أخبار

في مجال التحليل الجزيئي، هناك مشاكل قليلة شائعة مثل فصل الأيزومرات. هذه هي مركبات لها نفس الصيغة الجزيئية ولكن ترتيب مختلف من الذرات. لأن صيغتهم الكيميائية متطابقة، فهي تمتلك نفس الكتلة الجزيئية بالضبط. وهذا يثير سؤالًا كبيرًا. إذا عمل طيف الكتلة عالي الدقة (HRMS) عن طريق قياس الكتلة بدقة مذهلة ، كيف يمكن فصل هذه المركبات التي لها نفس الكتلة؟

الحل هو خطة متعددة الخطوات التي تفعل أكثر من مجرد قياس الكتلة. يمكن للعلماء معرفة الاختلافات الهيكلية الصغيرة التي تحدد الأيزومرات عن طريق الجمع بين قوة نظام إدارة الموارد البشرية وأساليب الفصل والتجزئة المتقدمة. هذه مهارة حيوية في مجالات مثل الأدوية والعلوم البيئية وسلامة الأغذية. لماذا ؟ لأن التأثير البيولوجي لأيزومر واحد يمكن أن يكون مختلفًا تمامًا عن الآخر.

التحدي المركزي: الأيزومرات لها نفس الكتلة الدقيقة

أولاً، دعونا’ الحصول على أسطورة واسعة الانتشار خارج الطريق. أكبر ميزة لـ HRMS هي أنه يمكن قياس أيون بدقة ’ نسبة الكتلة إلى الشحنة (m/z) إلى مئات الأماكن العشرية. هذا يسمح للمحللين بالتأكد من الجزيء’ التكوين الأساسي تماما. على سبيل المثال، لا يوجد لدى HRMS أي صعوبة في فصل مركبين بكتلة اسمية 28 Da، مثل CO (الكتلة الدقيقة 27.9949 Da) و N. ₂ (الكتلة الدقيقة 28.0061 دا).

لكن الأيزومرات الهيكلية مثل فثالات الديبوتيل (DBP) وفثالات الديزوبوتيل (DIBP) لها نفس الكتلة (278.1518 Da). كلاهما معدنات شائعة مع الصيغة الجزيئية C ₁₆H₂₂O₄. لذلك، ببساطة عن طريق قياس كتلتهم، مهما كانت دقة، لا يمكن فصلهم. إذن كيف يفكش المحللون هذا اللغز؟

الاستراتيجية 1: الفصل الزمني باستخدام الكروماتوغرافيا

الطريقة الأكثر فعالية والشائعة للتمييز بين الأيزومرات هي فصلها قبل أن تدخل في مقياس الطيف الكتلي. هذه هي مهمة الكروماتوغرافيا.

دور الكروماتوغرافيا السائلة والغازية

الكروماتوغرافيا السائلة (LC) والكروماتوغرافيا الغازية (GC) تفصل الجزيئات بناء على خصائصها الفيزيائية والكيميائية المختلفة ، مثل الاستقطاب والحجم والشكل. الأيزومرات لها نفس الذرات، ولكن هياكلها ثلاثية الأبعاد المتميزة تجعلها تتفاعل بطرق مختلفة مع المادة داخل عمود الكروماتوغرافيا. ونتيجة لذلك، سيتحرك أحد الأيزومرات عبر العمود أسرع أو أبطأ من الآخر. وهذا يسبب أن يخرجوا في أوقات الاحتفاظ المختلفة.

على سبيل المثال، يمكنك الحصول على فصل نظيف بين DBP و DIBP باستخدام طريقة LC القياسية. يدخلون كاشف MS بنفس م / ز ، لكنهم يفعلون ذلك في لحظات مختلفة. قد يظهر أحدهم في 5.2 دقيقة، والآخر في 5.5 دقيقة. وهذا يسمح بتعريفها وقياسها بوضوح.

أهمية نظام الفصل عالي الأداء

الحصول على هذا النوع من الفصل الدقيق القائم على الوقت يتطلب نظام كروماتوغرافي قوي ودقيق للغاية. لحل الأيزومرات المتشابهة جداً من الناحية الهيكلية، يجب على جهاز الكروماتوغراف السائل عالي الأداء (HPLC) مثل PERSEE L600 توفير إزالة تدرج مستقرة ودقيقة عند ضغوط عالية. ما’ أكثر من ذلك ، فإن قدرتها على العمل بشكل موثوق حتى 9000 psi تعطي قوة الحل اللازمة لفصل حتى الأزواج الأيزومرية الصعبة. هذا يضمن أن كل مادة تدخل طيف الكتلة كذروة نقية منفصلة. إنه يحول مشكلة جماعية إلى مشكلة زمنية بسيطة.

الاستراتيجية 2: التمييز حسب الهيكل باستخدام طيف الكتلة المتزايد (MS / MS)

ماذا إذا كانت الأيزومرات يمكن’ هل يمكن فصلها بالكامل عن طريق الكروماتوغرافيا؟ في هذه الحالة ، يستخدم المحللون أداة رئيسية ثانية: طيف الكتلة المتزاوج (MS / MS) ، الذي يدرس الهيكل الجزيئي نفسه.

