Жидкостная хроматография-масс-спектрометрия ( ЖХ-МС ) — это метод аналитической химии, который сочетает в себе возможности физического разделения жидкостной хроматографии (или ВЭЖХ ) с возможностями масс-анализа масс-спектрометрии (МС). Связанная хроматография – системы МС популярны в химическом анализе, поскольку индивидуальные возможности каждого метода усиливаются синергетически. В то время как жидкостная хроматография разделяет смеси с несколькими компонентами, масс-спектрометрия предоставляет спектральную информацию, которая может помочь идентифицировать (или подтвердить предполагаемую идентичность) каждого разделенного компонента. [1] МС не только чувствителен, но и обеспечивает селективное обнаружение, избавляя от необходимости полного хроматографического разделения. [2] ЖХ-МС также подходит для метаболомики из-за хорошего охвата широкого спектра химических веществ. [3] Этот тандемный метод можно использовать для анализа биохимических, органических и неорганических соединений, обычно встречающихся в сложных образцах экологического и биологического происхождения. Таким образом, ЖХ-МС может применяться в широком спектре секторов, включая биотехнологии , мониторинг окружающей среды, пищевую , фармацевтическую , агрохимическую и косметическую промышленность. [4] [5] С начала 2000-х годов метод ЖХ-МС (или, точнее, ЖХ- МС-МС ) также начал использоваться в клинических приложениях. [6]
В дополнение к устройствам жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии система ЖХ-МС содержит интерфейс, который эффективно переносит разделенные компоненты из колонки ЖХ в источник ионов МС. [5] [7] Интерфейс необходим, поскольку устройства LC и MS принципиально несовместимы. Хотя подвижной фазой в системе ЖХ является жидкость под давлением, анализаторы МС обычно работают в высоком вакууме. Таким образом, невозможно напрямую перекачивать элюат из колонки ЖХ в источник МС. В целом интерфейс представляет собой механически простую часть системы ЖХ-МС, которая переносит максимальное количество аналита, удаляет значительную часть подвижной фазы, используемой в ЖХ, и сохраняет химическую идентичность продуктов хроматографии (химически инертна). В качестве требования интерфейс не должен влиять на эффективность ионизации и условия вакуума системы МС. [5] В настоящее время наиболее широко применяемые интерфейсы ЖХ-МС основаны на стратегиях ионизации при атмосферном давлении (API), таких как ионизация электрораспылением (ESI), химическая ионизация при атмосферном давлении (APCI) и фотоионизация при атмосферном давлении (APPI). Эти интерфейсы стали доступны в 1990-х годах после двух десятилетий исследований и разработок. [8] [7]
Сочетание хроматографии с МС — это хорошо разработанная стратегия химического анализа, зародившаяся еще в 1950-х годах. Газовая хроматография (ГХ)-МС была впервые представлена в 1952 году, когда А.Т. Джеймс и А.Дж.П. Мартин пытались разработать методы тандемного разделения – масс-анализа. [9] В ГХ аналиты элюируются из разделительной колонки в виде газа, и соединение с источниками ионов электронной ионизации ( ЭИ ) или химической ионизации ( ХИ ) в системе МС было технически более простой задачей. Из-за этого разработка систем ГХ-МС шла быстрее, чем ЖХ-МС, и такие системы впервые были коммерциализированы в 1970-х годах. [7] Разработка систем ЖХ-МС заняла больше времени, чем ГХ-МС, и была напрямую связана с разработкой соответствующих интерфейсов. Виктор Талроуз и его коллеги в России начали разработку ЖХ-МС в конце 1960-х годов, [10] [11] , когда они впервые использовали капилляры для подключения колонок ЖХ к источнику ЭУ. [12] [8] Похожая стратегия была исследована Маклафферти и его сотрудниками в 1973 году, которые соединили колонку ЖХ с источником ХИ, [13] что позволило увеличить поток жидкости в источник. Это был первый и наиболее очевидный способ соединения ЖХ с МС, известный как интерфейс капиллярного входа. Этот новаторский интерфейс для ЖХ-МС обладал теми же возможностями анализа, что и ГХ-МС , и был ограничен довольно летучими аналитами и неполярными соединениями с низкой молекулярной массой (ниже 400 Да). В интерфейсе капиллярного входа испарение подвижной фазы внутри капилляра было одной из основных проблем. В первые годы развития ЖХ-МС в качестве вариантов сопряжения предлагались онлайновые и автономные альтернативы. Обычно автономное связывание включает сбор фракций, испарение растворителя и перенос аналитов в МС с помощью зондов. Процесс автономной обработки аналитов занимал много времени и существовал неизбежный риск загрязнения проб. Быстро стало понятно, что анализ сложных смесей потребует разработки полностью автоматизированного решения для онлайн-сочетания в ЖХ-МС. [8]
Ключ к успеху и широкому распространению ЖХ-МС в качестве рутинного аналитического инструмента лежит в интерфейсе и источнике ионов между жидкостной ЖХ и вакуумной МС. Следующие интерфейсы были ступеньками на пути к современным интерфейсам ионизации атмосферного давления и описаны ради исторического интереса.
