Hochleistungsflüssig-Chromatograph mit Massenspektrometer (HPLC-MS)

Es handelt es sich hier um zwei separate Geräte, die miteinander verbunden sind. Bei dem ersten Gerät handelt es sich um den HPLC. Die Flüssigchromatographie trennt Stoffgemische, wie zum Beispiel Muschel-oder Seegrasextrakte in ihre Einzelbestandteile auf. Dazu wird eine kleine Menge verdünnten Extrakts auf eine HPLC-Säule aufgetragen, die aus Mikrometer-großen Kügelchen besteht. Die Kügelchen als Säulenmaterial gibt es in verschiedenen Größen (1,8-5 µm) und Materialien, je nachdem, welche Bestandteile man auftrennen möchte. Die Inhaltsstoffe des Extrakts lagern sich an diese Kügelchen an. Nun wird ein Lösungsmittelgemisch aus beispielsweise Wasser und Acetonitril in sich verändernden Anteilen über die Säule geleitet. Die Inhaltsstoffe des Extraktes, die in ihrer Polarität dem Säulenmaterial gleichen, verweilen auf der Säule, während die Inhaltstoffe, deren Polarität dem Lösungsmittel gleichen, von der Säule gespült werden. Am Ausgang der Säule befindet sich ein UV-Detektor, der UV-aktive Bestandteile des Extraktes detektiert.

Über eine Kapillare ist der Ausgang des UV-Detektors mit der Elektrospray-Quelle (ESI-Quelle) des zweiten Geräts, des Massenspektrometers, verbunden. In dieser Quelle findet die Ionisierung der aufgetrennten Bestandteile des Extraktes statt. An der Kapillare liegt eine Hochspannung an, sodass an der Spitze geladene Tröpfchen entstehen. Ein neutrales Trägergas, wie etwa Stickstoff, wird benutzt, um die Vernebelung der Lösung und das Verdampfen des Lösungsmittels zu unterstützen. Damit zerfallen die Tröpfchen, bis am Ende ionisierte Moleküle übrig bleiben. Im Analysatorteil des Massenspektrometers werden die Ionen nach ihrem Masse/Ladungsverhältnis (m/z) aufgetrennt und am Ende ihrer Flugbahn treffen sie auf einen Detektor, der die Ionen registriert und zählt. Daraus erhält man ein Massenspektrum, das die Signale (Peaks) nach ihrem m/z Verhältnis ordnet und ihre Intensität darstellt. Gerade bei einer ESI-Ionisierung entstehen häufig mehrfach geladene Ionen. Dabei wird ein doppelt geladenes Ion bei der Hälfte seiner eigentlichen Masse detektiert, da sie nach dem m/z Verhältnis getrennt wurden.

HPLC-MS macht es möglich, eine hohe Probenanzahl in einer kurzen Zeit zu analysieren. Das beinhaltet sowohl die Identifikation (Was ist die Substanz?) also auch die Quantifizierung der Moleküle in der Probe (Wieviel von der Substanz ist in der Probe?). Ersteres erfolgt meist über Vergleiche mit Datenbanken oder Referenzsubstanzen, zweiteres über die Zugabe interner Standards und das Erstellen von Kalibrierkurven.