이 가능합니다. msFineAnalytic AI 소프트웨어를 통해 2가지 이온화 방법으로 수집한 데이터를 분석하면 화학 구조와 조성을 추정할 수 있으며, 이는 유기산의 화합물을 측정하는 데 실용적입니다.
본 연구에서는 msFineAnalytic AI가 탑재된 JMS-T2000GC를 이용하여 소변 내 유기화합물의 화학조성과 구조에 대한 정성분석과 목적유기산의 정량분석을 수행하였다.
측량
유기산의 휘발성을 높이기 위해 에틸 아세테이트를 사용한 액체-액체 추출 후 트리메틸실릴(TMS) 유도체화를 통해 산성화된 소변에서 시료 용액으로 유기산을 추출했습니다. 그런 다음 자동 샘플러를 통해 샘플 용액 1μL를 JMS-T2000GC에 주입했습니다. 정성 분석에는 msFineAnalytic AI 소프트웨어를, 정량 분석에는 Escrime™ 소프트웨어를 사용했습니다. 자세한 GC-HRMS 측정 조건은 표 1에 나와 있습니다.
JMS-T2000GC "AccuTOF™ GC 알파"
표 1. 측정 조건
| GC-HRMS | JMS-T2000GC(주) |
|---|---|
| GC 입구 모드 | 쪼개지지 않는 |
| GC 입구 온도 | 280 ° C |
| GC 컬럼 | DB-5MS, 30mx 0.25mm, 0.25μm |
| GC 오븐 | 60°C(1분) →10°C/분 →300°C(3분) |
| 캐리어 가스 | He, 1.0mL/분 |
| MS 이온화 | EI+: 70eV, 300μA FI+: JEOL 10μm 이미터 사용 시 -5kV(10mA, 6msec) |
| MS 모니터 이온 범위 | m / z 45-800 |
| 분석 소프트웨어 | 정성적: msFineAnalytic AI(JEOL Ltd.) 정량적: Escrime™ (JEOL Ltd.) |
그림 1. 샘플 소변 유기산의 TICC(상단: EI, 하단: FI)
정성분석 결과
그림 1은 샘플의 소변 유기산에 대한 EI 및 FI 총 이온 전류 크로마토그램(TICC)을 모두 보여주며, 그 결과 108개 표적 유기산을 포함한 29개 화합물이 검출되었으며, msFineAnlaysis AI 분석 결과는 표 2의 빨간색 열에 표시되어 있습니다. 피크 [33]은 옥심화 숙시닐 아세톤의 TMS 유도체 화합물인 5-메틸-3-이속사졸프로판산 트리메틸실릴 에스테르로 지정되었습니다. 그러나 피크 [023] 및 [024]와 같은 크로마토그래피 분리 실패로 인해 동시 용리된 일부 성분은 msFineAnalytic AI의 디콘볼루션 기능에 의해 별도로 검출되었습니다.
msFineAnalytic AI로 획득한 피크[098]의 통합 분석과 AI 구조 분석 결과는 각각 그림 2와 3에 나와 있습니다. 그림 2의 EI 질량 스펙트럼에서는 분자 이온이 검출되지 않았지만 [M+H]+ FI 질량 스펙트럼에서 이온이 검출되었는데, 이는 연성 이온화 방법의 조합 분석의 중요성을 의미합니다. 화학식은 C로 추정되었다.16H34아니5Si2 검출된 [M+H]의 정확한 질량으로부터+ 이는 NIST 데이터베이스 검색 결과의 분자 이온이나 후보 화합물로부터 추정된 화학 조성과 일치하지 않았습니다. 그러나 msFineAnalytic AI는 NIST 데이터베이스에 등록되지 않은 화합물의 EI 질량 스펙트럼을 많이 포함하는 AI 라이브러리를 얻었으며, 분자 이온에서 추정된 화학 조성과 일치하고 EI 조각 이온 패턴이 일치하는 화합물이 후보로 표시되었습니다. AI 라이브러리 검색 결과(그림 3).
그림 2. 피크 098의 통합분석 결과
그림 3. 피크 098의 AI 구조 분석 결과
표 2. msFineAnalytic AI 결과
정량분석 결과
그림 4는 세 가지 표적 유기산인 2TMS-락트산, 2TMS-글리콜산 및 2TMS-피루브산 옥심의 EI TICC 및 추출 이온 크로마토그램(EIC)을 보여줍니다. 소변의 복잡한 성분에 대해 TICC에서 여러 피크가 검출되었습니다. 그러나 정확한 EIC에 의해 생성된 EIC는 m / z 신호는 다른 화합물의 영향을 최소한으로 제한하면서 목표 화합물을 감지합니다.
동시 용출된 유기산을 포함한 모든 유기산은 정량 분석을 위해 검출 가능한 피크 모양을 보여줍니다(부분적으로 그림 4에 표시됨). 정량분석의 일례로, 표 3에 나타난 여러 소변시료의 목표유기산의 정량값을 알려진 농도의 기준시료와의 면적비로부터 계산하였다.
표 3. 목적유기산의 정량값 (단위: μM)
그림 4. 추출된 소변 샘플의 TICC 및 EIC.
(오른쪽: 2TMS-락트산, 가운데: 2TMS-글리콜산, 왼쪽: 2TMS-피루브산 옥심)
제품 개요
msFineAnalytic AI가 탑재된 JMS-T2000GC는 소변 내 유기산의 TMS 유도체와 같은 성분의 화학 조성 및 화학 구조를 식별하고 정확한 EIC에 의한 정량 분석을 위한 강력한 도구입니다. m / z. msFineAnalytic AI가 탑재된 JMS-T2000GC는 향후 대사체학 및 임상 분석을 위한 광범위한 애플리케이션을 보유할 것으로 예상됩니다.