Интерфейс движущегося ремня (MBI) был разработан McFadden et al. в 1977 году и коммерциализирован Финниганом. [14] Этот интерфейс представлял собой бесконечную движущуюся ленту, на которую в виде ленты наносились выходящие потоки колонки ЖХ. На ленте растворитель испарялся путем осторожного нагревания и эффективного удаления паров растворителя при пониженном давлении в двух вакуумных камерах. После удаления жидкой фазы лента проходила над нагревателем, который мгновенно десорбировал аналиты в источник ионов МС. Одним из существенных преимуществ МБИ была его совместимость с широким диапазоном хроматографических условий. [8] MBI успешно использовался для приложений ЖХ-МС в период с 1978 по 1990 год, поскольку он позволял соединять устройства ЖХ с МС с использованием источников ионов EI, CI и бомбардировки быстрыми атомами (FAB). Наиболее распространенными системами МС, подключенными через интерфейсы MBI к колонкам ЖХ, были магнитные секторные и квадрупольные приборы. Интерфейсы MBI для ЖХ-МС позволили широко применять МС при анализе лекарственных препаратов, пестицидов, стероидов, алкалоидов и полициклических ароматических углеводородов . Этот интерфейс больше не используется из-за его механической сложности и трудностей, связанных с заменой (или очисткой) ленты, а также его неспособности обрабатывать очень лабильные биомолекулы.
Интерфейс прямого введения жидкости (DLI) был разработан в 1980 году. Этот интерфейс был предназначен для решения проблемы испарения жидкости внутри входного интерфейса капилляра. В DLI небольшая часть потока ЖК пропускалась через небольшое отверстие или диафрагму (обычно диаметром 10 мкм) с образованием струи жидкости, состоящей из мелких капель, которые впоследствии высушивались в камере десольватации. [11] Аналиты были ионизированы с использованием источника химической ионизации с использованием растворителя, где растворители LC действовали как газы-реагенты. Чтобы использовать этот интерфейс, необходимо было разделить поток, выходящий из колонки ЖХ, поскольку лишь небольшая часть эффлюента (от 10 до 50 мкл/мин из 1 мл/мин) могла быть введена в источник без повышения вакуума. давление в системе MS слишком высокое. С другой стороны, Хенион из Корнелльского университета добился успеха в использовании методов ЖХ с микроотверстиями, так что можно было использовать весь (низкий) поток ЖХ. Одной из основных проблем эксплуатации интерфейса DLI было частое засорение отверстий диафрагмы. Интерфейс DLI использовался в период с 1982 по 1985 год для анализа пестицидов, кортикостероидов, метаболитов в лошадиной моче, эритромицина и витамина B 12 . Однако этот интерфейс был заменен интерфейсом термоспрея , который устранил ограничения скорости потока и проблемы с засорением диафрагм. [5] [8]
Родственным устройством был интерфейс пучка частиц (PBI), разработанный Уиллоуби и Браунером в 1984 году. [15] Интерфейсы пучка частиц взяли на себя широкое применение MBI для ЖХ-МС в 1988 году. [8] [16] PBI эксплуатировался с помощью гелиевого распылителя распыляют элюент в вакуум, сушат капли и откачивают пары растворителя (с помощью струйного сепаратора), в то время как поток монодисперсных высушенных частиц, содержащих аналит, поступает в источник. [11] Сушка капель за пределами объема источника и использование струйного сепаратора для откачивания паров растворителя позволили частицам проникнуть и испаряться в источнике ЭУ низкого давления. Как и в случае с MBI, возможность генерировать спектры ЭУ с возможностью поиска в библиотеке была явным преимуществом для многих приложений. Коммерциализированный Hewlett Packard , а затем VG и Extrel, он пользовался умеренным успехом, но был в значительной степени вытеснен интерфейсами атмосферного давления, такими как электрораспыление и APCI, которые обеспечивают более широкий диапазон покрытия и применения соединений.
