Диссертация (1150288), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Такие задачи чащерешаются с использованием масс-спектрометрического детектора.К достоинствам ВЭЖХ-МС можно отнести:– возможность исследования более 95% всех лекарственных средств,используемых в современной фармакотерапии;– возможность быстрого перехода от одной методики к другой без сложныхпредварительных действий;– малый объем биоматериала, требуемый для анализа.13Рис.2. Применение физико-химических методов при определениилекарственных препаратов в плазме крови за последние 10 лет (доли отобщего числа работ).Средиобщегочислааналитическихметодовдляопределениялекарственных препаратов в плазме крови доминирует метод ОФ ВЭЖХ с массспектрометрическим детектированием.I.2. Масс-спектрометрические методы, применяемые приопределении лекарственных препаратов в плазме кровиМасс-спектрометрия является физико-химическим методом анализа, воснове которого лежит перевод компонентов пробы в ионизированную форму споследующим разделением и регистрацией образующихся положительных илиотрицательныхионов.Масс-спектрпозволяетсделатьзаключениеомолекулярной массе соединения, его составе и структуре.
Для получения массспектра необходимо ввести образец в источник ионов, затем перевести его14молекулы в заряженную форму, разделить ионы по массам и зарегистрировать ихмассы и количество.Принципиальная блок-схема масс-спектрометра представлена на рис.3. Длярешения более сложных задач схема процесса также может оказаться значительносложнее (например, использование тандемной масс-спектрометрии).Рис.3.
Блок-схема масс-спектрометра [21].На сегодняшний день наиболее широко используемой разновидностьюорганической масс-спектрометрии является хромато-масс-спектрометрия. В этомслучае системой ввода служит жидкостный хроматограф. Основной проблемойсоединения жидкостного хроматографа и масс-спектрометра является большойобъем растворителя, поступающего в ионный источник. Однако существуютразличные интерфейсы, позволяющие преодолеть эту техническую сложность[21].I.2.1. Методы ионизации в ВЭЖХ-МСI.2.1.1.
Химическая ионизация при атмосферном давленииПростейший вариант соединения жидкостного хроматографа с массспектрометром возможен, когда источник ионов работает при атмосферномдавлении.Принципиальная схема прибора представлена на рис. 4. Поток из колонкижидкостного хроматографа направляется в распылитель, где он превращается в15мелкодисперсный аэрозоль, смешиваясь с большим количеством нагретого газа(обычно азот или воздух).Рис.4.
Принципиальная схема источника ионов, работающего приатмосферном давлении [21].Капельки аэрозоля, окруженные потоком газа, перемещаются в областьиспарения, где в газовую фазу переходит большая часть молекул растворителя.Далее на пути потока следует область ионизации. Поскольку в источникеподдерживается атмосферное давление, ионизация осуществляется либо за счеткоронногоразряда,либопривзаимодействиимолекулсэлектронами,испускаемыми β-излучателями. По причине существенно большего количествамолекул растворителя по отношению к молекулам определяемого веществасоздаются условия химической ионизации.
На выходе из источника ионов, гдераспологаетсярядпоследовательныхсепараторовсузкимивходнымиотверстиями, происходит откачка легких молекул для снижения избыточногодавления. В результате в работающий в условиях глубокого вакуума анализаторпоступают в основном ионы аналита. Метод хорошо зарекомендовал себя дляанализа небольших полярных и неполярных молекул (<1200 Да) [21].Так в [22] подобный способ ионизации использовался для определениялекарственного препарата флутиказона – кортикостероидного компонентаназального спрея.16I.2.1.2. Электроспрей ионизацияЭлектроспрей произвел революцию в масс-спектрометрии, выведя ее в90-х гг.
ХХ в. на новый уровень, сформировав практически не толькоорганическую,ноибиоорганическуюидажебиологическуюмасс-спектрометрию. Этот тип ионизации чаще всего используется при определениилекарственных препаратов [23, 24].Метод ионизации электрораспылением (electrospray ionization), в отличие отдругих масс-спектральных методов, основан не на предварительной ионизациианализируемых молекул, а на извлечении из растворов уже существующих ионови заряженных комплексов, образующихся в результате взаимодействия молекулисследуемого вещества с растворителем и находящимися в нем солями илидругими ионными соединениями (рис.5).Рис.5. Схема источника ионизации электрораспылением [25].Электрораспыление включает три основные стадии:̶Собственно распыление, которое сопровождается образованием маленькихзаряженных капель.̶Десорбцию ионов из этих капель в виде продуктов присоединения катионовк анализируемой молекуле или отщепления протона.̶Формирование в масс-спектрометре ионного пучка для анализа [25].При ионизации электрораспылением положительно заряженные ионыобразуются вследствие присоединения ионов Н+, K+, Na+ или других катионов к17молекуле, а отрицательно заряженные – при отщеплении протона илиприсоединении аниона.Так, в [26] антибиотическое средство 3,6,9-триоксадециламид монензина А(M-AM4) определяли масс-спектрометрически с ионизацией электрораспылениемв виде аддуктов с Li+, Na+, K+.
