Laboratory standard
Laboratory standard
⚝ Mass Spectrometer (MS) - 질량분석
무엇을 하나요?
시료를 이온으로 만들고 → 질량-전하비(m/z)에 따라 분리 → 스펙트럼으로 보여 줍니다.
무엇을 알 수 있나요?
분자량, 분자식(고해상도 시 HRMS), 단편화(파편) 패턴 → 구조 단서, 불순물/미량 성분까지.
어떻게 동작하나요? (3단계)
이온화: 분자에 전하를 붙여 이온으로 만듭니다.
분리: 사중극자/TOF/Orbitrap 등 분석기가 m/z에 따라 이온을 분리합니다.
검출/스펙트럼: 막대 그래프(스펙트럼)에 봉우리(피크)로 표시 → 가장 높은 봉우리는 base peak, 가장 큰 m/z는 분자 이온(또는 아다트, [M+H]+ 등) 힌트.
주요 이온화 방식 – 언제 무엇을 쓰나?
EI (Electron Ionization): 고에너지 전자로 깨뜨림 → 단편화 정보 풍부.
용도: GC로 분리 가능한 휘발성·열안정 시료.
ESI (Electrospray Ionization): 액상에서 부드럽게 전하를 부여 → 큰 분자/열에 약한 물질에 유리.
용도: LC-MS(의약품, 펩타이드, 극성 화합물).
APCI (Atmospheric-Pressure Chemical Ionization): 휘발성/중간 극성 화합물에 강함.
용도: LC-MS에서 ESI로 안 잡히는 시료.
MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization): 레이저로 부드럽게 탈착.
용도: 고분자, 단백질, 폴리머 등.
팁: “GC로 갈 수 있으면 EI-MS, 액체 이동상이라면 ESI/APCI-MS”가 초간단 선택 규칙입니다.
단일 MS vs. MS/MS(탠덤 MS)
Single MS: 분자량·주요 단편 피크로 빠른 동정.
MS/MS: ① 전구체 이온(precursor) 선택 → ② 충돌로 파편화(product ions) → ③ 구조 단서 극대화.
장점: 복잡한 혼합물에서도 선택성/감도↑, 동족체/동위원소 구분에 유리.
LC-MS/MS vs GC-MS/MS (언제 쓸까?)
LC-MS/MS: 극성·열에 약한 의약품, 대사체, 펩타이드 → 시료 준비 간단, 정량에 강함(피코~나노그램).
GC-MS/MS: 휘발성/반휘발성 환경시료, 잔류용매/농약 등 → 라이브러리 매칭(EI 스펙트럼)로 신속 동정.
결과로 얻는 것들
분자량 & 분자식: HRMS(고해상도)로 정밀 질량 → 원소 조성 후보 산출.
단편화 규칙: 어떤 결합이 끊겼는지 → 구조 퍼즐 맞추기.
정량: 내부표준 사용 시 넓은 동적 범위로 신뢰도 높은 정량.
불순물 스크리닝: ppm~ppb 수준 미량 성분까지 탐지.
MS · NMR · IR은 왜 “함께” 보나요?
MS: “무게(분자량/분자식)”와 “부서지는 방식(단편화)”
NMR: “각 원자 그룹의 배치/이웃관계” (구조 확정의 왕도)
IR(FT-IR): “작용기 존재 유무” (C=O, O-H, N-H 등) → 셋을 합치면: 빠르게 후보를 좁히고 구조를 확정할 수 있습니다.
샘플 안내
농도: LC-MS/MS 기준 수 ng/mL ~ μg/mL 권장(매트릭스에 따라 조정).
용매: LC-MS는 보통 물/아세토니트릴(0.1% 포름산) 계열, GC-MS는 헥산/디클로로메탄 등 휘발성.
주의: 소듐/염 과다, 비휘발성 버퍼(인산염 등)는 이온화 방해 → 희석/교체 권장.
용어 한 줄 사전
m/z: 질량-전하비(전하가 2+면 같은 질량도 m/z가 절반).
Base peak: 스펙트럼에서 가장 높은 피크(상대강도 100%).
Precursor/Product ion: MS/MS에서 선택된 이온/그 이온이 깨진 파편.
Isotopic pattern: 동위원소(¹³C, ³⁷Cl 등)로 생기는 쌍/무늬.
FAQ
Q1. 분자식까지 꼭 나오나요? → HRMS면 정밀 질량으로 분자식 후보를 좁힙니다. 이성질체는 MS/MS + NMR/IR로 확정.
Q2. 아주 복잡한 혼합물도 되나요? → 네, LC-MS/MS·GC-MS/MS는 전구체 선택 + 파편화로 복잡한 매트릭스에서도 신뢰도 높은 동정/정량이 가능합니다.
Q3. 감도는 어느 정도인가요? → 장비·방법에 따라 다르지만 ppb~ppt 수준도 가능합니다(맞춤 메서드 필요).
서비스/장비
정성/정량 패키지: LC-MS/MS(ESI/APCI), GC-MS/MS(EI/CI), HRMS(Orbitrap/TOF)
구조확인 패키지: MS/MS + NMR + IR 통합 리포트 제공
“MS는 분자량과 단편화, NMR은 배치, IR은 작용기—셋을 묶으면 구조가 보입니다.”