Интерфейс термоспрея (TSP) был разработан в 1980 году Марвином Весталом и его коллегами из Хьюстонского университета. [17] Он был коммерциализирован компанией Vestec и несколькими крупными производителями масс-спектрометров. Этот интерфейс стал результатом долгосрочного исследовательского проекта, направленного на поиск интерфейса ЖХ-МС, способного работать с высокими скоростями потока (1 мл/мин) и избегать разделения потока в интерфейсах DLI. Интерфейс TSP состоял из нагреваемого зонда, камеры десольватации и скиммера для фокусировки ионов. Выходящий поток ЖК проходил через нагретый зонд и появлялся в виде струи пара и мелких капель, стекающих в камеру десольватации при низком давлении. Первоначально работавший с нитью накала или разрядом в качестве источника ионов (действуя тем самым как источник ХИ для испаренного аналита), вскоре было обнаружено, что ионы также наблюдаются, когда нить накала или разряд отключены. Это можно объяснить либо прямой эмиссией ионов из капель жидкости при их испарении в процессе, связанном с ионизацией электрораспылением или ионным испарением, либо химической ионизацией испаренных молекул аналита из буферных ионов (таких как ацетат аммония). Тот факт, что в некоторых более крупных аналитах наблюдались многозарядные ионы, позволяет предположить, что прямая эмиссия ионов аналита происходила, по крайней мере, при некоторых условиях. [11] Интерфейс мог обрабатывать до 2 мл/мин элюата из колонки ЖХ и эффективно вводить его в вакуумную систему МС. TSP также больше подходил для применений ЖХ-МС, включающих обращенно-фазовую жидкостную хроматографию (RT-LC). Со временем механическая сложность TSP упростилась, и этот интерфейс стал популярным как первый идеальный интерфейс ЖХ-МС для фармацевтических приложений, включая анализ лекарств , метаболитов, конъюгатов, нуклеозидов , пептидов , натуральных продуктов и пестицидов . Внедрение TSP ознаменовало значительное улучшение систем ЖХ-МС и было наиболее широко применяемым интерфейсом до начала 1990-х годов, когда его начали заменять интерфейсами, включающими ионизацию атмосферного давления (API). [5] [7] [16]
Интерфейсы бомбардировки фриттой быстрыми атомами ( FAB ) и интерфейсы FAB с непрерывным потоком (CF-FAB) были разработаны в 1985 и 1986 годах соответственно. [16] Оба интерфейса были похожи, но отличались тем, что в первом в качестве соединительного канала использовался зонд из пористой фритты, а в CF-FAB использовался наконечник зонда. Из них CF-FAB оказался более успешным в качестве интерфейса ЖХ-МС и был полезен для анализа нелетучих и термолабильных соединений. В этих интерфейсах выходящий поток LC проходил через каналы фритты или CF-FAB, образуя на кончике однородную жидкую пленку. Там жидкость бомбардировалась пучками ионов или атомами высоких энергий (быстрыми атомами). Для стабильной работы интерфейсы на основе FAB могли обрабатывать потоки жидкости всего 1–15 мкл, а также ограничивались микрокапиллярными и капиллярными колонками. Для использования в источниках ионизации FAB MS интересующие аналиты необходимо было смешать с матрицей (например, глицерином), которую можно было добавлять до или после разделения в колонке ЖХ. Интерфейсы на основе FAB широко использовались для характеристики пептидов, но потеряли применимость с появлением интерфейсов на основе электроспрея в 1988 году. [5] [8]
