Способ количественного определения органических соединений

Авторы патента:


Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений
Способ количественного определения органических соединений

 


Владельцы патента RU 2469315:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (RU)

Способ относится к области аналитической химии, а именно к инструментальным оптическим методам анализа. Способ включает проведение анализа вещества методом масс-спектроскопии с лазерной десорбцией/ионизацией с использованием в качестве матрицы α-циано-4-гидроксикоричной кислоты и внутреннего стандарта, не содержащего изотопов. В качестве внутреннего стандарта используют вещество, наиболее близкое по строению молекулы к определяемому органическому соединению. Оценку количества органического соединения проводят с помощью калибровочного графика. Техническим результатом изобретения являются простота в исполнении и интерпретации данных и пригодность для целей анализа органических соединений в объектах различного происхождения. 8 ил.

 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к инструментальным оптическим методам анализа.

Одним из инструментальных методов анализа является масс-спектрометрия - физический метод измерения отношения массы заряженных частиц (ионов) к их заряду (m/z), установлению атомов, составляющих молекулу, их молекулярной массы, а также структуры их расположения. На сегодняшний момент масс-спектрометрия является самым высокочувствительным физико-химическим методом анализа широчайшего спектра соединений. Одной из разновидностей масс-спектрометрии является метод MALDI (matrix assisted laser desorption/ionization) - лазерная десорбция и ионизация в присутствии вспомогательного вещества - матрицы, играющей роль переносчика энергии (Аналитическая химия: проблемы и подходы. Т.2 / Под ред. Р.Келнера. - М: «Мир» «act». - 2004. - С.271).

Особенно перспективен метод MALDI в анализе лекарственных веществ и органических соединений благодаря высокой чувствительности и специфичности.

Известен способ определения кокаина методом MALDI в мозговой ткани умерших больных кокаинистов с использованием внутреннего стандарта (Reich R.F., Cudzilo K., Levisky J.A., Yost R.A. Quantitative MALDI-MS(n) analysis of cocaine in the autopsied brain of a human cocaine user employing a wide isolation window and internal standards // J Am Soc Mass Spectrom. - 2010. - Apr; 21 (4). - P.564-71).

Существует способ определения препарата "Саквинавира" в плазме человека с использованием MALDI, заключающийся в использовании в качестве внутреннего стандарта дейтерийсодержащего саквинавира или резерпина. В качестве матрицы использовали α-циано-4-гидроксикоричную кислоту. Количественное содержание саквинавира определяли по среднему отношению площадей пиков аналита и внутреннего стандарта (Wagner M., Hopfgartner G. Ultra-fast quantitation of saquinavir in human plasma by matrix-assisted laser desorption/ionization and selected reaction monitoring mode detection // J Chromatogr В Analyt Technol Biomed Life Sci. - 2008. - Sep 1; 872(1-2). - P.68-76).

Недостатком известных способов является использование внутренних стандартов с мечеными атомами (изотопами), являющимися редкими и дорогостоящими реактивами.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ определения различных лекарственных веществ с помощью MALDI без использования меченых атомов во внутреннем стандарте. В качестве матрицы использовали α-циано-4-гидроксикоричную кислоту (Persike M., Karas M. Rapid simultaneous quantitative determination of different small pharmaceutical drugs using a conventional matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry system // Rapid Commun. Mass Spectrom. - 2009. - Vol.23. - P.3555-3562). Недостатком данного способа является необходимость предварительного выбора вещества, используемого в качестве внутреннего стандарта, и сложная система расчетов количественного содержания вещества с использованием логарифмических исчислений.

Задачей настоящего изобретения является разработка высокочувствительного способа количественного определения органических веществ, простого в исполнении, не требующего трудоемких расчетов и использования математических операций для интерпретации полученных данных.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа количественного определения органических соединений, включающего проведение анализа вещества методом масс-спектроскопии с лазерной десорбцией/ионизацией с использованием в качестве матрицы α-циано-4-гидроксикоричной кислоты и внутреннего стандарта, не содержащего изотопов, причем в качестве внутреннего стандарта используют вещество, наиболее близкое по строению молекулы к определяемому органическому соединению, кроме того, оценку количества органического соединения проводят с помощью калибровочного графика.

