Можно ли комбинировать нормально-фазовую хроматографию с масс-спектрометрией?
Недавно я участвовал в проекте, посвящённом разработке изомеров ликопина, природного пигмента, содержащегося в пище и относящегося к семейству каротиноидов. За годы исследований были выявлены различные функциональные возможности ликопина, включая его антиоксидантные свойства, способность ингибировать мутации, уменьшать повреждение нуклеиновых кислот, а также его роль в снижении сердечно-сосудистых заболеваний и профилактике рака. В результате ликопин стал одним из самых популярных в мире продуктов для здоровья.
Рисунок 1. Структура ликопина
Ликопин — длинноцепочечный углеводород с 13 двойными углерод-углеродными связями. Благодаря наличию 11 сопряженных двойных связей он высоко склонен к цис-транс-изомеризации. Наиболее благоприятными изомерами являются 5-цис, 9-цис, 13-цис и 15-цис из-за стерических затруднений, создаваемых метильными группами.
Рисунок 2. Хроматограмма образца ликопина, исследованного на колонке с силикагелем с нормальной фазой.
В связи с обилием изомеров приобретение стандартных образцов сопряжено со значительными расходами. Можно ли использовать масс-спектрометрию для идентификации каждого пика, чтобы обеспечить экономически эффективный качественный анализ?
Можно ли сочетать нормально-фазовую хроматографию с масс-спектрометрией?
Поиск соответствующей информации в интернете выявил противоречивые мнения. Некоторые утверждают, что низкая ионизация не подходит, в то время как другие предлагают решить эту проблему, переключившись на источник APCI. Кроме того, высказывались опасения по поводу использования нормально-фазовой хроматографии с н-гексаном в качестве подвижной фазы, поскольку это может привести к риску возгорания источника APCI в условиях высокой температуры и напряжения.
Среди разнообразных мнений, руководствуясь принципом «самостоятельности ради самодостаточности», я наткнулся на соответствующую статью: Xia, B., Gao, Y., Ji, B. и др. Анализ соединений, растворенных в неполярных растворителях, методом электрораспылительной ионизации на проводящих наноматериалах. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 29, 573–580 (2018).
https://doi.org/10.1007/s13361-017-1873-y В литературе широко обсуждаются вопросы, связанные с сочетанием систем нормально-фазовой хроматографии с масс-спектрометрией.
В нашей повседневной практике масс-спектрометрии наиболее распространённым источником ионизации является ионизация электрораспылением (ESI). ESI — это мягкий метод ионизации, подходящий для соединений, которые легко ионизируются или имеют собственный заряд. Поэтому в качестве подвижных фаз часто используются полярные растворители, такие как метанол и ацетонитрил. В нормально-фазовой хроматографии неполярные растворители, такие как н-гексан, менее подходят из-за низкой электропроводности и низкой диэлектрической проницаемости, что делает их непригодными для ионизации соединений. В результате нормально-фазовая хроматография редко используется с ESI-MS. Если необходимо использовать ионизацию ESI в системе нормально-фазовой хроматографии, можно добавить небольшое количество полярного растворителя в неполярную подвижную фазу для усиления ионизации соединений.
В статье также описано использование нового источника ионов, изготовленного из проводящих наноматериалов, что устраняет необходимость добавления полярных растворителей к неполярной подвижной фазе в нормально-фазовой хроматографии. Такой подход позволяет достичь высокой степени ионизации соединений.
Подводя итог, можно сказать, что нормально-фазовая хроматография может быть совмещена с масс-спектрометрией, но она не очень хорошо подходит для источников ионов ESI. Если требуется нормально-фазовая хроматография, рекомендуется рассмотреть возможность её совмещения с источником APCI или недавно описанным источником ионов с использованием проводящих наноматериалов.