Screening of Terpenes with Solvent-Mediated Chemical Ionization

Význam tématu

Úloha chemické ionizace v GC-MS spočívá v doplňujících informacích o molekulové hmotnosti sloučenin, které jsou často potlačeny v klasické elektronové ionizaci (EI). Solventem podporovaná chemická ionizace (SMCI) využívá běžné laboratorní rozpouštědla místo hořlavých plynů, což zvyšuje bezpečnost a snižuje provozní náklady. Terpeny, jako významné přírodní produkty, vyžadují spolehlivou identifikaci v rostlinných extraktech a komplexních směsích.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo otestovat SMCI s methanolem a acetonitrilem pro identifikaci a rychlý screening 21 terpenů (monoterpeny, oxygenované monoterpeny, sesquiterpeny, oxygenované sesquiterpeny) a porovnat získaná spektra s klasickou EI metodou.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Shimadzu GCMS-QP2020 NX se SMCI jednotkou
• Kolona: SH-I-624Sil MS, 30 m × 0,25 mm, film 1,4 µm
• Reagující plyny: methanol (MeOH) a acetonitril (ACN) jako zdroj ionizačních molekul
• Přenosový plyn: helium (1,5 mL/min)
• On-column injekce 1 µL při 250 °C, split 5:1
• Program kolony: 55 °C (6 min) → 130 °C (25 °C/min) → 280 °C (30 °C/min, 2 min)
• MS režim: pozitivní ionizace, plná skenovací oblast m/z 50–350, iontová hlava 200 °C, interface 280 °C
• Vzorek: směs 21 standardních terpenů (Restek #34095)

Hlavní výsledky a diskuse

SMCI pomocí MeOH a ACN generovalo u nenasycených terpenů intenzivní protonované molekulové ionty [M+H]+, u oxygenovaných analogů dominovaly fragmenty [M+H–H2O]+. Navíc s ACN se objevily aduktové ionty [M+MIE]+ (m/z 190/188/208/258/276), které poskytují jedinečné signály pro každou třídu terpenů a zvyšují selektivitu detekce. Porovnání s EI ukázalo, že SMCI významně zlepšuje viditelnost molekulových iontů, které v EI často chybí nebo jsou intenzitně slabé. Extrahované iontové chromatogramy umožnily sledovat distribuci terpenů podle m/z hodnot:

• C10H16: m/z 137, 190
• C10H14: m/z 135, 188
• C10H18O: m/z 155, 137, 208
• C15H24: m/z 205, 258
• C15H26O: m/z 205, 276

Přínosy a praktické využití metody

• Bezpečné provádění chemické ionizace bez tlakových lahví hořlavých plynů
• Komplementární informace k EI spektrům, lepší potlačení fragmentace
• Rychlý screening a kvantifikace terpenů v komplexních matricích
• Možnost automatizované úpravy retence (funkce AART) pro robustní metodické přenosy

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření SMCI na další třídy rostlinných metabolitů a terpenoidů
• Integrace s vysokorozlišenými hmotnostními spektrometry pro strukturní potvrzení
• Využití v metabolomice a průmyslové kontrole kvality esenciálních olejů
• Pokročilá automatizace a vysokoprůchodové analýzy

Závěr

Solventně podporovaná CI pomocí methanolu a acetonitrilu na Shimadzu GCMS-QP2020 NX představuje efektivní a bezpečnou metodu pro identifikaci a rychlý screening terpenů. Doplněním klasické EI umožňuje spolehlivé stanovení molekulové hmotnosti, zvyšuje důvěru v knihovní nálezy a rozšiřuje analytické možnosti v komplexních matricích.