液相色谱法-质谱联用
 Ion trap LCMS system with ESI interface | |
| 英文缩写 | LCMS |
|---|---|
| 分类 | 层析法 质谱法 |
| 分析对象 | 有机分子 生物分子 |
| 生产厂家 | 安捷伦科技 Bruker MDS 珀金埃尔默 岛津制作所 赛默飞世尔科技 Varian, Inc. Waters Corporation |
| 其它技术 | |
| 其它技术 | 气相色谱法-质谱联用 |
液相层析法-质谱联用（英语：Liquid chromatography–mass spectrometry，英文缩写LC-MS）是一种将液相层析（Liquid chromatography，简称LC)的物理分离能力和质谱（mass spectrometry，简称MS）的质量分析能力结合起来的分析化学技术。LC-MS是一项具有非常高的敏感度和选择性的非常强而有力的分析技术，它使用于很多的领域。一般说来，它的使用方向是在多种其他化合物存在的复合混合物中，测出各种组分并有可能确定其详细结构。 LC-MS在尿液中药物筛选分析中的局限性在于它常常不能区分特定的代谢产物，特别是对于氢可酮及其代谢物尤为明显。LC-MS尿液分析测试仅测定特定类别的药物，对于有些药物及其代谢物的测定需要用气相层析法-质谱联用（Gas chromatography-mass spectrometry，简称 GC-MS)
液相层析法
规模
传统的高效液相色谱方法与用于LC-MS中的液相色谱方法的主要不同是后者的规模要小得多。色谱的规模与色谱柱的内径相关以及流速相关。其规模与柱内径的平方成正比。在一个相当长的时间里，LC-MS的工作色谱柱内径为1 mm，而与之对应HPLC的色谱柱内径为4.6 mm）。最近，300 µm 和甚至 75 µm的毛细管柱已经成为更为普遍的选择。在这些直径的柱子的下端流速接近100 nL/min，并且一般被用于纳米喷雾源。[1]
分流
当使用标准细径(4.6 mm)柱时，所采用的分流比是~10:1。这样做的益处是可以允许串联使用其他检测技术，如MS和UV。然而，分流到UV会降低光电检测器的敏感度。另一方面，质谱在流速不大于200 μL/min时可对灵敏度有所改善。
质谱方法
质谱分析器
有许多不同的质谱分析器可以用于LC/MS。单个四极杆分析器（Single Quadrupole analyzer）、三重四极杆分析器（Triple Quadrupole analyzer）、离子阱分析器（Ion Trap analyzer）、飞行时间质谱分析器（Time-of-flight mass spectrometry）以及四极杆飞行时间两种质谱分析器的结合(Q-TOF)。
接口
在连续流动的液体的液相技术与在真空中进行的气相技术之间进行衔接长期以来都是困扰著气质联用技术的一项大的困难。电喷离子化出口的的出现克服了这一困难。最常用的衔接界面是电喷离子源或其变种纳米离子源；然而，人们也还使用大气压化学离子化界面。[2]人们也使用各种沉积和干燥技术，比如，使用移动带；然而，最普通的沉积干燥技术是基质辅助雷射脱附/游离（Matrix-assisted laser desorption/ionization，简称MALDI）[3][4]目前，一种仍在开发中的新方法叫做直接电离子化LC-MS 接口（Direct-EI LC-MS interface），是将纳米级色谱和装备电离子化的质谱结合的产物。
应用
药代动力学
LC-MS非常普遍地用于药物的药代动力学的研究，并且是生物分析中最常使用的技术。这些研究给出关于药物在肝脏血流，和人体其他器官中清除的速率。这类研究中使用MS的原因是MS与UV相比较有更高的敏感度和超乎一般的特异性（只要被分析物可以被离子化），和较短的分析时间。
MS的主要优点是它使用串联质谱（MS-MS）。可以给检测器编程，让它选择某种离子，将其断裂成碎片。这个过程是从根本上讲是选择技术，但是事实上要复杂得多。被测量的量是操作者所选择的分子碎片的总合。只要没有干扰和离子抑制作用，色谱分离会进行的特别快，目前用MS-MS检测器的分析时间是不到1分钟，而使用UV检测器要超过10分钟。[5][6][7]
LC-MS也用于研究蛋白质组学。在蛋白质组学中，人们遇到的也是要在复合混合物体系中检测出某些组分并用某种方法确定其详细结构。用于蛋白质组的自下而上（bottom-up proteomics）的LC-MS方法一般涉及蛋白酶解消化和变性（通常，选用胰蛋白酶进行酶解消化，用尿素将三级结构变性，用碘乙酰胺给半胱氨酸“戴帽”，最后，用LC-MS肽质谱指纹区（peptide mass fingerprinting）或LC-MS/MS串联质谱去推导各个多肽的序列。[8] )LC-MS/MS通常用于复杂试样的蛋白质组分析。对于复杂试样即使用高分辨率的质谱仪多肽的质量也可能发生重叠。像人的血清那样的复杂生物体液试样只要首先使用SDS-PAGE凝胶电泳或HPLC-SCX进行分离，都可以在现代的LC-MS/MS系统中操作并且可以定出1000种以上蛋白分子的结构。然而，只有在通过SDS-PAGE凝胶或HPLC-SCX分离样品之后，这种高水平的蛋白质鉴定才是可能的。
LC-MS也用于分析天然产物和分析植物的次级代谢产物[9]。在这方面，基于质谱的系统有助于从复杂的生物植物样本中获取更多关于化合物范围广泛的信息。
药物开发
LC-MS也频繁地用于药物开发的许多不同的阶段，包括，做肽图、做糖蛋白图、天然产物的去重复化、生物亲和性筛选。体内药物筛选、代谢稳定性筛选、代谢物结构确定、杂质确定、降解产物的结构确定、定量生物分析和质量控制。[10]
参见
- 气相色谱法-质谱联用 （GC-MS）
- Capillary electrophoresis–mass spectrometry
- Ion-mobility spectrometry–mass spectrometry
参考资料
- ^ Capillary liquid chromatography/mass spectrometry, Kenneth B. Tomer, M. Arthur Moseley, Leesa J. Deterding, Carol E. Parker, Mass Spectrometry Reviews, Vol 13, 1994, pp 431-457