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:

- в качестве внутреннего стандарта используют вещество, наиболее близкое по строению молекулы к определяемому органическому соединению, что позволяет оптимизировать процесс анализа;

- оценку количества органического соединения проводят с помощью калибровочного графика, что позволяет избежать трудоемких расчетов и использования математических операций для интерпретации полученных данных.

Способ иллюстрируется следующим примером.

Количественное определение резвератрола методом MALDI.

Для количественного определения методом масс-спектрометрии необходимо выбрать некоторый пик, принадлежащий определенному компоненту, и измерить его интенсивность. Для исключения влияния условий эксперимента нужно использовать внутренний стандарт.

Для количественного определения методом масс-спектрометрии в качестве аналита использована субстанция природного биологически активного вещества стильбеновой структуры - резвератрола. В качестве внутреннего стандарта применено вещество сходной флавоноидной структуры, производное бензо-γ-пирона, кверцетин. Данные вещества друг с другом не взаимодействуют, имеют четко различающиеся молекулярные массы. Пик резвератрола (m/z=228) не накладывается на пик кверцетина (m/z=303) (фиг.1).

Для количественного определения резвератрола 0,1 г его субстанции помещали в мерную колбу вместимостью 25 мл, добавляли 10 мл спирта этилового 96%-ного, тщательно взбалтывали до полного растворения и доводили до метки этим же растворителем (раствор А). Параллельно в аналогичных условиях готовили раствор внутреннего стандарта, в качестве которого был выбран стандартный образец кверцетина.

Из полученного раствора А далее готовили серию разведений, состоящую из 6 растворов. Для этого в 6 мерных колб вместимостью по 25 мл помещали по 3 мл аликвоты раствора А аналита и раствора внутреннего стандарта кверцетина в объемах: 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0 и 6,0 мл, содержимое колб тщательно перемешивали и доводили спиртом этиловым 96% до метки (растворы Б).

Из каждого раствора Б микропипеткой отбирали по 0,05 мл аликвоты, помещали в пробирки градуированные емкостью 1,5 мл и разводили в два раза ацетонитрилом для удобства нанесения на мишень (растворы В).

Таким образом, пробы растворов В №1-6 в количестве по 0,5 мкл с помощью дозатора наносили на мишень «МТР 384 targen plate matt steel TF» в шесть лунок, высушивали и сверху наносили каплю матрицы - раствор кислоты α-циано-4-гидроксикоричной. Регистрацию масс-спектров проб №1-6 проводили на приборе масс-спектрометр «Autoflex II» «MALDI TOF/TOF» фирмы Bruker Daltonics. Обработку данных осуществляли в программе «Flex Analis» в режиме Reflex Positive. В результате получены объединенные спектры, на которых наблюдаются интенсивные пики ионов аналита - резвератрола с зарядом иона m/z=228,3 и пики внутреннего стандарта - кверцетина с зарядом иона m/z=303,2 (фиг.2-7).

Как видно из фиг.2-7, интенсивность пика иона аналита резвератрола плавно уменьшается, а внутреннего стандарта кверцетина увеличивается по мере нарастания его концентрации.

Каждую пробу регистрировали трехкратно и вычисляли среднее значение их интенсивности (I).

Для оценки прямолинейности зависимости концентрации внутреннего стандарта от отношения интенсивностей внутреннего стандарта и аналита построен калибровочный график в координатах Сстандарта, мкг/мл - Ist/Ian (фиг.8).

Из приведенного графика следует, что отношение Ist/tan к концентрации стандартного раствора имеет прямолинейную зависимость. Это указывает на то, что отношение площадей пиков ионов аналита и внутреннего стандарта остается постоянным.

Когда отношение Ist/Ian приближается к единице, это является свидетельством совпадения концентраций внутреннего стандарта и исследуемого вещества. Тогда количественное содержание исследуемого вещества можно найти по приведенному калибровочному графику или вычислить по формуле:

Из рассчитанных данных следует, что содержание аналита (резвератрола) в пробе составило 0,1228 мкг/мл.

Относительную ошибку определяли в ходе 7 параллельных измерений разных образцов анализируемой смеси. Полученные данные обрабатывали статистически. Результаты статистической обработки количественного определения содержания резвератрола методом масс-спектрометрии представлены в таблице.

Метрологические характеристики
Х (мкг/мл)
0,1228 0,0005 0,00000025
0,1303 -0,007 0,000049
0,1301 0,0068 0,0000462
0,1219 0,0014 0,00000196
0,1194 0,0039 0,0000152 ΔX=Sx·tx=0,0045
0,1189 0,0044 0,000019 ε=3,65%
0,1199 0,0034 0,000011

Как видно из данных таблицы, относительная ошибка единичного определения способа количественного определения резвератрола методом масс-спектрометрии с вероятностью 95% составляет ±3,65%. Нижний предел обнаружения составил 10-7 г/мл.

Таким образом, разработан высокочувствительный способ количественного определения органических соединений методом масс-спектроскопии с лазерной десорбцией/ионизацией простой в исполнении и интерпретации данных и пригодный для целей анализа органических соединений в объектах различного происхождения.

Способ количественного определения органических соединений, включающий проведение анализа вещества методом масс-спектроскопии с лазерной десорбцией/ионизацией с использованием в качестве матрицы α-циано-4-гидроксикоричной кислоты и внутреннего стандарта, не содержащего изотопов, отличающийся тем, что в качестве внутреннего стандарта используют вещество, наиболее близкое по строению молекулы к определяемому органическому соединению, кроме того, оценку количества органического соединения проводят с помощью калибровочного графика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения их химических или физических свойств, конкретно путем разделения на составные части (компоненты) с использованием адсорбции и их масс-спектрометрического исследования.

Изобретение относится к области медицины, а точнее к клинической химии, в частности к способам оценки уровня содержания эндогенных стероидов в организме. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для анализа газов живого организма. .

Изобретение относится к биоинформационным методам идентификации белков и пептидов по геномным базам данных. .

Изобретение относится к способу и может быть использовано для хромато-масс-спектрометрической идентификации контролируемых токсичных химикатов в сложных многокомпонентных смесях.

Изобретение относится к области разработки способа установления состава природного материала путем разделения жидкостей, полученных в результате пробоподготовки, методом газовой хроматографии.

Изобретение относится к масс-спектроскопии а более конкретно к квадрупольным масс-анализаторам. .

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу подготовки проб для определения содержания элементов и их изотопов в углеводородных, минеральных и синтетических, в частности вакуумных маслах, нефтепродуктах и горюче-смазочных материалах.

Предлагаемое изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии, криминалистике, протеомике, метаболомике и медицины, метабономики и посттрансляционной модификации. Устройство электрораспыления хроматографических потоков анализируемых растворов веществ для источников ионов выполнено в виде коаксиально расположенных капилляров, ориентированных вертикально. По внутреннему металлическому капилляру подается раствор, к этому же капилляру прикладывается напряжение от высоковольтного источника питания. С торца этого капилляра происходит электрораспыление вертикально вверх. Коаксиальный внешний капилляр имеет внутренний диаметр больше внешнего диаметра внутреннего капилляра. Излишки не распыленного раствора, стекающие по внешней стенке внутреннего капилляра, вместе с лабораторным воздухом откачиваются воздушным насосом через зазор между коаксиальными капиллярами. Техническим результатом является увеличение потока распыляемого раствора, монодисперсность микрокапель, отсутствие крупных не контролируемых капель, а следовательно, уменьшение шумов в регистрируемом спектре. 4 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к масс-спектрометрии, к способам осуществления дейтеро-водородного обмена в ионном источнике масс-спектрометра и может быть использовано для проведения структурного экспресс-анализа биомакромолекул. Для создания атмосферы, насыщенной дейтерирующим агентом, в ионном источнике испаряют каплю дейтерирующего агента, помещенную на металлической подложке, обогреваемой путем контакта с нагретым входным конусом масс-спектрометра. В качестве растворителя для исследуемого образца используют растворитель, не содержащий дейтерий, или дейтерированный растворитель. Техническим результатом является возможность в несколько раз повысить глубину дейтеро-водородного обмена подвижных атомов водорода на дейтерий, используя стандартный ионный источник масс-спектрометра при атмосферном давлении. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к высокочувствительному способу определения количества глицирризина, глицирретиновой кислоты и их фармакологически приемлемых солей, присутствующих в плазме крови человека. Высокочувствительный способ определения количества глицирризина, глицирретиновой кислоты и их фармакологически приемлемых солей характеризуется тем, что смесь плазмы крови человека с метанолом или раствором аммиачной воды с определенной концентрацией вводят в твердую фазу, обладающую обращенно-фазовой распределительной функцией и функцией анионного обмена, затем промывают твердую фазу очищающей жидкостью, представляющей собой однокомпонентную жидкость или жидкую смесь, по меньшей мере, двух компонентов, выбранных из группы, включающей воду, щелочь, спирт и ацетонитрил. Далее проводят элюирование из твердой фазы кислым спиртом, выбранным из муравьиной кислоты-метанола или муравьиной кислоты-этанола, после чего проводят стадию количественного определения глицирризина, глицирретиновой кислоты и их фармакологически приемлемых солей методом ЖХ-МС или ЖХ-МС/МС. Высокочувствительный способ позволяет обнаружить и количественно определить глицирризин, глицирретиновую кислоту и их фармакологически приемлемые соли в плазме крови человека. 4 ил., 17 табл., 7 пр.