Жидкостная хроматография — метод физического разделения, при котором компоненты жидкой смеси распределяются между двумя несмешивающимися фазами, т. е. неподвижной и подвижной. Практику ЖХ можно разделить на пять категорий: адсорбционная хроматография , распределительная хроматография , ионообменная хроматография , эксклюзионная хроматография и аффинная хроматография . Среди них наиболее широко используемым вариантом является обращенно-фазовый (RP) метод распределительной хроматографии, в котором используются неполярная (гидрофобная) неподвижная фаза и полярная подвижная фаза. В обычных применениях подвижная фаза представляет собой смесь воды и других полярных растворителей (например, метанола, изопропанола и ацетонитрила), а неподвижную матрицу готовят путем присоединения длинноцепочечных алкильных групп (например, н-октадецила или C 18 ) . к внешней и внутренней поверхностям частиц пористого кремнезема неправильной или сферической формы диаметром 5 мкм. [5]
При ВЭЖХ обычно 20 мкл интересующего образца вводят в поток подвижной фазы, подаваемый насосом высокого давления. Подвижная фаза, содержащая аналиты, проникает через слой неподвижной фазы в определенном направлении. Компоненты смеси разделяются в зависимости от их химического сродства с подвижной и неподвижной фазами. Разделение происходит после повторных стадий сорбции и десорбции , происходящих при взаимодействии жидкости с неподвижным слоем. [8] Жидкий растворитель (подвижная фаза) подается под высоким давлением (до 400 бар или 5800 фунтов на квадратный дюйм) в насадочную колонку, содержащую неподвижную фазу. Высокое давление необходимо для достижения постоянной скорости потока для воспроизводимых хроматографических экспериментов. В зависимости от разделения между подвижной и неподвижной фазами компоненты пробы будут вытекать из колонки в разное время. [16] Колонка является наиболее важным компонентом системы ЖХ и рассчитана на выдерживание высокого давления жидкости. Обычные колонки ЖХ имеют длину 100–300 мм, внешний диаметр 6,4 мм (1/4 дюйма) и внутренний диаметр 3,0–4,6 мм . Для применений, связанных с ЖХ-МС, длина хроматографических колонок может быть короче (30–50 мм) с диаметром частиц 3–5 мкм. Помимо обычной модели, существуют и другие колонки для ЖХ: узкопроходные, микрокапиллярные, микрокапиллярные и нано-ЖХ. Эти колонки имеют меньший внутренний диаметр, обеспечивают более эффективное разделение и справляются с потоками жидкости менее 1 мл/мин (обычная скорость потока). [8] Чтобы повысить эффективность разделения и разрешение пиков, вместо ВЭЖХ можно использовать ультраэффективную жидкостную хроматографию (УВЭЖХ). В этом варианте ЖХ используются колонки, заполненные более мелкими частицами диоксида кремния (диаметром ~1,7 мкм), и требуется более высокое рабочее давление в диапазоне от 310 000 до 775 000 торр (от 6 000 до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, от 400 до 1034 бар). [5]
Масс-спектрометрия (МС) — это аналитический метод, позволяющий измерить отношение массы к заряду ( m/z) заряженных частиц (ионов). Хотя существует множество различных типов масс-спектрометров, все они используют электрические или магнитные поля для управления движением ионов, образующихся из интересующего аналита, и определения их m/z. [18] Основными компонентами масс-спектрометра являются источник ионов , масс-анализатор , детектор, а также системы обработки данных и вакуума. Источник ионов — это место, где компоненты образца, введенные в систему МС, ионизируются с помощью электронных лучей , фотонных лучей ( УФ-свет ), лазерных лучей или коронного разряда . В случае ионизации электрораспылением источник ионов перемещает ионы, существующие в жидком растворе, в газовую фазу. Источник ионов преобразует и фрагментирует нейтральные молекулы образца в ионы газовой фазы, которые отправляются в масс-анализатор. В то время как масс-анализатор применяет электрические и магнитные поля для сортировки ионов по их массе, детектор измеряет и усиливает ионный ток для расчета содержания каждого иона с разрешением по массе. Чтобы создать масс-спектр , который может легко распознать человеческий глаз, система данных записывает, обрабатывает, хранит и отображает данные на компьютере. [5]
