Gas Chromatography-Mass分光測定（GC-MS）は、揮発性および半球の化合物を分析するために広く使用されている強力な分析手法です。ただし、誘導体化を含むさまざまな方法を介して、不揮発性化合物を分析するためにも使用できます。この記事では、GC-MSによって分析された不揮発性化合物の種類、それらの重要性、およびそれらを検出するために使用される方法について説明します。
LC-MSとGC-MSの違いについてもっと知りたいので、この記事を確認してください。LC-MSとGC-MSの違いは何ですか？
不揮発性化合物は、室温で簡単に蒸発しない物質です。それらは一般に高分子量と極性であるため、変更なしでGC-MSによる直接分析には適していません。一般的な例は次のとおりです。
ポリマーと添加物：プラスチックと包装材料で使用される物質。
生体分子：アミノ酸、タンパク質、特定の脂質など。
Pharmaceuticals：アクティブな医薬品成分（API）とその代謝産物。
環境汚染物質：持続性の有機汚染物質（POP）および重金属。
GC-MSを使用して非揮発性化合物を分析するには、誘導体化がしばしば必要です。このプロセスでは、化合物を化学的に変更して、その揮発性または安定性を高めます。一般的な誘導体化方法は次のとおりです。
シラン化：官能基の活性水素原子をシリコン基（たとえば、トリメチルシリル）に置き換えます。この方法は、アルコール、アミン、カルボン酸に効果的です。
アシル化：この方法は、揮発性を高めるためにアシル基を導入し、一般的に脂肪酸とアミノ酸に使用されます。
メチル化：この技術は、化合物にメチル基を追加して、揮発性と検出可能性を高めます。
これらの誘導体化技術は、不揮発性化合物をGC-MSによって効果的に分析できる形式に変換できます。
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GC-MSは、環境機関によってリストされた非揮発性有機危険物質を分析するために広く使用されています。たとえば、米国環境保護庁（EPA）は、次のような優先汚染物質を分析する方法を提案しています。
ポリ塩化ビフェニル（PCB）：環境の持続性で知られる工業化学物質。
農薬：土壌と水を汚染する農業慣行からの残留物。
これらの化合物の検出限界は通常1〜28 ppbであり、固相微小抽出（SPME）などの適切な抽出技術と組み合わせると、GC-MSの高感度を示します。
食品の安全性の分野では、GC-MSを使用して、包装材料から食品に移動する可能性のある不揮発性汚染物質を特定します。これらの汚染物質には次のものが含まれます。
可塑剤：柔軟性を高めるためにプラスチックに化学物質が追加されました。例には、フタル酸エステルが含まれます。
添加物：たとえば、食物に浸出する可能性のある抗酸化物質または防腐剤。
これらの化合物を分析する能力は、消費者の安全性と規制基準へのコンプライアンスを確保するために重要です。
医薬品分析では、多くの場合、非揮発性の医薬品成分とその代謝産物の識別が必要です。例は次のとおりです。
アクティブな医薬品成分（API）：治療効果の原因となる主要な成分。
代謝産物：生物系内の薬物の代謝中に形成された製品。
GC-MSは、これらの化合物の詳細な分析を可能にし、薬物動態研究と薬物製剤の開発を支援します。
メタボロミクスでは、GC-MSを使用して、尿や血液などの複雑な生物学的サンプルの不揮発性代謝物を分析します。一般に分析された化合物には以下が含まれます。
アミノ酸：栄養状態または代謝障害を示すことができるタンパク質のビルディングブロック。
有機酸：さまざまな生化学経路に関与する代謝物。
このアプリケーションは、健康と病気の文脈で代謝署名を理解するために重要です。
サンプル準備
GC-MSを使用して非揮発性化合物を分析する場合、効果的なサンプル調製が不可欠です。テクニックには次のことが含まれる場合があります。
液液抽出（LLE）：分析物を水性マトリックスと分離します。
固相抽出（SPE）：分析前の複雑な混合物から分析物を濃縮します。
典型的なGC-MSセットアップには以下が含まれます。
ガスクロマトグラフ：静止したガスフェーズとモバイルガスフェーズ間の分割に基づいて、揮発性成分を分離します。
質量分析計：質量対電荷比（m \ / z）に基づいて化合物を識別し、構造情報を提供します。
質量スペクトルが取得されると、データ分析では、質量スペクトルを既知のライブラリまたはデータベースと比較して、化合物を正確に識別します。高度なソフトウェアツールは、この比較を促進し、それにより識別を強化します。
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ガスクロマトグラフィマス分光測定は、環境科学、食品安全、医薬品、メタボロミクスなどのさまざまな分野での不揮発性化合物の検出のための分析化学の重要な技術です。これらの化合物の直接的な分析は、それらの固有の特性のために困難ですが、誘導体化技術はGC-MSアプリケーションの範囲を大幅に拡大しました。分析方法が進化し続けるにつれて、GC-MSは、科学研究の進歩を促進しながら、業界全体の安全性とコンプライアンスを確保する上でますます重要な役割を果たす可能性があります。
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