استكشاف الهيكل من خلال التجزئة

التاندم MS هي عملية ذات مراحل متعددة. أولا، يعزل مقياس الطيف الكتلي الأيون الذي يتم دراسته (الأيون السلف) - في حالتنا، الأيون في m / z 278.1518. ثم تتجزأ هذه العزلة المعزولة. عادة ما يتم ذلك من خلال الانفصال الناجم عن الاصطدام (CID) أو الانفصال الاصطدام عالي الطاقة (HCD) ، حيث يتم تقسيمه إلى &#8220 أصغر. أيونات المنتج. ”

شظايا فريدة من نوعها كبصمة إصبع هيكلية

الأيزومرات لها ترتيبات ربط مختلفة وبقع ضعف هيكلية. وبسبب ذلك، سوف تتجزأ بطرق مختلفة. سوف تخلق إما مجموعة مختلفة من أيونات المنتج أو أيونات المنتج نفسها ولكن بكميات نسبية مختلفة. هذا نمط التشتت الناتج هو توقيع فريد لكل إيزومر’ هيكل S.

لمواصلة مثالنا، تظهر طيفات تجزئة DBP و DIBP اختلافات واضحة في أيونات منتجاتها. وهذا يتيح للمحلل أن يفرقهم بثقة حتى لو حدث أن يخرجوا من عمود الكروماتوغرافيا في نفس الوقت.

الدور الأساسي لإدارة الموارد البشرية: تأكيد نقطة البداية

HRMS يمكن’ t تمييز الأيزومرات بالكتلة وحدها، ولكن وظيفته لا تزال ضرورية. يعطي صيغة أساسية واضحة من البداية مباشرة (على سبيل المثال، تأكيد C ₁₆H₂₂O₄). من خلال القيام بذلك ، يقلل بشكل كبير من قائمة المرشحين المحتملين ويعطي المحللين مكانًا واثقًا للبدء. يجيب على “ من ماذا هو مصنوع؟ ” سؤال. وبالتالي ، فإن هذا يمسح الطريق للكروماتوغرافيا و MS / MS للإجابة على “ كيف يتم تجميعها؟ ” سؤال.

التطبيقات العملية عبر الصناعات

هذا النهج المتعدد الأجزاء لتحليل الأيزومرات مهم جدا في العديد من المجالات:

1. تطوير الأدوية: إخبار المخدرات’ الشكل النشط بصرف النظر عن ستيريوزومرات أقل نشاطا أو سامة.
2. رصد البيئة: التمييز بين الإصدارات السامة للغاية والأقل ضررا من الملوثات مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs).
3. سلامة الأغذية: العثور على بقايا مبيدات آفات محددة أو ملوثات قد تكون متماثلة مع أجزاء طبيعية من الأغذية.

PERSEE: تمكين تدفقات العمل التحليلية المتقدمة

إن تنفيذ هذه المهام التحليلية المعقدة بنجاح يتطلب معدات قوية وموثوقة بها. برسيتقدم شركة موثوقة ذات خبرة تعود إلى عام 1991 مجموعة كاملة من الأدوات المصممة لدقة ودقة. من أنفسهم نظام L600 HPLC، والتي تعطي قوة الفصل في الخط الأمامي اللازمة لتحليل الأيزومر ، لمجموعة متنوعة من أجهزة قياس الطيف والكروماتوغرافات ، PERSEE هو مخصص لتوفير الأدوات الحديثة هذا اليوم’ مختبرات في المدرسة والصناعة تعتمد على.

ملخص الأفكار الرئيسية

الطيف الكتلي عالي الدقة هو جزء رئيسي من التحليل الحديث. ومع ذلك، فإن فصل الأيزومرات عن بعضها يحتاج إلى خطة متعددة الخطوات:

1. مؤسسة: أولا، يستخدم نظام إدارة الموارد البشرية لقياس الكتلة الدقيقة. هذا يجد بدقة مركب’ صيغة أساسية فريدة من نوعها.
2. الطريقة الأساسية: الكروماتوغرافيا (LC أو GC) هي الأداة الرئيسية المستخدمة لفصل الأيزومرات في الوقت المناسب بناء على اختلافاتها الهيكلية قبل أن تصل إلى الكاشف.
3. أداة تأكيد المفتاح: يستخدم الطيف الكتلي المتزاوج (MS / MS) لتمييز الأيزومرات عن طريق دراسة أنماط التشتت الفريدة التي تعمل كبصمة إصبع هيكلية.
4. الجهاز العمود الفقري: يعتمد نجاح هذه العملية بأكملها على أدوات قوية وموثوقة، حيث يوفر شركاء موثوقون مثل PERSEE الأجهزة الأساسية للعمل التحليلي المعقد.

الأسئلة الشائعة:

Q1: ما هي الميزة الرئيسية لاستخدام HRMS على الطيف الكتلي التقليدي؟

ج: الفائدة الأكبر هي قدرتها على قياس الكتل الدقيقة إلى العديد من الأماكن العشرية. هذا يسمح لتحديد الجزيء’ الصيغة الأساسية. هذه هي الخطوة الأولى الحاسمة التي لا يمكن أن تقوم بها MS العادية.

س2: هل يمكن لهذا النهج المشترك التمييز بين جميع أنواع الأيزومرات؟

ج: مزيج من الكروماتوغرافيا و MS المتزاوجة قوي جدا لتمييز معظم الأيزومرات الهيكلية والموقفية. ومع ذلك ، يمكن أن تكون بعض الأنانتيومرات صعبة للغاية وقد لا تزال تحتاج إلى تقنيات خاصة مثل الكروماتوغرافيا الكيرالية لحلها بالكامل.

س3: لماذا الفصل الكروماتوغرافي مهم جدا عند تحليل الأيزومرات؟

ج: غالبا ما يكون للإيزومرات نفس الكتلة بالضبط ويمكن أن تخلق شظايا مماثلة. بسبب هذا، يضيف الكروماتوغرافيا بعد آخر من الفصل (الوقت). يضمن وصول الأيزومرات المختلفة إلى الكاشف في أوقات مختلفة ، مما يبسط التحليل إلى حد كبير ويساعد على تجنب التعريفات الخاطئة.