Обобщенные критерии идентификации химических соединений методами хроматографии – масс-спектрометрии

Abstract

Представлен обзор критериев химической идентификации, применяемых в рамках целевого и нецелевого анализа методами хроматографии – масс-спектрометрии. Окончательные критерии в обоих случаях сопоставимы и предполагают близкое сходство характеристик хроматографического удерживания (времена или относительные времена) и масс-спектров (массы отдельных ионов, относительные интенсивности их пиков) идентифицируемых аналитов и аналитических стандартов. Сходство, как правило, означает максимально допустимые отклонения значений указанных величин, установленных для аналитов, от соответствующих справочных значений, приписанных известным соединениям. Используемые критерии идентификации включены в общие руководства по химическому анализу, подготовленные международными или национальными регулирующими организациями. В случае нецелевой идентификации аналиты и соответствующие стандарты неизвестны заранее. На первых этапах решения задач этого вида необходимо отобрать соединения − кандидаты на идентификацию, затем сравнить характеристики аналитов и соответствующих аналитических стандартов, используя критерии идентификации, аналогичные тем, которые сформулированы для целевого анализа. Для поиска кандидатов используют хроматографию и тандемную масс-спектрометрию высокого разрешения, продвинутые методы компьютерной обработки и предсказания данных, поиски в химических базах данных, сводках индексов удерживания и масс-спектральных библиотеках. Применение этих методов и процедур – условие надежности поиска кандидатов на идентификацию. Прогресс в области нецелевого анализа зависит от усовершенствования масс-спектрометрической техники, в первую очередь за счет повышения точности и воспроизводимости определения масс ионов. Не меньшее значение имеет развитие компьютерных технологий (информатики), что должно обеспечить появление более полных библиотек масс-спектров и более точных методов предсказания масс-спектрометрических и хроматографических данных.

Criteria of chemical identification used in target and non-target analysis during chromatography-mass spectrometry are reviewed. In both cases, the final criteria are comparable and have a close similarity of both chromatographic retention values (times or relative times) and mass spectra (individual ion masses, their relative peak intensities) of identified analytes and analytical standards. Similarity, usually, means maximum permissible deviations of those values from the corresponding standard values assigned to the known compounds. Identification criteria used are contained in the general guides on the chemical analysis issued by the international or national regulatory organizations. In the case of non-target identification, the analytes and the corresponding standards are unknown before the analysis. In the first stages of this kind of analysis, the candidate compounds are selected for the identification and then the candidate features are compared to those of the standard compounds with the use of the criteria suggested for the target analysis. During the selection of the candidates, one uses high resolution chromatography – tandem mass spectrometry, advanced computer methods of data processing and prediction, and performs searches in chemical data bases, collections of retention indices, and mass spectral libraries. The use of these techniques and workflows can be considered as a reliable condition of the candidates’ selection for the identification. The progress in non-target analysis depends on technique innovations in mass spectrometry, first, by improving the accuracy and reproducibility of ion masses. The development of computer technologies is no less important, which should ensure the emergence of more complete libraries of mass spectra and more accurate methods for predicting the mass spectrometric and chromatographic data.