LC-MS

HPLC-MS

Eine besonders leistungsfähige Analysenmethode, bei der ein Substanzgemisch mithilfe der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) aufgetrennt und mit Massenspektrometrie detektiert wird.

Die Kombination der HPLC mit Massenspektrometrie gelang durch die Entwicklung spezieller Ionenquellen (z. B. ESI und APCI), die das von der HPLC stammende Lösungsmittel entfernen und den Analyten in die für das Massenspektrometer notwendige Gasphase überführen. Je nach Anwendung werden die entstandenen Ionen im Massenspektrometer im Scan oder im SIM-Modus detektiert. Eine Weiterentwicklung der LC-MS ist die Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS), bei der die Ionen selektiv durch hintereinandergeschaltete Quadrupole gezielt selektiert, fragmentiert und detektiert werden. Sehr häufig wird bei Quantifizierungen der SRM(„selective reaction monitoring“)- bzw. MRM(„multiple reaction monitoring“)-Modus angewandt (bei SRM und MRM handelt es sich je nach Gerätehersteller um unterschiedlich bezeichnete, jedoch identische Methoden). Hierbei passieren nur Ionen eines vorselektierten Masse-Ladung-Verhältnisses den ersten Quadrupol und gelangen in den zweiten Quadrupol. Dieser dient als Kollisionszelle und ist mit einer geringen Menge eines inerten Kollisionsgases gefüllt. Die Ionen zerfallen aufgrund der Stoßenergie in hochspezifische Bruchstücke, die im dritten Quadrupol getrennt und anschließend detektiert werden. Da in diesen Geräten 3 Quadrupole seriell angeordnet sind, spricht man auch von einem Tripel-Quadrupol-Massenspektrometer. Als weitere Scan-Techniken können Daughter-Ion-Scan- oder Precursor Ion Scan-Techniken verwendet werden (Massenspektrometrie).

Serum, Plasma, Urin, Mageninhalt, Extrakte aus Fäzes und Haarproben, Nahrungsmittel, Pharmaka u. a.

Eine LC-MS besteht aus einer HPLC-Anlage (Chromatographie) und einem Massenspektrometer. Je nach Anwendung kommen verschiedene Massenspektrometer zum Einsatz, z. B. Ionenfallen, Single-Quadrupole-Massenspektrometer und Tripel-Quadrupole-Massenspektrometer.

Besonders die Weiterentwicklung der Tandem-LC-MS/MS-Techniken zeichnet sich durch eine außerordentlich hohe Spezifität bei hoher Sensitivität aus. Die Identifikation eines Analyten erfolgt über die Retentionszeit und über die selektierten Fragment-Ionen. Durch den Einsatz von isotopenmarkierten internen Standards wird die Spezifität erhöht. Zusätzlich werden Verhältnisse der einzelnen SRM-Scans bestimmt. Das Verhältnis dieser SRMs zueinander muss eine Konstante ergeben. Durch die hohe Spezifität und die Sensitivität wird die Probenvorbereitung im Vergleich zu HPLC mit UV/VIS-Detektion(UV/VIS-Spektrometrie) enorm vereinfacht. Meist wird die zu analysierende Probe nach Proteinfällung verdünnt aufgespritzt, die eigentliche Messung dauert in der Regel nur wenige Sekunden bis Minuten. Durch die Ionenselektivität der LC-MS/MS ist diese auch für Multiparameteranalysen wie z. B. das Neugeborenenscreening geeignet.

Höchste Sensitivität bei außerordentlicher Spezifität. Die Nachweisgrenzen liegen je nach Analyt und Methode in Extremfällen bei 20 pg/mL (z. B. Pramipexol im Serum).

Die häufigste Ursache für Fehler bei Quantifizierungen mithilfe der LC-MS/MS ist die Unterdrückung der Ionisierung (Ionensuppression), die durch analog deuterierte Standards ausgeglichen und durch längere HPLC-Retentionszeiten bzw. bessere Probenvorbereitung vermieden werden kann.

Single-Quadrupol-LC-MS ca. EUR 150.000, LC-MS/MS ca. EUR 200.000–300.000. Den hohen Anschaffungskosten stehen niedrige Verbrauchskosten entgegen und höherwertige Abrechnungskennziffern nach GOÄ und EBM gegenüber.

Die Vorteile gegenüber der HPLC mit UV/VIS-Detektion sind:

Die Vorteile gegenüber der GC-MS sind: