LC-MS/M에서 감도를 높이기 위해서는 LC 분리능이 좋아야 하는 이유

당연히 LC 크로마토그램에서 피크의 모양이 좋을수록 좋습니다.  피크모양이 좋다는 것은 분리능이 좋다는것이고 이것은 여러 펩타이드들이 분리가 더 잘된다는 의미입니다.  하지만 LC-MS/MS에서는 분리가 잘되어서 좋다는것 이상의 의미가 있습니다.  질량분석기는 주어진 시간에 컬럼에서 용리되어  이온화된 펩타이들을 모아서 검출합니다. 질량분석기의 파라미터를 정할때는 검출 가능할 만큼의 적절한 이온의 수와 시간을 정하게 됩니다. 이것인 Automatic Gain Control(AGC)와 Maximum injection time 입니다.

 

피크의 분리능과 질량분석기의 감도 01

예를들면 AGC값을 1E6으로 설정하면 질량분석기는 이온들의 수가 1E6되기까지 기다립니다. 그런후 다음 단계로 넘어갑니다. 이때 두개의 펩타이드가 완전히 분리된 상태에서 이온들이 들어올 경우를 가정하면  이론적으로 순수하게 단일 펩타이드의 이온이 1E6개가 모이게 됩니다.   그러나 피크가 분리가 되지 않을 경우 여러 펩타이드의 이온의 합이 1E6이 된후에 다음단계로 넘어갑니다 (아래그램).  이 두 개의 가정을 생각해보면  같은 질량분석기의 감도와 같은 시간이 사용될 경우 펩타이드가 완전히 분리된 경우에서 더 좋은 감도가 나옵니다.  즉 최대한 순수한 펩타이드 이온만이 모아져서 검출되는것이 좋습니다. 이렇게 높은 감도를 위해서는 LC 의 분리능이 좋아야 됩니다.

 

 

 

피크의 분리능과 질량분석기의 감도 02

또한 동일하게 순수한 펩타이드 이온이 들어오더라도  피크모양이  좁은것일수록 좋습니다. 아래 그림과 같이 양의 펩타이드 이온이라도 피크모양에 따라 피크의 최고점의 높이가 다릅니다.  펩타이드의 양이 동일할 경우 피크의 모양이 좁다 는것은 그만큼 이온들이 압축되어서 용리(Sharp peaks)된다는 것입니다. 그러므로 정해놓은 이온수 ( 예, 1E6)에 도달하데 소요되는 시간이 줄어듭니다.  즉 질량분석기는 짧은 시간에 해당 펩타이드를  검출하고 다음 펩타이드를 분석할 수 있습니다.  만약 피크가 넓게되어 이온들이 퍼져서 용리될 경우 원하는 수의 이온을 모으는 데 시간이 더 걸리게 되며 결국 Maximum injection  time을 다 써버리게 됩니다. 

 

 

 

요즘은 질량분석기의 감도와 속도가  점점 좋아지고 있기 때문에 LC 분리능에 특별한 신경을 쓰지 않더라도 좋은 결과를 얻고 있습니다. 하지만 이러한 LC 분리능의 최적화를 잘 할 수 있다면 결국 남들이 얻을수 있는 보석같은 결과를 얻을수 있으리라 생각합니다.