Рідинна хроматографія

Рідинна хроматографія мас-спектрометрія (LC-MS) поєднує в собі переваги двох високоточних методів: рідинної хроматографії (LC) та мас-спектрометрії (MS): 

• рідинна хроматографія використовується для розділення компонентів суміші шляхом їх взаємодії з рухомою фазою (рідкий розчинник) та нерухомою фазою (колонка). Компоненти розділяються на основі їх різної швидкості руху через колонку, що залежить від їх хімічних властивостей.
• мас-спектрометрія дозволяє ідентифікувати молекули за їх масою та зарядом. У MS молекули іонізуються, розділяються на основі їх масо-зарядового співвідношення та детектуються, що дозволяє визначити їх молекулярну масу та структуру.

LC-MS дозволяє виконувати розділення, ідентифікацію та кількісний аналіз складних сумішей молекул. Активно використовується в науці, біохімії, фармацевтиці, екології та харчовій промисловості.

Як уже було зазначено вище, метод LC-MS заснований на послідовній роботі двох потужних аналітичних систем:

1. Рідинна хроматографія 

На етапі розділення використовується високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ). Це метод, за якого зразок проходить через колонку з нерухомою фазою під тиском разом із рухомою фазою (зазвичай суміш води з органічним розчинником). Поділ компонентів відбувається залежно від їхньої взаємодії з фазами, полярності, молекулярної маси та інших факторів. ВЕРХ хроматографія особливо ефективна при роботі з біомолекулами, пептидами та метаболітами, які неможливо аналізувати методами газової хроматографії.

2. Мас-спектрометрія

Після розділення сполуки потрапляють у мас-спектрометр, де відбувається іонізація молекул (найчастіше – методом електроспрей-іонізації, ESI). Далі іони аналізуються за їхнім масово-зарядовим співвідношенням (m/z), і на основі цих даних будується спектр. Це дає змогу з високою точністю ідентифікувати сполуки та визначати їхню структуру.

1. Висока чутливість та специфічність. Метод LC-MS є надзвичайно чутливим, оскільки дозволяє виявляти та ідентифікувати молекули у надзвичайно малих кількостях.
2. Широкий діапазон застосувань. LC-MS може використовуватися для аналізу різноманітних зразків, включаючи біологічні рідини, тканини, харчові продукти та екологічні зразки.
3. Можливість комплексного аналізу Завдяки поєднанню розділювальної здатності LC та ідентифікаційних можливостей MS, LC-MS дозволяє проводити комплексний аналіз складних сумішей, що є надзвичайно корисним у наукових дослідженнях.
4. Висока вибірковість. LC-MS дозволяє відрізняти навіть ізомерні форми речовин.
5. Сумісність із ВЕРХ. Технологія легко інтегрується з наявними рішеннями для високоефективної рідинної хроматографії ВЕРХ, що розширює спектр можливих застосувань.

1. Аналіз білків та пептидів. Дозволяє ідентифікувати білки, визначати їх кількість та досліджувати посттрансляційні модифікації, що є важливими для розуміння їх функцій та взаємодій у клітинах.
2. Дослідження метаболомів. Дозволяє вивчати метаболічні шляхи, виявляти біомаркери захворювань та оцінювати ефекти лікування.
3. Фармацевтика. LC-MS застосовується для аналізу лікарських засобів, визначення їх стабільності, вивчення метаболітів та контролю якості. 
4. Екологія та харчова промисловість. LC-MS використовується для виявлення та кількісного визначення забруднюючих речовин у воді, повітрі та ґрунті, а також для аналізу харчових продуктів на наявність пестицидів, токсинів та інших шкідливих речовин.
5. Клінічна діагностика. LC-MS застосовується для терапевтичного моніторингу, визначення рівнів вітамінів, гормонів, наркотичних речовин у крові та інших біорідинах.

LC-MS широко використовується в онкології для пошуку та валідації біомаркерів пухлинних захворювань. Наприклад, при дослідженні плазми крові пацієнтів з різними видами раку LC-MS дозволяє:

• виявляти метаболіти, асоційовані з ростом злоякісних клітин;
• аналізувати посттрансляційні модифікації білків, які можуть бути унікальними для ракових клітин;
• визначати молекулярні профілі пухлин для персоналізованої терапії.

Завдяки високій чутливості методу, LC-MS виявляє навіть низькі концентрації маркерів, що критично важливо на ранніх стадіях захворювання.

Крім того, LC-MS використовується у фармацевтичних дослідженнях для оцінки ефективності протипухлинних препаратів і моніторингу їхніх метаболітів в організмі.