Образование таких аддуктов подтверждаетсяналичием в масс-спектре трех сигналов – m/z 823, 839 и 855 (рис.6).Рис.6. Масс-спектр смеси перхлоратов LiClO4, NaClO4 и KClO4 сM-AM4 в соотношении 1:1:1:3 [26].Помимонелетучимивысочайшейитермическичувствительностинестабильнымиивозможностисоединениямиработысэлектроспрейобеспечивает возможность определять высокомолекулярные соединения за счетприсоединения нескольких катионов (или анионов) к исследуемой молекуле.
Апоскольку анализатор масс-спектрометра делит ионы не по массам, а поотношению массы к заряду, ион с массой 5000 Да и зарядом 5, регистрируется какоднозарядный ион с массой 1000.Следует отметить, что фрагментация ионов, образующихся в условияхэлектроспрей ионизации, практически отсутствует, а масс-спектр представляетсобой набор аналитических сигналов, обусловленных молекулярными ионами.18I.2.2. Виды масс-анализаторов, используемых в ВЭЖХ-МСОбразовавшиеся в источнике ионизации ионы далее поступают в массанализатор. Существует несколько типов анализаторов; каждый имеет своипреимущества и недостатки.I.2.2.1. Квадрупольный масс-анализаторДостоинствами этого анализатора масс являются быстрота сканирования,небольшиеразмерыиотносительнаядешевизна.Квадрупольныймасс-анализатор, часто называемый квадрупольным фильтром масс, состоит изчетырех параллельных стержней круглого или гиперболического сечения (рис.7).Рис.7.
Квадрупольный масс-анализатор: 1 и 2 — входное и выходноеотверстия анализатора; 3 — траектории ионов; 4 — генераторвысокочастотного напряжения [27].19Противолежащие стержни соединены попарно, и между парами приложеныпостоянная и переменная высокочастотные разности потенциалов.
Пучок ионоввводится в анализатор вдоль оси квадруполя через отверстие 1. Прификсированных значениях частоты и амплитуды переменного напряжения толькоу ионов с определённым значением m/z амплитуда колебаний в направлении,поперечном оси анализатора, не превышает расстояния между стержнями. Такиеионы за счёт начальной скорости проходят через анализатор и, выходя из негочерез выходное отверстие 2, регистрируются, попадая на коллектор ионов [27].Тем не менее, при определении лекарственных веществ в сложных биологическихжидкостях неизвестные компоненты матрицы могут иметь те же значения m/z, чтоиинтересующиеаналиты.Вэтомслучаенахроматограммебудутрегистрироваться дополнительные сигналы.
В случае, если такие матричныекомпоненты будут коэлюироваться с аналитами, возможно возникновениеложноположительных сигналов.I.2.2.2. Ионная ловушкаОсновой ионной ловушки являются три электрода (рис.8): два концевых(полюсных) гиперболической формы, обычно имеющие нулевой потенциал, иодин кольцевой электрод между ними. Ловушка может удерживать ионыдостаточно долгое время. Импульсная подача электронов в ловушку вызываетионизациюмолекулобразца,аобразовавшиесяионыкакое-товремяудерживаются полем центрального электрода. Ионы же с заданным значением m/zспособны покидать ловушку, попадая на электронный умножитель, в результатечего генерируется масс-спектр [21].20Рис.8.
Принципиальная схема ионной ловушки [21].Возможность удаления мешающих ионов на разных стадиях ускорения изамедления движения ионов, индуцирование фрагментации ионов при ихстолкновениях с атомами гелия позволяют успешно использовать ионныеловушки при определении соединений с большой молекулярной массой [28, 29] врежиме тандемной масс-спектрометрии, причем можно получить информацию онескольких последовательных поколениях фрагментных ионов.
Такая техникачасто обозначается в литературе (MС)n [27].I.2.2.3. Времяпролетный масс-анализаторЭтот тип анализатора масс основан на простейшем принципе: скоростьразогнанных ионов обратно пропорциональна их массам. Ионы движутся вбесполевом пространстве в полой трубе и достигают места регистрации в порядке21увеличения своей массы. Анализатор такого типа крайне прост, а его диапазонмасс практически не лимитирован.На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
