Развитие методов определения структуры молекул: многомерная масс-спектрометрия и «Интеллектуальный» сбор фракций


Современная методология определения продуктов метаболизма фармацевтических препаратов и соединений, применяемых в сельском хозяйстве, использует жидкостную хроматографию высокого давления в сочетании с тандемной или многомерной масс-спектрометрией (ВЭЖХ/МС/МС). Масс-спектры метаболитов сравниваются с масс-спектрами исходных соединений и любые их изменения указывают на пути и место метаболизма. Однако, данные получаемые при хромато-масс-спектрометрическом анализе, часто оказываются недостаточными для установления структуры соединений и требуется проведение повторных МС/МС экспериментов или привлечение других аналитических методов. Для выполнения повторных экспериментов требуется несколько большее количество образца, что не всегла оказывается доступным. Кроме того, многие лаборатории находятся под прессом анализа огромного количества образцов и, следовательно, проводя повторные съемки сокращают свою производительность. Немоловажно и увеличение стоимости в расчете на анализ одного образца. В общем, от аналитика ожидается выполнение большего количества анализов за меньшее время и при минимальной стоимости. Одним из путей достижения этих целей является получение большего количества информации, в том числе структурной, от каждого анализа.

Первым и весьма эффективным подходом для решения этой задачи является использование современной аналитической техники, такой как масс-анализаторы «ионная ловушка», позволяющей методом ВЭЖХ/МСn проводить многократные МC эксперименты на одном хроматографическом пике. Использование огромных преимуществ этого метода позволяет получать уникальную структурную информацию, недоступную никаким другим методам анализа. Но даже и в этом случае приходится сталкиваться с задачами, неподающимися быстрому решению, когда требуется проведение повторных вводов образца.
В этих случаях эффективным методом является использование коллектора фракций. Обычно коллектор фракций запускается сигналом от УФ/ВИД детектора, который является неспецифическим. Использование же масс-спектрометрического детектора является селективным методом, позволяющим пользователю выделять фракции на базе интенсивности пика или наличия определенных массовых числе в масс-спектрах.
Современная аналитическая аппаратура, использующая детектор «ионная ловушка», позволяет многократно получать масс-спектры в МС или МСn экпериментах и собирать фракции, четко включающие в себя интересующие хроматографические пики, давая в этом же эксперименте информацию о молекулярной массе и структуре искомого соединения и все это в автоматическом режиме. Собранные коллекторм фракции могут быть использованы для дальнейших экспериментов, например, в режиме полной инфузии.
Аппаратурное и программное обеспечение LCQ позволяет легко вывести сигнал, запускающий коллектор фракций. В зависимости от потребностей анализа, сигнал запуска коллектора фракций может быть установлен по появлению в масс-спектре какого-либо характеристического иона в МС, МС2, МС3 и т.д. эксперименте.
Детектирование специфического иона выше установленного порога включает коллектор фракций для сбора элюента по команде от LCQ, а сам масс-спектрометрический детектор начинает собирать информацию в режиме МС2 или МС3.


Примером может являться анализ ацетата витамина Е. На рисунке показаны характеристические ионы, получаемые в различных режимах МСn эксперимента, по которым может включаться сбор фракций ВЭЖХ.

Запись полного сканирования при МСn эксперименте дает обширную структурную информацию, а в случае ее недостатка, дополнительные эксперименты с привлечением более высоких степеней МС (5-10) методом полной инфузии могут быть проведены на собранных фракциях ВЭЖХ.