Welche Prinzipien spielen bei der UHPLC-MS-Analyse eine Rolle?
Ultra High Performance Liquid Chromatography-Massenspektrometrie (UHPLC-MS) ist eine analytische Technik, die die Trennleistung der Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) mit den Detektions- und Identifikationsmöglichkeiten der Massenspektrometrie (MS) kombiniert. Diese leistungsstarke Technik wird für verschiedene Anwendungen eingesetzt, einschließlich Arzneimittelforschung, Proteomik, Metabolomik, Umweltanalyse und Lebensmittelsicherheit. Bei der UHPLC-MS-Analyse spielen mehrere Prinzipien eine Rolle:

    Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC):
    UHPLC ist eine weiterentwickelte Form der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC). Der Hauptunterschied besteht darin, dass UHPLC kleinere Partikelgrößen (in der Regel weniger als 2 μm) in der chromatographischen Säule verwendet, was zu einer höheren Auflösung, erhöhter Empfindlichkeit und schnelleren Analysezeiten führt. Die Prinzipien, die bei der UHPLC eine Rolle spielen, umfassen:

    a. Trennung basierend auf Wechselwirkungen: UHPLC trennt Verbindungen basierend auf ihren Wechselwirkungen mit der stationären Phase (dem Säulenpackungsmaterial) und der mobilen Phase (dem flüssigen Lösungsmittel). Je nach chemischen Eigenschaften der interessierenden Analyten werden verschiedene Arten von Säulen und mobilen Phasen verwendet.

    b. Druck: UHPLC arbeitet mit höheren Drücken als konventionelle HPLC (bis zu 18.000 psi), was schnellere und effizientere Trennungen ermöglicht.

    Massenspektrometrie (MS):
    MS ist eine analytische Technik, die das Massen-zu-Ladungs-Verhältnis (m/z) von Ionen misst. Sie liefert strukturelle und quantitative Informationen über Moleküle. Die Prinzipien, die bei der MS eine Rolle spielen, umfassen:

    a. Ionisation: Die aus der UHPLC-Säule austretenden Analyten werden mithilfe einer Ionisationsquelle, wie der Elektrospray-Ionisation (ESI) oder der chemischen Ionisation bei Atmosphärendruck (APCI), ionisiert. Diese Methoden erzeugen geladene Moleküle oder molekulare Fragmente, die dann in das Massenspektrometer eingeführt werden.

    b. Massenanalyse: Der Massenanalysator trennt die Ionen basierend auf ihren m/z-Verhältnissen. Gängige Massenanalysatoren, die in der UHPLC-MS verwendet werden, sind Quadrupol, Time-of-Flight (TOF) und Orbitrap.

    c. Detektion: Die getrennten Ionen werden von einem Ionen-Detektor erfasst, wie einem Elektronenvervielfacher oder einem Ionen-zu-Photonen-Detektor. Der Detektor erzeugt ein Signal, das proportional zur Anzahl der auf ihn treffenden Ionen ist, das dann in ein Massenspektrum umgewandelt wird.

    Datenanalyse und Interpretation:
    Die Kombination von UHPLC und MS liefert umfangreiche Datensätze, die fortgeschrittene Datenverarbeitungs- und Interpretationstechniken erfordern. Software-Tools werden verwendet, um die komplexen Spektren zu dekonvolvieren, Verbindungen basierend auf ihren Massenspektren zu identifizieren und die interessierenden Analyten zu quantifizieren.

Zusammenfassend lassen sich bei der UHPLC-MS-Analyse Prinzipien identifizieren, die die Trennung von Verbindungen mithilfe von UHPLC, die Ionisation und Massenanalyse der getrennten Verbindungen mithilfe von MS sowie die Verarbeitung und Interpretation der resultierenden Daten umfassen. Diese leistungsstarke Technik bietet hohe Auflösung, Empfindlichkeit und Geschwindigkeit und ist daher in einer Vielzahl von Anwendungen unverzichtbar.