- ^ Combined liquid chromatography mass spectrometry. Part III. Applications of thermospray, Patrick Arpino, Mass Spectrometry Reviews, Vol 11, 1992 pp 3-40
- ^ Combined liquid chromatography mass spectrometry. Part I. Coupling by means of a moving belt interface, Patrick Arpino, Mass Spectrometry Reviews, Vol 8, 1989 pp 35-55
- ^ Coupling matrix-assisted laser desorption/ionization to liquid separations, Kermit K. Murray, Mass Spectrometry Reviews, Vol 16, pp 283-299[永久失效链接]
- ^ Increasing Speed and Throughput When Using HPLC-MS/MS Systems for Drug Metabolism and Pharmacokinetic Screening, Y. Hsieh and W.A. Korfmacher, Current Drug Metabolism Volume 7, Number 5, 2006, Pp. 479-489
- ^ Covey TR, Lee ED, Henion JD. 1986. High-speed liquid chromatography/tandem mass spectrometry for the determination of drugs in biological samples. Anal Chem 58:2453-2460.
- ^ Thermospray liquid chromatography/mass spectrometry determination of drugs and their metabolites in biological fluids. Covey TR et al. Anal Chem. 1985 Feb;57(2):474-81
- ^ Wysocki VH, Resing KA, Zhang Q, Cheng G. Mass spectrometry of peptides and proteins. Methods. March 2005, 35 (3): 211–22. PMID 15722218. doi:10.1016/j.ymeth.2004.08.013.
- ^ Stobiecki, M.; Skirycz, A.; Kerhoas, L.; Kachlicki, P.; Muth, D.; Einhorn, J.; Mueller-Roeber, B. Profiling of phenolic glycosidic conjugates in leaves of Arabidopsis thaliana using LC/MS. Metabolomics. 2006, 2 (4): 197–219. doi:10.1007/s11306-006-0031-5.
- ^ LC/MS applications in drug development, Mass Spectrometry Reviews, Mike S. Lee, Edward H. Kerns, Vol 18, 1999, pp 187-279[永久失效链接]
有关书目
- Thurman, E. M.; Ferrer, Imma. Liquid chromatography/mass spectrometry, MS/MS and time of flight MS: analysis of emerging contaminants. Columbus, OH: American Chemical Society. 2003. ISBN 0-8412-3825-1.
- Ferrer, Imma; Thurman, E. M. Liquid chromatography-Time of Flight Mass Spectrometry: Principles, Tools and Applications for Accurate Mass Analysis. New York, NJ: Wiley. 2009. ISBN 978-0-470-13797-0.
- Ardrey, R. E.; Ardrey, Robert. Liquid chromatography-mass spectrometry: an introduction. London: J. Wiley. 2003. ISBN 0-471-49801-7.
- McMaster, Marvin C. LC/MS: a practical user's guide. New York: John Wiley. 2005. ISBN 0-471-65531-7.
- Wilfried M.A. Niessen, Wilfried M. Niessen. Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, Third Edition (Chromatographic Science). Boca Raton: CRC. 2006. ISBN 0-8247-4082-3.
- Yergey, Alfred L. Liquid chromatography/mass spectrometry: techniques and applications. New York: Plenum Press. 1990. ISBN 0-306-43186-6.
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