Масс-спектр можно использовать для определения массы аналитов, их элементного и изотопного состава или для выяснения химической структуры образца. [5] МС – это эксперимент, который должен проводиться в газовой фазе и в вакууме (от 1,33*10-2 до 1,33*10-6 Паскаля ). Таким образом, разработка устройств, облегчающих переход от образцов при более высоком давлении и в конденсированной фазе (твердой или жидкой) в вакуумную систему, имела важное значение для разработки МС как мощного инструмента для идентификации и количественного определения органических соединений, таких как пептиды. [19] МС в настоящее время широко используется в аналитических лабораториях, изучающих физические, химические или биологические свойства самых разных соединений. Среди множества различных типов масс-анализаторов в системах ЖХ-МС находят применение квадрупольные анализаторы , времяпролетные анализаторы (TOF) , ионные ловушки и гибридные квадрупольно-времяпролетные анализаторы (QTOF). [7]
Интерфейс между жидкофазным методом (ВЭЖХ) с непрерывно текущим элюатом и газофазным методом, выполняемым в вакууме, долгое время был трудным. Появление ионизации электрораспылением изменило ситуацию. В настоящее время наиболее распространенными интерфейсами ЖХ-МС являются ионизация электрораспылением (ESI), химическая ионизация при атмосферном давлении (APCI) и фотоионизация при атмосферном давлении (APPI). Это новые источники ионов МС, которые облегчают переход от среды высокого давления (ВЭЖХ) к условиям высокого вакуума, необходимым для МС-анализатора. [20] [7] Хотя эти интерфейсы описаны индивидуально, они также могут быть коммерчески доступны в виде двойных источников ионов ESI/APCI, ESI/APPI или APCI/APPI. [8] В прошлом использовались различные методы осаждения и сушки (например, движущиеся ленты), но наиболее распространенным из них было автономное осаждение MALDI . [21] [22] Новый подход, который все еще находится в стадии разработки, называемый интерфейсом ЖХ-МС с прямым ЭУ, объединяет систему нано-ВЭЖХ и масс-спектрометр, оснащенный электронной ионизацией. [23] [24]
Интерфейс ESI для систем ЖХ-МС был разработан Фенном и его сотрудниками в 1988 году. [25] Этот источник ионов/интерфейс можно использовать для анализа умеренно полярных и даже очень полярных молекул (например, метаболитов, ксенобиотиков, пептидов, нуклеотидов, полисахаридов). ). Жидкий элюат, выходящий из колонки ЖХ, направляется в металлический капилляр, находящийся под напряжением от 3 до 5 кВ, и распыляется высокоскоростным коаксиальным потоком газа на кончике капилляра, создавая тонкий распыл заряженных капель перед колонкой. вход в вакуумную камеру. Во избежание загрязнения вакуумной системы буферами и солями этот капилляр обычно располагают перпендикулярно на входе системы МС, в некоторых случаях с противотоком сухого азота перед входом, через который ионы направляются электрическим током. поле. В некоторых источниках быстрое испарение капель и, следовательно, максимальная эмиссия ионов достигается за счет смешивания дополнительного потока горячего газа с факелом распыления перед входом в вакуум. В других источниках капли протягиваются через нагретую капиллярную трубку при попадании в вакуум, что способствует испарению капель и эмиссии ионов. Эти методы увеличения испарения капель теперь позволяют использовать скорости потока жидкости 1–2 мл/мин, при этом обеспечивая эффективную ионизацию [26] и высокую чувствительность. Таким образом, хотя использование колонок с микродиаметром 1–3 мм и более низких скоростей потока 50–200 мкл/мин обычно считалось необходимым для оптимальной работы, это ограничение больше не так важно, и теперь можно использовать более высокую емкость колонок с большим диаметром отверстия. преимущественно используется с системами ESI LC–MS. Положительно и отрицательно заряженные ионы могут быть созданы путем переключения полярности, и можно быстро получить чередующиеся спектры положительных и отрицательных мод в течение одного и того же цикла ЖХ. В то время как большинство крупных молекул (с молекулярной массой более 1500–2000) производят многозарядные ионы в источнике ESI, большинство более мелких молекул производят однозарядные ионы. [7]
