PEG Contamination in LC-MS — 44 Da 반복 패턴으로 쉽게 알아보는 방법

LC-MS 분석을 수행하다 보면 샘플과 무관한 background peak가 반복적으로 나타나는 경우가 있습니다.

이러한 피크의 상당수는 실험 환경에서 유입되는 contamination 때문입니다.

특히 가장 흔하게 발견되는 contamination 중 하나가 PEG (Polyethylene Glycol) 입니다.

PEG contamination은 다음과 같은 환경에서 자주 발생합니다.

PEG contamination의 가장 큰 특징은 특정 질량 간격을 가지는 반복적인 피크 패턴입니다.

이 글에서는 LC-MS 데이터에서 PEG contamination을 빠르게 식별하는 방법을 설명합니다.

PEG polymer는 다음과 같은 반복 단위를 가지고 있습니다.


–CH2–CH2–O–

이 반복 단위의 질량은 다음과 같습니다.


44.026 Da

따라서 PEG contamination이 존재하면 LC-MS spectrum에서 다음과 같은 특징이 나타납니다.

예시 peak pattern


m/z 221
m/z 265
m/z 309
m/z 353
m/z 397
m/z 441

이러한 44 Da 간격 반복 패턴은 PEG contamination의 매우 강력한 진단 특징입니다.

* 데이터와 차트는 Willy's LCMS 로 생성하였습니다.

PEG는 여러 adduct 형태로 이온화됩니다.

가장 흔한 adduct는 다음과 같습니다.

Adduct	특징
[M+H]+	가장 기본적인 protonated ion
[M+Na]+	PEG에서 매우 흔함
[M+K]+	sodium contamination이 많은 환경에서 발생

특히 PEG contamination에서는 [M+Na]+ peak가 강하게 나타나는 경우가 많습니다.

다음과 같은 상황에서는 PEG contamination 가능성을 먼저 고려해야 합니다.


blank injection에서도 동일 peak 존재
44 Da 간격 peak series
retention time이 넓게 분포
sample과 무관한 반복 패턴

특히 untargeted metabolomics 또는 proteomics 분석에서는 PEG contamination이 실제 metabolite나 peptide로 오인될 수 있습니다.

PEG contamination은 다양한 실험 환경에서 발생할 수 있습니다.

대표적인 원인은 다음과 같습니다.

많은 플라스틱 제품에는 polymer additive가 포함되어 있습니다.

예

PEG 기반 detergent는 LC-MS 분석에서 강한 contamination을 유발할 수 있습니다.

일부 reagent에는 trace 수준의 polymer impurity가 존재합니다.

PEG contamination을 줄이기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.


LC-MS grade solvent 사용
plasticware 대신 glass vial 사용
detergent 사용 최소화
blank run으로 contamination 확인

또한 LC-MS 시스템을 주기적으로 세척하는 것도 중요합니다.

PEG contamination과 실제 화합물의 구분

PEG contamination은 다음 특징으로 실제 화합물과 구분할 수 있습니다.

이러한 특징을 확인하면 contamination을 빠르게 식별할 수 있습니다.

PEG contamination은 mass spacing 패턴 분석을 통해 쉽게 확인할 수 있습니다.

제가 개발 중인 Willy's LCMS 프로그램에서는 다음 기능을 통해 이러한 패턴을 분석할 수 있습니다.

이러한 기능을 이용하면 contamination peak와 실제 분석 대상 화합물을 구분하는 데 도움을 받을 수 있습니다.