LC-MS 데이터에서 Adduct를 식별하는 방법

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LC-MS 데이터에서 Adduct를 식별하는 방법

[M+H]⁺, [M+Na]⁺ 및 관련 이온 패턴 이해하기

LC-MS 분석에서 관찰되는 피크는 항상 순수한 분자 이온(Molecular ion)을 의미하지 않습니다.
대부분의 경우 분자는 다른 이온과 결합된 형태(adduct ion)로 검출됩니다.

예를 들어 하나의 화합물이 다음과 같은 여러 피크로 나타날 수 있습니다.

m/zPossible ion
301.007[M+H]⁺
322.989[M+Na]⁺
338.963[M+K]⁺

이 경우 세 개의 피크는 서로 다른 화합물이 아니라 동일한 분자의 서로 다른 adduct 형태일 가능성이 높습니다.

따라서 LC-MS 데이터를 해석할 때 가장 중요한 단계 중 하나는 adduct identification입니다.

Find Adduct

Step 1 — Adduct Mass Difference 확인

Adduct 식별에서 가장 중요한 단서는 **특징적인 질량 차이(mass difference)**입니다.

대표적인 LC-MS adduct 질량 이동은 다음과 같습니다.

AdductMass shift (Da)
[M+H]⁺+1.007276
[M+Na]⁺+22.989218
[M+K]⁺+38.963158
[M+NH₄]⁺+18.033823

예를 들어 스펙트럼에서 다음과 같은 두 피크가 존재한다고 가정합니다.

m/z 301.007
m/z 322.989

두 피크의 차이는

21.982 Da

입니다.

이 값은 다음 관계와 매우 가깝습니다.

[M+Na]+ − [M+H]+ ≈ 21.9819 Da

따라서 이 두 피크는 같은 분자에서 생성된 [M+H]⁺ 와 [M+Na]⁺ 이온일 가능성이 높습니다.


Step 2 — 동일한 Retention Time 확인

Adduct는 같은 분자에서 생성된 이온이기 때문에 LC-MS 데이터에서 다음 특징을 보입니다.

동일한 retention time

예를 들어 LC chromatogram에서

RT = 5.42 min

에서 여러 피크가 동시에 나타난다면

m/zIon type
301.007[M+H]⁺
322.989[M+Na]⁺
338.963[M+K]⁺

이들은 동일 화합물의 adduct일 가능성이 높습니다.

즉

same RT + characteristic mass difference

패턴이 보이면 adduct 관계를 의심할 수 있습니다.


Step 3 — Isotope Pattern 확인

Adduct 이온은 같은 분자식을 공유하기 때문에 isotope pattern이 매우 유사합니다.

예를 들어

[M+H]+
[M+Na]+

이온은 서로 다른 m/z 위치에 나타나지만 다음 특징을 공유합니다.

  • 동일한 isotope spacing

  • 유사한 relative isotope intensity

따라서 isotope pattern을 비교하면 adduct 관계를 확인할 수 있습니다.


Step 4 — Fragmentation Pattern 확인

MS/MS fragmentation에서도 adduct 관계를 확인할 수 있습니다.

예를 들어

[M+H]+
[M+Na]+

precursor를 각각 fragmentation하면 유사한 fragment ion pattern이 나타나는 경우가 많습니다.

특히 소분자 분석에서는 다음 패턴이 자주 관찰됩니다.

[M+Na]+ → neutral loss → fragment ions

fragment ion의 질량 차이를 비교하면 동일한 구조에서 유래한 이온인지 확인할 수 있습니다.


Step 5 — Adduct Pair 패턴 찾기

LC-MS 데이터에서는 특정 adduct 조합이 자주 함께 나타납니다.

대표적인 예는 다음과 같습니다.

Adduct pairMass difference
[M+H]⁺ / [M+Na]⁺21.9819
[M+H]⁺ / [M+K]⁺37.9559
[M+Na]⁺ / [M+K]⁺15.9740

따라서 데이터에서 이러한 질량 차이가 반복적으로 나타나면 adduct 패턴을 쉽게 확인할 수 있습니다.


Practical Example

예를 들어 LC-MS 스펙트럼에서 다음 피크가 동시에 관찰된다고 가정합니다.

m/zPossible ion
195.123[M+H]⁺
217.105[M+Na]⁺

두 피크의 차이는

21.982 Da

이며 이는 sodium adduct 질량 차이와 일치합니다.

따라서 이 두 피크는 동일한 화합물에서 생성된 protonated ion과 sodium adduct일 가능성이 높습니다.


Common Sources of Adduct Ions

Adduct 형성은 주로 다음 환경에서 발생합니다.

SourceIon
solventH⁺
buffer saltsNH₄⁺
glasswareNa⁺
contaminationK⁺

특히 sodium contamination은 LC-MS에서 매우 흔하게 나타납니다.


Practical Tips

LC-MS 데이터에서 adduct를 식별할 때 다음 접근 방법이 유용합니다.

  1. characteristic mass difference 확인

  2. 동일한 retention time 확인

  3. isotope pattern 비교

  4. MS/MS fragmentation 확인

이러한 단계를 사용하면 동일한 화합물에서 생성된 여러 adduct를 효율적으로 식별할 수 있습니다.


LC-MS 데이터 해석에서 adduct identification은 매우 중요한 과정입니다.

다음 특징을 이용하면 adduct 관계를 쉽게 확인할 수 있습니다.

  • characteristic mass difference

  • 동일한 retention time

  • 유사한 isotope pattern

  • 유사한 fragmentation pattern

이러한 정보를 종합하면 LC-MS 스펙트럼에서 동일한 화합물의 여러 adduct 이온을 정확하게 식별할 수 있습니다.

(Example spectra and simulations were generated using Willy's LCMS software.)

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