(EE01) LC-DAD-MS/MS hardware manual - European ...

58
______________________________________________________________________________________________________ This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein. (EE01) LC-DAD-MS/MS hardware manual Lab exercise: Qualitative analysis using LC-DAD-MS/MS Course: Isolation and characterization of natural products Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

Transcript of (EE01) LC-DAD-MS/MS hardware manual - European ...

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE01) LC-DAD-MS/MS hardware manual

Lab exercise: Qualitative analysis using LC-DAD-MS/MS

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE01) Uputstvo za LC-DAD-MS/MS

instrument

Vežba: Kvalitativna LC-DAD-MS/MS analiza

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

00:00 Flowpath check 

Before starting with LC‐DAD‐MS‐MS analysis, several  routine maintenance operations and checks need to be performed. 

First,  we  need  to  check  the  entire  flowpath  through  the system.  Namely,  every  capillary  in  the  system  can  be disconnected  and  reconnected  in  different ways  for  various purposes  (e.g. maintenance, adaptation  for  specific analysis, testing etc.) so we need to check whether the configuration is appropriate  for  our  needs.  In  this  case  the  mobile  phase components flow from the reservoirs, through degasser, into the pump heads, through pressure dampers, mixer, pressure sensor,  into  the  purge  valve,  to  automated  liquid  sampler injector  hex  valve,  to  left  heat  exchanger,  through  in‐line filter, through the column, to post‐column heat exchanger, to DAD flow cell, and then into MS diverter valve. 

Additionally,  if  needed,  we  can  check  whether  all  the connections  are  tightened  sufficiently,  otherwise  we  could have some leaks. 

We can also check whether reservoirs for waste from LC and MS are empty, in order to prevent spilling. 

Finally, we can also check the column. The column is the one we  need  for  our  analysis.  It  is mounted  the  right way  –  it follows the flowpath. With new columns it is not an issue, but with old‐fashioned columns, they should never be mounted in reverse, since the entrance frit is not dense enough to retain the stationary phase particles. 

00:00 Provera toka mobilne faze 

Pre  nego  što  se  započne  sa  LC‐DAD‐MS‐MS  analizom, neophodno je obaviti niz pripremnih operacija i provera. 

Kao prvo, neophodno  je proveriti  ceo  tok mobilne  faze kroz sistem. Naime, svaka kapilara u sistemu može se prespojiti na različite  načine  (za  potrebe  održavanja,  prilagođavanja potrebama  specifičnih  analiza,  dijagnostike  i  sl.)  te  se mora proveriti  da  li  je  trenutna  konfiguracija  adekvatna  za  naše potrebe. U našem slučaju, komponente mobilne  faze  teku  iz rezervoara,  kroz  degazer,  u  glave  pumpe,  kroz  prigušnice, mešač,  senzor  pritiska,  ventil  za  ispiranje,  do  šestokrakog ventila  autosemplera,  u  levi  izmenjivač  toplote,  kroz pretkolonski  filter,  kolonu,  postkolonski  izmenjivač  toplote, DAD  protočnu  ćeliju  i  u  prespojni  ventil  masenog spektrometra. 

Dodatno, ako  je potrebno, može se proveriti da  li svi spojevi dobro zaptivaju – u protivnom, može doći do curenja. 

Mogu se proveriti i po potrebi isprazniti rezervoari za otpad iz LC i MS, da bi se izbeglo prelivanje. 

Na kraju, možemo proveriti  i kolonu. Kolona na  instrumentu jeste  ona  koja  nam  je  potrebna  za  analizu.  Postavljena  je  u pravom smeru – strelica prati tok mobilne faze. Dok kod novih kolona  to  nije  bitno,  stari  modeli  se  ne  smeju  obrnuto montirati, jer je ulazna frita nedovoljno gusta da zadrži čestice stacionarne faze. 

02:42 MS support devices check 

In  the case of LC‐MS analysis, we  should also check  support devices.  

First,  air  compressor  and  nitrogen  generator  –  for  start,  it should be on.  In  this  case, we  can  see  that  "high duty" and "service"  indicators  are  lit,  meaning  very  soon  do  a professional  maintenance  needs  to  be  performed.  The pressure is still OK. 

Next, the rough pump works, but there  is a  lot of oil  in mist trap. We should transfer it back to the pump body by opening a gas balast valve. Vacuum will now drain the oil back into the pump. When the oil is drained, we should close the gas balast valve – we should never  leave  it opened. If the  instrument  is shut down, and then powered on with the opened gas balast valve, there is a certain risk that the oil will be drawn into the MS, contaminating it catastrophically. 

The final thing we should check is level of oil in the pump. So, the level is quite low, maybe ~1 cm above the minimum level, so we should refill the pump soon.  

02:42 Provera pomoćnih uređaja 

U  slučaju  LC‐MS  analize,  trebalo  bi  proveriti  i  pomoćne uređaje.  

Kao  prvo,  kompresor  sa  azot‐generatorom  treba  da  bude uključen.  U  našem  slučaju, može  se  zapaziti  da  su  lampice "high duty" i "service" upaljene, što znači da bi uskoro trebalo izvršiti  profesionalno  održavanje  uređaja,  ali  je  u  ovom trenutku pritisak još uvek zadovoljavajući. 

Dalje,  gruba  pumpa  radi,  ali  se  zapaža  dosta  ulja  u  hvataču magle,  te bi ga  trebalo vratiti u  telo pumpe otvaranjem gas balast  ventila.  Vakuum  će  ulje  iz  hvatača  povući  u  pumpu. Kada  je  proces  gotov,  ventil  treba  zatvoriti  –  nikada  ga  ne ostavljati otvorenog. Naime, ako se instrument isključi i zatim ponovo  uključi  uz  otvoren  gas  balast  ventil, može  doći  do povlačenja  ulja  u  MS,  što  bi  rezultovalo  katastrofalnom kontaminacijom. 

Na kraju, treba proveriti  i nivo ulja u gruboj pumpi. U našem slučaju, nivo je prilično nizak, oko 1 cm iznad minimuma, te bi pumpu uskoro trebalo dopuniti. 

04:12 Software start & computer check 

We start  the  Instrument Control software. Of course, all  the LC  modules  should  have  been  physically  turned  on  and allowed  to  perform  a  self‐test  prior  to  this. Otherwise,  the software will just block. 

The  modules  are  networked,  and  need  to  report  to  their server  (in  our  case,  DAD),  and  than  DAD  reports  to  the software. Network problems can, of course, occur, but in this case, all the modules have reported to the software, none  is missing and we don't have any error reports. If some module 

04:12 Pokretanje softvera i provera računara

Pokrećemo  Instrument  Control  softver.  Prethodno,  svi  LC moduli moraju biti  fizički uključeni  i mora  im  se dozvoliti da izvrše samotestiranje. U protivnom, softver će blokirati. 

Moduli su umreženi i moraju se javiti svom serveru (u našem slučaju, DAD),  koji  se dalje  javlja  softveru. Pritom,  kao  i  kod svake mreže, može doći do problema u komunikaciji. U našem slučaju, svi moduli su se uredno prijavili softveru, nijedan ne nedostaje i nema nikakvih poruka o greškama. Ako bi neki od modula  nedostajao  u  dijagramu  sistema,  ili  bi  sistem 

is missing from the system diagram or an error appeared, we would need to shut down the software, kill all of its processes, and then restart the module or the entire instrument. 

In  addition  to  software,  if we  have  numerous  samples, we should also check whether there is enough free space on hard drive.  Additionally,  the  hard  drive  should  be  defragmented often, because heavily fragmented drive slows down the data transfer which  can disrupt  the  communication between  the instrument  and  the  computer,  and  that  would  break  the analysis. 

prijavljivao  grešku,  morali  bismo  da  zatvorimo  softver, prekinemo  sve  njegove  pozadinske  procese  i  zatim restartujemo problematični modul ili ceo uređaj. 

Ukoliko se analizira veliki broj uzoraka, neophodno je proveriti da li je na hard‐disku raspoloživo dovoljno prostora. Dodatno, hard‐disk  treba  često  defragmentisati,  jer  fragmentacija usporava  transfer  podataka,  što  može  dovesti  do  prekida komunikacije između instrumenta i računara i prekida analize. 

05:39 Mobile phase preparation 

The  next  step  is  to  prepare  the mobile  phase  components. We  should  use  high  purity  solvents.  Components  prepared from  non‐HPLC  grade  chemicals  (including  ultrapure water) should  be  filtered  through  a  membrane  filter,  to  prevent flowpath blocking. Pay attention to use membrane filter that is  compatible  with  your  mobile  phase.  For  example, regenerated  cellulose  is  generally quite  stable, but  cellulose nitrate should not be used with alcohols, acetonitrile etc.  –  it will actually dissove! 

The next step is to de‐gass to mobile phase components. Even if there is a inline vacuum degasser in the HPLC system, this is recommendable, since solvents can sometimes dissolve  large amounts of air, that the degasser will not be able to remove, and which could form bubbles in the HPLC system. There are several degassing  techniques. We use  sonication  (treatment with  ultrasound);  it  is  not  very  efficient  method,  but  in combination with vacuum degasser it is sufficient. 

If  a  novel  mobile  phase  is  used  that  contains  inoganic additives  (e.g.  phosphate  buffer) we  should  always  check  if precipitation can occur upon mixing with organic phase  (e.g. methanol). We mix different ratios in a test tube and check if precipitate  is formed.  If so, the combination cannot be used. We may try to reduce buffer concentration or to change the organic phase. 

Also, we should make sure  that all  the components are  fully miscible.  So,  we  cannot  use  e.g.  water  and  halogenated solvent since they do not mix. 

An  additional  point:  for  aqueous mobile  phases,  it may  be good  to  use  amber  bottles  to  prevent  formation  of microorganisms.  It  can  also  be  beneficial  for mobile  phases containing labile components. 

05:39 Priprema mobilne faze 

Sledeći  korak  je priprema  komponenti mobilne  faze. Koriste se  rastvarači  visoke  čistoće.  Komponente  pripremljene  od hemikalija  koje  nisu  specifično  namenjene  za  HPLC, uključujući ultračistu  vodu,  treba procediti  kroz membranski filter  da  bi  se  sprečilo  začepljenje  sistema. Mora  se  obratiti pažnja da se koristi membranski filter koji  je kompatibilan sa datom mobilnom  fazom. Na primer, regenerisana celuloza  je generalno  prilično  otporna,  dok  se  nitrat  celuloze  ne  sme koristiti za alkohole, acetonitril itd. – doći će do rastvaranja. 

Naredni korak  je degaziranje komponenti mobilne  faze. Ovo se  preporučuje  čak  i  ako  HPLC  sistem  poseduje  vakuumski degazer,  jer rastvarači ponekad mogu sadržati velike količine rastvorenog vazduha koje degazer neće moći da ukloni, a što može  rezultovati  izdvajanjem  mehurića  u  sistemu.  Postoji nekoliko metoda  za degaziranje. U našem  slučaju,  koristimo tretman  ultrazvukom,  koji  nije  preterano  efikasan,  ali  je  u kombinaciji sa vakuum degazerom dovoljan. 

Ako se priprema nova (do sada netestirana) mobilna faza koja sadrži  neorganske  aditive  (npr.  fosfatni  pufer),  uvek  treba proveriti  da  li  pri  mešanju  sa  organskom  fazom  (npr. metanolom)  dolazi  do  taloženja.  U  epruvetama  se  mešaju komponente mobilne  faze  u  različitim  odnosima  i  posmatra da  li  dolazi  do  formiranja  taloga  (u  kom  slučaju  se  data kombinacija ne može  koristiti). Rešenje može biti  smanjenje koncentracije pufera ili promena organske komponente. 

Trebalo bi proveriti  i da  li  su  sve  komponente mobilne  faze potpuno mešljive.  Nije moguće  korišćenje  npr.  kombinacije vode i halogenovanog rastvarača, koji se ne mešaju. 

U slučaju vodene faze, može biti poželjno korišćenje boca od tamnog  stakla  kako  bi  se  usporio  razvoj  mikroorganizama. Ovakve  boce  poželjne  su  i  kod  mobilnih  faza  koje  sadrže nestabilne komponente. 

08:28 Pump priming 

Now,  we  can  place  our  mobile  phase  reservoirs  onto  the instrument.  But  first, we  should  flush  the  solvent  lines  and pumps with our mobile phase components. 

One extremely important note: if the solvent line is filled with organic  solvents  (e.g.  iPrOH),  and we want  to  use  a mobile phase  containing  some  inorganic  components  (e.g.  some buffer), we  should never directly  flush  the  solvent  line with the  buffer.  Buffer  will  precipitate  in  the  channels  and completely block the  flowpath.  Instead, we should  first  flush out  the  isopropanol  with  water,  and  only  then  flush  the channel with the buffer. 

If  we  transferred  the  solvent  line  directly  into  the  mobile 

08:28 Prajmovanje pumpe

Postavljamo  boce  sa mobilnom  fazom  na  instrument.  Prvo moramo  da  isperemo  kanale  i  pumpe  komponentama mobilne faze. 

Veoma  važna  napomena:  ako  je  kanal  ispunjen  organskim rastvaračem (npr. iPrOH), a želimo da koristimo mobilnu fazu koja  sadrži  neorganske  supstance  (npr.  pufer),  nikada  ne smemo da odmah  ispiramo  kanal  tom  fazom  jer  će doći do taloženja  pufera  u  kanalima  i  potpunog  začepljenja  toka. Umesto toga, prvo se  izopropanol  isteruje vodom  i tek zatim kanal ispira puferom. 

Ako  bismo  cevčicu  za  rastvarač  uronili  direktno  u  bocu  sa mobilnom  fazom,  kontaminirali  bismo  mobilnu  fazu 

phase  reservoir,  we  would  contaminate  it  with  previous solvent  (isopropanol).  Instead, we will  first  use  just  a  small amount (up to 50 mL) just to wash the frit and the channel. 

We open the purge valve (to bypass the column, so now our mobile  phase  goes  directly  to  the  waste),  and  we  set  the maximum flow (5 mL/min) and 100 % on one channel (A), and start the pump.  

For the entire time, we should monitor for gas bubbles in the visible parts of flowpath. In the end, we should not have any bubbles. We also need to check whether the pressure  in the system is OK. In our case, it is ~7 bar. If the pressure with the opened purge exceeds 10–20 bar,  it means  that purge valve frit is blocked and should be replaced before proceeding. 

... We can switch solvent B (methanol) to 100 %. We can also transfer  solvent  A  line  into  the main  reservoir. We  should avoid touching the tubing parts that will go  into the solvent, to  prevent  contamination.  The  intake  frit  should  reach  the bottom of the flask. 

If we suspect or we  if can see  that  there are bubbles  in  the system,  we  should  purge  it more.  Otherwise,  we  can  shut down  the pump, and close  the purge valve. Never close  the purge valve with the flow on, because the pressure will spike. 

We  inform  the  software  of  the  total  available  volume  of solvents (in our case, 120 mL of solvent A and 0.5 L of solvent B). This way, if the pump runs out of the solvent, it will know it beforehand and will stop the analysis. 

The adequate volume of mobile phase to be prepared should be  calculated  in  advance,  according  to  the  method  and number  of  samples  to  be  analyzed.  Of  course,  we  should increase it by a safety factor. 

prethodnim  rastvaračem  (izopropanolom).  Zbog  toga,  prvo malom  količinom  (do  50 mL) mobilne  faze  ispiramo  ulaznu fritu i početak cevčice. 

Otvaramo  ventil  za  ispiranje  (da  zaobiđemo  kolonu,  tako da mobilna  faza  odlazi  direktno  u  otpad),  postavljamo maksimalan protok (5 mL/min) i 100 % na jednom kanalu (A) i startujemo pumpu. 

Sve  vreme  kontrolišemo  javljaju  li  se  mehurići  u  vidljivim delovima  toka  (plastičnim  cevčicama). Do  kraja  ispiranja,  svi mehurići moraju biti uklonjeni. Takođe moramo da proverimo da  li  je pritisak u  sistemu prihvatljiv. U našem  slučaju  je  ~7 bar. Ukoliko  je pritisak uz otvoren  ventil  za  ispiranje prelazi 10–20 bar, frita ventila je začepljena i treba je zameniti. 

... Sada možemo da prebacimo kanal B  (metanol) na 100 %. Takođe,  možemo  prebaciti  i  cevčicu  kanala  A  u  bocu  sa mobilnom  fazom.  Pritom,  izbegavamo  dodirivanje  dela  cevi koji  se uranja u  rastvarač, da ne bi došlo do  kontaminacije. Ulazna frita treba da bude uronjena do dna boce. 

Ako  vidimo  (ili  pretpostavljamo  prisustvo)  mehurića  u sistemu,  nastavljamo  sa  ispiranjem  sistema.  U  protivnom, možemo ugasiti pumpu  i  zatvoriti  ventil  za  ispiranje  (nikada ne  zatvarati  ventil uz uključen protok,  jer  će doći do naglog skoka pritiska). 

Softver  obaveštavamo  o  ukupnoj  raspoloživoj  zapremini rastvarača  (u  našem  slučaju,120 mL  faze  A  i  0.5  L  faze  B). Zahvaljujući  tome, ako pumpa ostane bez rastvarača, softver će to blagovremeno znati i zaustaviti analizu. 

Količinu  mobilne  faze  koju  treba  pripremiti  izračunati unapred,  na  osnovu  metode  i  broja  uzoraka  koji  će  biti analizirani (naravno, povećati je za faktor sigurnosti). 

13:30 MS tuning 

Now  that  the  pumps  are  primed,  we  can  tune  the MS,  if needed. We have to turn on MS and allow it to stabilize. 

... