Solvent Contamination in LC-MS — Mobile Phase에서 발생하는 Background Peaks
LC-MS 분석에서는 대부분의 시료가 mobile phase와 함께 ion source로 들어가기 때문에, solvent purity는 데이터 품질에 매우 큰 영향을 미칩니다.
특히 다음과 같은 경우 solvent contamination이 발생할 수 있습니다.
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낮은 purity의 solvent 사용
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solvent bottle contamination
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오래된 mobile phase
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microbial growth
이 글에서는 LC-MS 데이터에서 solvent contamination을 식별하는 방법과 주요 원인을 설명합니다.
LC-MS에서 solvent contamination이 발생하는 이유
LC-MS 분석에서는 sample보다 mobile phase의 양이 훨씬 많습니다.
예를 들어
sample injection : 수 µL
mobile phase flow : 수백 µL/min
따라서 solvent에 trace 수준의 impurity가 존재하더라도 LC-MS spectrum에서는 쉽게 검출될 수 있습니다.
즉, 시료에 비해 이동상의 양이 압도적으로 많기 때문에, 용매에 단 1 ppb 수준의 극미량(Trace level) 불순물만 섞여 있어도 고감도(High sensitivity) LC-MS 장비에서는 거대한 백그라운드 피크로 둔갑하여 검출될 수 있습니다.
특히 high sensitivity LC-MS 장비에서는 극히 미량의 impurity도 background peak로 나타날 수 있습니다.
LC-MS에서 흔한 solvent related background peak
Solvent contamination은 특정 m/z 영역에서 자주 나타납니다.
대표적인 예는 다음과 같습니다.
| m/z | 원인 |
|---|---|
| 59 | acetone contamination |
| 83 | solvent impurity |
| 91 | aromatic solvent fragment |
| 121 | solvent additive |
이러한 peak는 종종 blank injection에서도 동일하게 관찰됩니다.
Mobile phase contamination의 주요 원인
Solvent contamination은 여러 가지 원인으로 발생할 수 있습니다.
1. 낮은 purity solvent 사용
LC-MS 분석에서는 반드시 LC-MS grade solvent를 사용하는 것이 중요합니다.
일반 HPLC grade solvent에는 trace impurity가 포함될 수 있습니다.
2. 오래된 mobile phase
Mobile phase를 오래 보관하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
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impurity 축적
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solvent degradation
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microbial contamination
3. solvent bottle contamination
Solvent bottle이 실험 환경에 노출되면 다음과 같은 contamination이 발생할 수 있습니다.
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laboratory air contamination
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dust
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plastic additive
4. microbial contamination
Water 기반 mobile phase에서는 microbial growth가 발생할 수 있습니다.
이 경우 unexpected background peak가 나타날 수 있습니다.
LC-MS 데이터에서 solvent contamination을 확인하는 방법
Solvent contamination 여부는 다음 방법으로 확인할 수 있습니다.
Blank injection
Blank injection에서 동일한 peak가 나타나는지 확인합니다.
Retention time 확인
Solvent contamination peak는 종종 retention time 전반에 걸쳐 나타납니다.
solvent 교체 테스트
Mobile phase를 새로 준비하여 동일 분석을 수행하면 contamination 여부를 확인할 수 있습니다.
Solvent contamination을 줄이는 방법
다음 방법을 통해 solvent contamination을 줄일 수 있습니다.
LC-MS grade solvent 사용
mobile phase 신선하게 준비
solvent bottle 정기 세척
water filtration 사용
blank run으로 contamination 확인
또한 mobile phase를 장기간 보관하지 않는 것이 중요합니다.
Solvent contamination과 Sample contamination 비교
| 특징 | Solvent contamination | Sample contamination |
|---|---|---|
| blank injection | 동일 peak 존재 | 없음 |
| retention time | 넓게 분포 | 특정 peak |
| intensity | 비교적 일정 | sample 의존 |
이러한 특징을 확인하면 contamination 원인을 빠르게 판단할 수 있습니다.
LC-MS 분석에서 백그라운드 노이즈를 제어하는 것은 양질의 정성/정량 데이터를 얻기 위한 가장 기본이자 핵심입니다.
