Жидкостная хроматография

Жидкостная хроматография масс-спектрометрия (LC-MS) сочетает в себе преимущества двух высокоточных методов: жидкостной хроматографии (LC) и масс-спектрометрии (MS): 

• жидкостная хроматография используется для разделения компонентов смеси путем их взаимодействия с подвижной фазой (жидкий растворитель) и неподвижной фазой (колонка). Компоненты разделяются на основе их разной скорости движения через колонку, что зависит от их химических свойств.
• масс-спектрометрия позволяет идентифицировать молекулы по их массе и заряду. В MS молекулы ионизируются, разделяются на основе их масс-зарядового соотношения и детектируются, что позволяет определить их молекулярную массу и структуру.

LC-MS позволяет выполнять разделение, идентификацию и количественный анализ сложных смесей молекул. Активно используется в науке, биохимии, фармацевтике, экологии и пищевой промышленности.

Как уже было обозначено выше, метод LC-MS основан на последовательной работе двух мощных аналитических систем:

1. Жидкостная хроматография 

На этапе разделения используется высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Это метод, при котором образец проходит через колонку с неподвижной фазой под давлением вместе с подвижной фазой (обычно смесь воды с органическим растворителем). Разделение компонентов происходит в зависимости от их взаимодействия с фазами, полярности, молекулярной массы и других факторов. ВЭЖХ хроматография особенно эффективна при работе с биомолекулами, пептидами и метаболитами, которые невозможно анализировать методами газовой хроматографии.

2. Масс-спектрометрия

После разделения соединения попадают в масс-спектрометр, где происходит ионизация молекул (наиболее часто — методом электроспрей-ионизации, ESI). Далее ионы анализируются по их масс-зарядовому соотношению (m/z), и на основе этих данных строится спектр. Это позволяет с высокой точностью идентифицировать соединения и определять их структуру.

1. Высокая чувствительность и специфичность. Метод LC-MS является чрезвычайно чувствительным, поскольку позволяет выявлять и идентифицировать молекулы в чрезвычайно малых количествах.
2. Широкий диапазон применений. LC-MS может использоваться для анализа различных образцов, включая биологические жидкости, ткани, пищевые продукты и экологические образцы.
3. Возможность комплексного анализа. Благодаря сочетанию разделительной способности LC и идентификационных возможностей MS, LC-MS позволяет проводить комплексный анализ сложных смесей, что является чрезвычайно полезным в научных исследованиях.
4. Высокая избирательность. LC-MS позволяет отличать даже изомерные формы веществ.
   
5. Совместимость с ВЭЖХ. Технология легко интегрируется с существующими решениями для высокоэффективной жидкостной хроматографии ВЭЖХ, что расширяет спектр возможных применений.

1. Анализ белков и пептидов. Позволяет идентифицировать белки, определять их количество и исследовать посттрансляционные модификации, которые важны для понимания их функций и взаимодействий в клетках.
2. Исследование метаболомов. Позволяет изучать метаболические пути, выявлять биомаркеры заболеваний и оценивать эффекты лечения.
3. Фармацевтика. LC-MS применяется для анализа лекарственных средств, определения их стабильности, изучения метаболитов и контроля качества. 
4. Экология и пищевая промышленность. LC-MS используется для выявления и количественного определения загрязняющих веществ в воде, воздухе и почве, а также для анализа пищевых продуктов на наличие пестицидов, токсинов и других вредных веществ.
5.  Клиническая диагностика. LC-MS применяется для терапевтического мониторинга, определения уровней витаминов, гормонов, наркотических веществ в крови и других биожидкостях.

LC-MS широко используется в онкологии для поиска и валидации биомаркеров опухолевых заболеваний. Например, при исследовании плазмы крови пациентов с различными видами рака LC-MS позволяет:

• выявлять метаболиты, ассоциированные с ростом злокачественных клеток;
  
• анализировать посттрансляционные модификации белков, которые могут быть уникальными для раковых клеток;
  
• определять молекулярные профили опухолей для персонализированной терапии.
  

Благодаря высокой чувствительности метода, LC-MS обнаруживает даже низкие концентрации маркеров, что критически важно на ранних стадиях заболевания. Кроме того, LC-MS используется в фармацевтических исследованиях для оценки эффективности противоопухолевых препаратов и мониторинга их метаболитов в организме.