LC-MS/MS (Sıvı Kromatografi – Tandem Kütle Spektrometresi)

LC-MS/MS (Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry), günümüz analitik kimyasında moleküler düzeyde tanımlama ve nicel analiz gerçekleştiren yüksek hassasiyetli bir tekniktir. Dünya genelinde, özellikle farmasötik analizlerin yaklaşık %70’inde, doping kontrollerinde ise %95 doğrulukla kullanılmaktadır. Türkiye'de DAYTAM, ASÜBTAM ve GRÜMLAB gibi merkezlerde pestisit, toksik madde ve gıda katkı analizlerinde etkin biçimde kullanılmaktadır.

Tanım ve Teknolojik Yapı

LC-MS/MS sistemi, sıvı kromatografi (LC) ile tandem kütle spektrometresi (MS/MS) ünitesini entegre eder. LC, numunedeki bileşikleri ayırırken; MS/MS, bu bileşikleri iyonlaştırıp parçalayarak tanımlar ve miktarını belirler. Bu yapı sayesinde, karmaşık biyolojik ve çevresel örneklerde 1 fg/mL düzeyinde analit saptanabilirlik seviyelerine ulaşılabilmektedir.

Çalışma Mekanizması

Ayrım (LC Ünitesi):

Numune C18 kolon gibi ters fazlı kolonda ayrıştırılır. Taşıyıcı fazlar genellikle su/asetonitril karışımıdır.

İyonizasyon:

• ESI (Electrospray Ionization): Polar analitlerde kullanılır. İyonizasyon verimliliği genellikle %80’e kadar çıkabilir.
• APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization): Daha az polar ve uçucu maddelerde tercih edilir.

Kütle Spektrometresi (MS/MS):

• İlk analizörde seçilen iyonlar, 10–50 eV aralığında çarpıştırılarak parçalanır (CID – collision-induced dissociation).
• İkinci analizörde bu fragmanlar analiz edilerek tanımlama yapılır.

Dedeksiyon ve Analiz:

• Triple quadrupole (QqQ) sistemlerde 1–10 fg/mL seviyelerine kadar hassasiyet mümkündür.
• Veriler entegre yazılımla nicel ve nitel olarak değerlendirilir.

LC-MS/MS Çalışma Prensibi (AİÇÜ)

Kullanım Alanları

• Farmasötik: Kan plazmasında 1 pg/mL düzeyinde ibuprofen, paracetamol ve metabolit tayini.
• Toksikoloji: ASÜBTAM’da ağır metal zehirlenmeleri ve ilaç toksisite analizleri.
• Gıda Analizi: GRÜMLAB’da pestisit kalıntılarının rutin analizi.
• Çevre: Sinop SUBİTAM’da içme suyunda pestisit taramaları.
• Adli Tıp: Uyuşturucu ve doping madde taramaları; WADA tarafından referans teknik.

Avantajları

• Çoklu analit analizi (multi-residue)
• Yüksek özgüllük (%95) ve duyarlılık (1 fg/mL)
• Kısa analiz süresi (5–15 dk)
• Karmaşık matrislerde bile seçici analiz (örneğin, kan, idrar, atık su)

Sınırlamaları

• Matriks etkisi: İzotopik iç standartlar kullanılarak azaltılabilir.
• Yüksek maliyet: Cihaz kurulumu 250.000–500.000 USD aralığında olabilir.
• Yöntem geliştirme süresi: Ortalama validasyon süreci 1–2 haftadır.

Teknik Özellikler ve Bileşenler

• Sıvı Kromatografi Ünitesi (HPLC/UHPLC): Numune bileşenlerinin ayrılmasını sağlar.
• İyonizasyon Kaynağı: Molekülleri iyonlaştırır (ESI, APCI).
• Tandem Kütle Analizörü: Genellikle üçlü kuadrupol (Triple Quadrupole, QqQ), zaman-of-uçuş (TOF) veya orbitrap sistemleri tercih edilir.
• Dedektör: İyonların yük/kütle oranına göre tespitini gerçekleştirir.
• Kontrol ve Veri Analiz Yazılımı: Cihaz kontrolü, veri toplama ve analiz işlemleri için kullanılır.

Uygulama Örnekleri

• Farmasötik analizler: İlaç metabolitlerinin izlenmesi
• Klinik biyokimya: Vitamin, steroid ve aminoasit düzeylerinin ölçümü
• Toksikoloji: Zehirli bileşiklerin tespiti
• Gıda analizi: Pestisit kalıntılarının analizi
• Adli bilimler: Uyuşturucu ve doping ajanlarının tayini