Разработка интерфейса APCI для ЖХ-МС началась с Хорнингом и его сотрудниками в начале 1973 года. [27] Однако его коммерческое применение было представлено в начале 1990-х годов после того, как Хенион и его коллеги улучшили интерфейс ЖХ-APCI-МС в 1986 году. [8] Источник ионов/интерфейс APCI можно использовать для анализа небольших, нейтральных, относительно неполярных и термостабильных молекул (например, стероидов, липидов и жирорастворимых витаминов) . Эти соединения плохо ионизируются при использовании ESI. Кроме того, APCI также может обрабатывать потоки подвижной фазы, содержащие буферные агенты. Жидкость из системы LC прокачивается через капилляр, а на кончике также происходит распыление, где происходит коронный разряд. Во-первых, ионизирующий газ, окружающий границу раздела, и растворитель подвижной фазы подвергаются химической ионизации в источнике ионов. Позже эти ионы вступают в реакцию с аналитом и передают свой заряд. Ионы пробы затем проходят через скиммеры с небольшими отверстиями с помощью линз, фокусирующих ионы. Попав в область высокого вакуума, ионы подвергаются массовому анализу. Этот интерфейс может работать в режимах положительного и отрицательного заряда, при этом в основном образуются однозарядные ионы. [7] Источник ионов APCI также может работать со скоростями потока от 500 до 2000 мкл/мин и может быть напрямую подключен к обычным колонкам с внутренним диаметром 4,6 мм. [16]
Интерфейс APPI для ЖХ-МС был разработан одновременно Брюинсом и Сайджем в 2000 году. [28] [8] APPI — это еще один источник/интерфейс ЖХ-МС ионов для анализа нейтральных соединений, которые не могут быть ионизированы с помощью ESI. [7] Этот интерфейс аналогичен источнику ионов APCI, но вместо коронного разряда ионизация происходит с помощью фотонов, исходящих от газоразрядной лампы. В режиме прямого APPI однозарядные молекулярные ионы аналита образуются за счет поглощения фотона и выброса электрона. В режиме допант-APPI легко ионизируемое соединение (допант) добавляется к подвижной фазе или распыляемому газу, чтобы стимулировать реакцию перезарядки между молекулярным ионом допанта и анализируемым веществом. Ионизированный образец позже переносится в масс-анализатор в высоком вакууме, проходя через скиммеры с небольшими отверстиями. [8]
Сочетание систем МС и ЖХ привлекательно, поскольку жидкостная хроматография позволяет разделять деликатные и сложные природные смеси, химический состав которых должен быть точно установлен (например, биологические жидкости, образцы окружающей среды и лекарства). Кроме того, метод ЖХ-МС находит применение при анализе летучих взрывчатых веществ. [29] В настоящее время ЖХ-МС стал одним из наиболее широко используемых методов химического анализа, поскольку более 85% природных химических соединений полярны и термически лабильны, и ГХ-МС не может обработать эти образцы. [5] Например, ВЭЖХ-МС считается ведущим аналитическим методом для протеомных и фармацевтических лабораторий. [7] [5] Другие важные применения ЖХ-МС включают анализ пищевых продуктов, пестицидов и растительных фенолов . [8]
ЖХ-МС широко используется в области биоанализа и особенно используется в фармакокинетических исследованиях фармацевтических препаратов. Фармакокинетические исследования необходимы для определения скорости выведения препарата из органов тела и печеночного кровотока. Анализаторы МС полезны в этих исследованиях из-за более короткого времени анализа, а также более высокой чувствительности и специфичности по сравнению с УФ-детекторами, обычно присоединяемыми к системам ВЭЖХ. Одним из основных преимуществ является использование тандемного МС-МС , при котором детектор можно запрограммировать на выбор определенных ионов для фрагментации. Измеряемая величина представляет собой сумму фрагментов молекул, выбранных оператором. Пока в ЖХ-МС нет помех или подавления ионов , разделение ЖХ может быть довольно быстрым. [30]
ЖХ-МС используется в протеомике как метод обнаружения и идентификации компонентов сложной смеси. Подход восходящей протеомики ЖХ-МС обычно включает расщепление и денатурацию протеаз с использованием трипсина в качестве протеазы, мочевины для денатурации третичной структуры и йодацетамида для модификации остатков цистеина. После расщепления LC-MS используется для определения масс пептидов или LC-MS/MS ( тандемная MS ) используется для получения последовательностей отдельных пептидов. [31] ЖХ-МС/МС чаще всего используется для протеомного анализа сложных образцов, где массы пептидов могут перекрываться даже при масс-спектрометрии высокого разрешения. Образцы сложных биологических веществ (например, сыворотки человека) можно анализировать в современных системах ЖХ-МС/МС, которые позволяют идентифицировать более 1000 белков. Однако такой высокий уровень идентификации белка возможен только после разделения образца с помощью геля SDS-PAGE или HPLC-SCX. [30] Недавно метод ЖХ-МС/МС стал применяться для поиска пептидных биомаркеров. Примерами могут служить недавнее открытие и проверка пептидных биомаркеров четырех основных бактериальных патогенов дыхательных путей ( Staphylococcus aureus , Moraxella cataralis ; Haemophilus influenzae и Streptococcus pneumoniae ) и вируса SARS-CoV-2. [32] [33]
ЖХ-МС стала одним из наиболее часто используемых методов глобального определения профиля метаболитов биологической ткани (например, плазмы крови, сыворотки, мочи). [34] ЖХ-МС также используется для анализа натуральных продуктов и определения профиля вторичных метаболитов в растениях. [35] В этом отношении системы на основе МС полезны для получения более подробной информации о широком спектре соединений из сложных биологических образцов. ЖХ-ядерный магнитный резонанс ( ЯМР ) также используется в метаболомике растений, но этот метод может обнаруживать и количественно определять только наиболее распространенные метаболиты. ЖХ-МС оказалась полезной для развития области метаболомики растений, целью которой является изучение растительной системы на молекулярном уровне, обеспечивая объективную характеристику метаболома растения в ответ на окружающую среду. [36] Первым применением ЖХ-МС в метаболомике растений было обнаружение широкого спектра высокополярных метаболитов, олигосахаридов , аминокислот , аминосахаров и сахарных нуклеотидов из тканей флоэмы Cucurbita maxima . [37] Другим примером ЖХ-МС в метаболомике растений является эффективное разделение и идентификация глюкозы , сахарозы , раффинозы , стахиозы и вербаскозы из экстрактов листьев Arabidopsis thaliana . [38]
ЖХ-МС часто используется при разработке лекарств , поскольку позволяет быстро подтвердить молекулярную массу и идентифицировать структуру. Эти функции ускоряют процесс создания, тестирования и проверки открытий, начиная с широкого спектра продуктов с потенциальным применением. Приложения ЖХ-МС для разработки лекарств представляют собой высокоавтоматизированные методы, используемые для картирования пептидов, картирования гликопротеинов , липодомики, дерепликации натуральных продуктов, скрининга биоаффинности, скрининга лекарств in vivo , скрининга метаболической стабильности, идентификации метаболитов, идентификации примесей, количественного биоанализа и контроля качества. [39]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )