Ein Flüssigchromatographie-Massenspektrometer (LC-MS) ist ein Gerät, das in der analytischen Chemie verwendet wird, um den Gehalt einer Probensubstanz zu bestimmen. Dies geschieht durch die Kombination zweier verschiedener Techniken: Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie. Die erste dieser Techniken, die Flüssigkeitschromatographie, wird verwendet, um die Probe in ihre chemischen Bestandteile zu trennen. Massenspektrometrie wird dann verwendet, um Informationen über die Masse jeder Komponente zu sammeln. Das Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometer kann hochempfindliche Messwerte liefern und wird in vielen verschiedenen Bereichen verwendet, einschließlich der pharmazeutischen Forschung und der forensischen Toxikologie.
Die Flüssigkeitschromatographie ist die erste Technik, die vom Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometer verwendet wird. Die Probenlösung, die sich in flüssiger Phase befindet, wird durch eine Säule geleitet, die eine Substanz der stationären Phase enthält – beispielsweise einen porösen Feststoff. Da die verschiedenen Partikeltypen in der Probenlösung die stationäre Phase mit unterschiedlicher Geschwindigkeit passieren, trennen sie sich in Banden.
Die Trennung in der Säule kann auf verschiedene Weise erfolgen. Wenn die Moleküle einer Substanz größer sind als die Moleküle einer anderen, brauchen sie länger, um durch ein poröses Material abzufließen und trennen sich daher von den kleineren Molekülen, die sich schneller bewegen. Auch chemische Faktoren können die Fließgeschwindigkeit beeinflussen. Zum Beispiel können polare Moleküle – solche, die eine partielle elektrische Ladung haben – von der Ladung der stationären Phase angezogen werden und „klebrig“ werden und weniger schnell durch die Säule fließen.
Das Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometer lässt jede Bande des getrennten Materials durch ultraviolettes Licht hindurch und erfasst ihre Absorption. Mit anderen Worten, es zeichnet auf, wie viel Licht und welche Lichtwellenlängen der Stoff absorbiert. Diese Informationen können häufig verwendet werden, um einen Stoff zu identifizieren. In Fällen, in denen mehr Daten erforderlich sind, können Partikel mit dem Massenspektrometerteil des Geräts weiter analysiert werden.
Die Partikel, die in der Flüssigchromatographiephase nach Typ getrennt wurden, werden in der Massenspektrometriephase nach Masse getrennt. Zuerst werden die Teilchen ionisiert oder geladen, indem Elektronen entfernt werden, wodurch sie eine positive Gesamtladung erhalten. Ein magnetisches Feld wird dann verwendet, um den Weg des geladenen Teilchens beim Durchgang durch das Gerät zu „biegen“. Partikel mit größerer Masse lassen sich nicht so leicht bewegen wie leichtere, kleinere Partikel, sodass sie nicht so weit abgelenkt werden. Das Massenspektrometer zeichnet elektrisch die Menge jeder Partikelart auf, die den Detektor erfolgreich erreicht.
Der Vorteil des Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometers besteht darin, dass es mit hoher Empfindlichkeit Art und Masse jeder chemischen Komponente einer Probe aufzeichnen kann. Es wird häufig verwendet, um komplexe organische Proben in der pharmakologischen Forschung und in der Proteomik, der Untersuchung von Proteinen, zu analysieren. Das Flüssigchromatographie-Massenspektrometer wurde sogar für den Einsatz in der forensischen Toxikologie verfeinert, um Proben zu analysieren und zu identifizieren, die sonst zu zerbrechlich wären, um sie zu untersuchen.