Siloxane Contamination in LC-MS — 공기와 시스템에서 발생하는 Background Peaks

LC-MS 분석에서 예상하지 못한 background peak가 나타나는 또 다른 흔한 원인은 siloxane contamination입니다.

Siloxane은 silicon-oxygen 결합을 가지는 화합물로 다음과 같은 곳에서 유입될 수 있습니다.

특히 siloxane contamination은 GC-MS뿐 아니라 LC-MS에서도 background peak로 자주 관찰됩니다.

Siloxane이란 무엇인가

Siloxane은 다음과 같은 반복 구조를 가진 화합물입니다.


–Si–O–Si–

이 구조는 silicone polymer의 기본 골격이며 다양한 산업 제품에 사용됩니다.

대표적인 예

Compound	특징
Hexamethylcyclotrisiloxane	D3
Octamethylcyclotetrasiloxane	D4
Decamethylcyclopentasiloxane	D5

이러한 화합물은 실험 환경에서 쉽게 LC-MS 시스템으로 유입될 수 있습니다.

Siloxane contamination은 다음 특징을 보입니다.


특정 mass cluster
silicon-containing fragment
system background peak

또한 blank injection에서도 동일 peak가 나타나는 경우가 많습니다.

대표 m/z	설명 및 특징
223.06	[D_3 + H]^+ (Hexamethylcyclotrisiloxane)
297.08	[D_4 + H]^+ (Octamethylcyclotetrasiloxane)
371.10	[D_5 + H]^+ (Decamethylcyclopentasiloxane) → 실무에서 가장 빈번하게 관찰됨!
445.12	[D_6 + H]^+ (Dodecamethylcyclohexasiloxane)
519.14	[D_7 + H]^+ (Tetradecamethylcycloheptasiloxane)

실록세인 오염 지표로는 흔히 GC-MS (Electron Ionization, EI mode) 조건에서 $m / z$ 73, 147, 207 같은 조각 이온(Fragment)이 언급됩니다.
그러나 LC-MS에서는 이온화 에너지가 부드러워 분자 결합이 유지된 채로 관찰되어, 위에 표기한 것처럼 약 $74$ Da 간격의 반복 패턴을 보입니다.
따라서 LC-MS 데이터 해석 시 GC-MS의 조각 이온과 혼동하지 않도록 유의해야 합니다.

Siloxane contamination은 다양한 경로로 LC-MS 시스템에 유입됩니다.

column septa material에서 siloxane이 방출될 수 있습니다.

LC 시스템의 sealing material에서도 siloxane contamination이 발생할 수 있습니다.

siloxane은 공기 중에도 존재하며 sample preparation 과정에서 유입될 수 있습니다.

pump seal material에서도 trace 수준의 siloxane이 검출될 수 있습니다.

다음 방법을 통해 contamination 여부를 판단할 수 있습니다.

blank run에서도 동일 peak가 나타나는지 확인합니다.

siloxane contamination은 특정 fragment cluster를 보입니다.

siloxane peak는 종종 retention time 전반에 걸쳐 나타납니다.

다음 방법을 통해 contamination을 줄일 수 있습니다.


high purity solvent 사용
system cleaning
column septa 교체
seal material 점검

또한 LC-MS 시스템을 주기적으로 유지보수하는 것이 중요합니다.