Die kombinierte Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie-Technologie (LC-MS) kombiniert die hohe Trennfähigkeit der Flüssigkeitschromatographie mit der hohen Empfindlichkeit und Selektivität der Massenspektrometrie und ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der modernen analytischen Chemie geworden. In den letzten Jahren hat die LC-MS-Technologie in vielen Bereichen erhebliche Fortschritte gemacht und die Entwicklung der wissenschaftlichen Forschung und Anwendung vorangetrieben.
Technologische Innovation
Fortschritte in der Ionisationstechnologie
Atmosphärendruck-Ionisationstechnologie (API): Elektrospray-Ionisation (ESI) und chemische Atmosphärendruck-Ionisation (APCI) sind derzeit die am häufigsten verwendeten API-Technologien. ESI eignet sich besonders für die Analyse polarer Verbindungen, während APCI für neutrale oder schwach polare Verbindungen geeignet ist. In den letzten Jahren hat die Entwicklung der Nanospray-Ionisationstechnologie (Nano-ESI) es LC-MS ermöglicht, ultramikroskopische Proben zu analysieren, und ihre Empfindlichkeit kann das femtomolare Niveau erreichen.
Verbesserungen der Ionenquellen: Die Entwicklung neuer Ionenquellen wie Atmosphärendruck-Photoionisation (APPI) und Atmosphärendruck-Laser-Desorptionsionisation (APLDI) erweitert den Anwendungsbereich von LC-MS weiter.
Verbesserung des Massenspektrometers
Hochauflösende Massenspektrometer: wie die Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie (FT-ICR-MS) und die Flugzeit-Massenspektrometrie (TOF-MS) bieten eine höhere Auflösung und Massengenauigkeit und können sehr enge Masse-Ladungs-Verhältnisse unterscheiden.
Mehrstufige Massenspektrometrie-Technologie: Die Entwicklung der Technologien Tandem-Massenspektrometrie (MS/MS) und mehrstufige Massenspektrometrie (MSn) ermöglicht LC-MS die Durchführung komplexerer Strukturanalysen und quantitativer Analysen.
Erweiterung der Anwendungsfelder
1. Biomedizinische und klinische Diagnostik
LC-MS spielt eine wichtige Rolle bei der Erkennung und Quantifizierung von Biomarkern und kann mehrere Biomarker gleichzeitig mit hoher Empfindlichkeit und hoher Spezifität analysieren. Beispielsweise ist LC-MS zur Standardmethode beim Screening genetischer Stoffwechselerkrankungen bei Neugeborenen und bei Studien zum Arzneimittelstoffwechsel geworden.
In der klinischen Diagnostik wird LC-MS verwendet, um Spuren von Metaboliten und Arzneimittelrückständen in biologischen Proben wie Blut und Urin nachzuweisen und so die Genauigkeit und Empfindlichkeit der Diagnose zu verbessern.
2. Lebensmittelsicherheit und Umweltüberwachung
LC-MS wird immer häufiger bei Tests zur Lebensmittelsicherheit eingesetzt und kann Pestizidrückstände, Rückstände von Tierarzneimitteln und Lebensmittelzusatzstoffe in Lebensmitteln nachweisen. Beispielsweise kann durch LC-MS ein genauer Nachweis von Spurenverbindungen in komplexen Substraten erreicht werden.
In der Umweltüberwachung wird LC-MS verwendet, um Schadstoffe in Umweltproben nachzuweisen, beispielsweise Pestizidrückstände im Boden und organische Schadstoffe in Gewässern.
3. Metabolomik und Proteomik
LC-MS ist eines der Hauptwerkzeuge in der Metabolomik- und Proteomikforschung und ermöglicht die Isolierung und Identifizierung komplexer biologischer Makromoleküle. Durch LC-MS können Forscher ein umfassendes Verständnis der Stoffwechselwege und der Proteinexpression in Organismen erlangen.
Der kombinierte Einsatz von Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie (LC-MS) hat erhebliche Fortschritte bei der technologischen Innovation und Anwendungserweiterung gemacht und bietet starke Unterstützung für die wissenschaftliche Forschung und praktische Anwendungen.
