LC-MS -Flüssigchromatographie-gekoppelte-Massenspektrometrie
Die Massenspektrometrie hat sich in vielen Bereichen der Analytik zum Goldstandard etabliert. Insbesondere hat sich die Technologie der Triple Quadrupol Massenspektrometrie für die quantitative Bestimmungen verschiedener Atom- oder Molekülmassen durchgesetzt. Dabei finden die Systeme Einsatz in der klinischen Diagnostik zur Detektion von Biomarkern oder der Bestimmung von Arzneimittelspiegeln im Blut sowie bei Qualitätskontrollen von Syntheseprodukten bspw. bei der Herstellung von Pharmazeutika. Zudem kommen die Geräte zur Anwendung bei zum Beispiel Untersuchungen von Gewässern und Lebensmitteln bezüglich Pestizidkonzentrationen.
Ein Vorteil der Triple Quadrupol MS ist die Option der verschiedenen Datenaufnahmearten. Diese wird entsprechend der Fragestellung ausgewählt und in die Methode mit aufgenommen:
Scan:
Im Scanmodus wird ein spezifischer definierter Massenbereich erfasst wird. Es passieren pro definierte Zeiteinheit nur Ionen den Quadrupol, deren Masse zu Ladungsverhältnisse (m/z-Werte) innerhalb eines bestimmten Spannungsfensters einen stabilen Flugweg besitzen. Das bedeutet der Quadrupol stellt eine Spannungsrampe bereit, um die Ionen des angegebenen Massenbereiches durch das System zu leiten.
SIM (Single Ion Monitoring):
Bei der Aufnahme durch den SIM wird nur ein oder mehrere Ionen mit vorab ausgewählten bzw. voreingestellten m/z-Werten durch den Quadrupol geleitet. Das sorgt für einen Gewinn an Aufnahmezeit für die einzelnen (wenigen) selektierten m/z-Werte. Daneben werden im SIM-Modus eventuell störende Signale nicht aufgenommen und das Rauschen demzufolge verringert. Der SIM-Modus wird daher vor allem für die Quantifizierung verwendet.
Produkt-Ionen Scan:
Während eines Produkt-Ionen Scans dient der erste Quadrupol Q1 als Filter, so dass hier durch die eingestellte Gleich- und Wechselspannung gezielt nur ein bestimmter m/z-Wert bzw. Precursor (oder Mutterion) den Quadrupol passieren kann (SIM-Modus). Dieser Precursor wird im nächsten Schritt in dem zweiten Quadrupol Q2, der Kollisionszelle, fragmentiert. Zum Abschluss nutzt der Q3 eine Spannungsrampe, um einen definierten Massenbereich für die Datenaufnahme zu nutzen (Scan) und so die entstehenden Fragment-Ionen zu analysieren.
Precursor-Ionen Scan:
Der Precursor-Ionen Scan läuft gegenteilig des Produkt-Ionen Scans. Statt der gesetzten Auswahl eines Precursors im ersten Quadrupol, wird in diesem Fall der m/z-Wert des gesuchten Produkt-Ions in Q3 festgelegt und der Scan findet in Q1 statt.
Neutral Loss Scan:
Bei der Verwendung des Scanmodus Neutral Loss Scan findet sowohl im Q1 als auch im Q3 ein Scan statt. Allerdings laufen die Spannungsrampen um einen definierten m/z-Wert versetzt zueinander. So können Precursor-Ionen bestimmt werden, die einen bestimmten Neutralverlust in der Kollisionszelle unterliegen wie bspw. einer Phosphatgruppe.
Selected Reaction Monitoring (SRM) und Multiple Reaction Monitoring (MRM)
Hier dienen Q1 und Q2 als Massenfilter (SIM- Modus). So wird nur gezielt eine Precursormasse für die Fragmentierung gewählt bzw. isoliert und ebenfalls nur ein spezifisches Fragment aufgenommen. Die Aufnahmen einer höheren Anzahl von SRM bzw. spezifischen Fragment-Ionen im Q3 wird als Multiple Reaction Monitoring (MRM) bezeichnet. Die Verwendung des MRM-Modus ist die gängiste Art der Datenaufnahme bei Triple-Quadrupol Geräten. Die Selektivität einer solchen Analyse ist hierbei enorm und auch die Sensitivität der Methode sehr hoch, da die zwei Quadrupole (Q1 und Q2) im SIM-Modus arbeiten und spezifische Fragmente auslesen. Selbst die relativen Anteile dieser gewählten Fragmente sind innerhalb einer Messmethode spezifisch. Bei der MRM-Aufnahme werden üblicherweise mindestens zwei Fragmente für jeden Precursor aufgenommen (sogenannte Übergänge). Je nach Fragestellung kann diese Anzahl für bestimmte Fragestellungen auf eine höhere Anzahl an Übergängen eingestellt werden.