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа определения амина в образце. Сущность способа заключается в контактировании образца, содержащего амин, с раствором соли, содержащей 2,2',2”,6,6',6”-гексаметокситритильный карбокатион, и последующем определении конъюгатов методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии. Способ пригоден как для летучих аминов малой массы, так и для полярных аминогликозидных соединений. Образующиеся производные аминов обладают поглощением в УФ-области и повышенной склонностью к ионизации, что облегчает их детекцию указанными выше методами. Использование способа позволяет с высокой точностью определить амины в образце. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 33 пр., 33 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, а именно к источникам ионов с ионизацией при атмосферном давлении (фотоионизация, химическая ионизация при атмосферном давлении в коронном разряде и другие), и найдет широкое применение в масс-спектрометрии, спектрометрии подвижности ионов при решении задач органической и биоорганической химии, иммунологии, медицины, диагностики заболеваний, биохимических исследований, фармацевтике, токсикологии и экологии, проведении анализов в криминалистике и следового анализа наркотиков и их метаболитов. Способ основан на формировании газовой, транспортирующей ионы, струи, коаксиально обдувающей область образования ионов закрученной вихревой струей с образованием объемного закрученного потока с осевым течением, и дополнительного газового потока, формирующего вихревую пробоотборную струю в виде составного вихря, фокусирующего ионы на оси пробоотборного потока в центре вихревого ядра. Особенностью способа являются равенство линейных скоростей ламинарных потоков: газа-носителя из хроматографической колонки и внешнего коаксиального потока газа; при этом суммарный объемный поток, транспортирующий ионы, должен немного превышать поток газа с транспортируемыми ионами, поступающего в интерфейс масс-спектрометра. Техническим результатом является обеспечение транспортировки ионных потоков без дискриминации ионов по массам, уменьшения плотности ионов в транспортируемом потоке, потери хроматографического разделения при нормальных условиях, не прибегая к нагреву внешнего газа носителя, что существенно упрощает реализацию метода в широком диапазоне объемных скоростей потоков газа-носителя, при этом ионный ток анализируемых веществ хроматографической фракции поступает в анализатор без примесей из лабораторного воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач органической и биоорганической химии, иммунологии, биотехнологии, криминалистики, протеомики, метаболомики, медицины, экологии и охраны окружающей среды. Устройство непрерывного стабильного электрораспыления растворов в источнике ионов при атмосферном давлении выполнено в виде коаксиально расположенных капилляров, ориентированных вертикально. По внутреннему металлическому капилляру подается анализируемый раствор, к этому же капилляру прикладывается напряжение от высоковольтного источника питания. С торца этого капилляра происходит электрораспыление вертикально вверх. Для непрерывного стабильного электрораспыления вводимых проб (анализируемых растворов в узел электораспыления) и стабильного процесса распыления в канал подачи растворов устанавливается инжектор, например кран-переключатель с петлевым вводом пробы, позволяющий проводить ввод пробы без разрыва потока жидкости, а следовательно, и без переходных неустойчивых процессов выхода на стабильный режим распыления. В канал откачки парогазовой смеси из зазора между коаксиальными капиллярами устанавливается осушитель. Излишки нераспыленного раствора отделяются от парогазовой смеси и осушенный лабораторный воздух откачивается воздушным насосом. Технический результат - увеличение времени непрерывного стабильного распыления раствора, а следовательно. устойчивой работы прибора и стабильности регистрируемых спектров, уменьшение частоты обслуживания устройства распыления и источника ионов для их чистки. 4 ил.
Наверх