Fundamental Guide to Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LCMS)

Příručky | 2019 | ShimadzuInstrumentace
LC/MS
Zaměření
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Liquid Chromatography–Mass Spectrometry (LC–MS) je dnes klíčovou technikou pro separaci a detekci širokého spektra organických a biopolymerních látek. Kombinuje vysokou efektivitu kapalinové chromatografie (LC) s výjimečnou selektivitou a senzitivitou hmotnostní spektrometrie (MS). Díky tomu nalézá uplatnění v klinické analytice, farmaceutickém výzkumu, kontrolách potravin a životního prostředí.

Cíle a přehled


Cílem publikace „Fundamental Guide to LCMS“ od Shimadzu Corporation je shrnout:
  • historický vývoj a principy kapalinové chromatografie (RPLC, NPLC, HILIC, IEC, SEC),
  • techniky ionizace při atmosférickém tlaku (ESI, APCI, APPI) a jejich limity,
  • základy principů jednotlivých typů hmotových analyzátorů (magnetický sektor, kvadrupól, TOF, iontová past) a jejich srovnání,
  • stavbu a provoz tandemových a hybridních MS systémů (triple kvadrupól, Q-TOF, IT-TOF, MSn),
  • hlavní výzvy současné LC–MS analytiky a moderní řešení (Ultra-Fast Mass Spectrometry, CLAM).

Použitá metodika a instrumentace


Širší popis komponent LC–MS:
  • LC systémy: Prominence-i, Nexera-i/XR/X2, UFLC, Nexera mikros (nano/mikro-flow), 2D-LC soustavy, UC (UHPLC/SFC Switching),
  • Ionizační zdroje: ESI (elektrospray), APCI, APPI, MALDI, ICP, DUIS pro současné ESI+APCI měření,
  • Hmotové analyzátory: jednočipové kvadrupóly (SIM/MRM), vysokorozlišovací TOF, iontové pasti (IT, IT-TOF), hybridní systémy Q-TOF, triple-Q–TOF, MSn uspořádání v pastích,
  • Detektory: elektronové násobiče, mikrokanálové destičky,
  • Softwarové prostředí: LabSolutions pro sběr a zpracování dat, MRM knihovny, databáze spekter a aplikace Shimadzu Application Notebooks.

Hlavní výsledky a diskuse


Autor předkládá komparativní přehled analytických vlastností jednotlivých typů MS:
  • kvadrupólové analyzátory – nejrozšířenější, robustní, kompaktní, vhodné pro vysoce senzitivní MRM kvantifikaci,
  • magnetické sektory – špičkové rozlišení a dynamický rozsah, ale vysoké náklady a omezené skenovací rychlosti,
  • TOF – pulzní provoz, široký rozsah m/z, vysoké rozlišení a citlivost pro neznámé látky,
  • iontové pasti – MSn schopnosti, flexibilní strukturní charakterizace, nižší dynamický rozsah.

Popis nejnovějších inovací Shimadzu:
  • Ultra-Fast Mass Spectrometry (UFMS) se třemi klíčovými komponentami – UF-Qarray pro vylepšenou optiku iontů, UFsweeper pro rychlé vyhánění a fragmentaci iontů, LabSolutions upgrade pro ultrarychlou akvizici dat (30 000 u/s, polarity switching 5 ms, 555 MRM přechodů/s),
  • Clinical Laboratory Automation Module (CLAM) – plně automatizované čištění, srážení, dávkování a analýza vzorků pro klinické laboratoře s minimem manuálních úkonů a vynikající opakovatelností.

Přínosy a praktické využití metody


LC–MS/MS poskytuje vysokou selektivitu a nízké meze detekce (< pg/mL) pro komplexní matice (voda, krev, potraviny) a umožňuje:
  • simultánní kvantifikaci stovek pesticidů, léčiv a metabolitů s MRM režimem,
  • profilaci proteinů, peptidů a glykanů s vysokou hmotnostní přesností Q-TOF,
  • strukturní charakterizaci neznámých látek díky MSn ve spojení s IT-TOF,
  • velkokapacitní screening endokrinních disruptorů, dopingových látek a biomarkerů.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekávané směry vývoje:
  • integrované 2D-LC-MS/MS systémy a nano-flow platformy pro maximalizaci separace a senzitivity,
  • pokročilá softwarová řešení pro paralelní akvizici a umělou inteligenci při zpracování komplexních dat,
  • další miniaturizace, zelenější chromatografické jednotky s omezenou spotřebou eluentu,
  • automatizace procesu od přípravy vzorku po reportování výsledků.

Závěr


Fundamentální průvodce LC–MS od Shimadzu shrnuje klíčové principy kapalinové chromatografie, ionizace a hmotové spektrometrie a představuje moderní přístupy k ultrarychlému, vysoce selektivnímu a automatizovanému vyhodnocení komplexních vzorků. Řada inovací UFMS a CLAM ukazuje cestu k ještě vyšší efektivitě, reproducibilitě a rozšíření uplatnění LC–MS/MS v průmyslu a vědě.

Reference


  • Fundamental Guide to Liquid Chromatography Mass Spectrometry, Shimadzu Corporation, 1st Edition October 2018, Updated March 2019.
  • Hirano Ichiro: LCMS Primer Forward, Shimadzu Corporation, 2018.
  • Shimadzu Application Notebooks a Shim-pack HPLC Column Guidebook.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Shimadzu Fundamental Guide to Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LCMS)
Fundamental Guide to Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS)
Shimadzu’s Fundamental Guide to Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS)
Shimadzu’s Mass Spectrometry Solutions LCMS Family Brochure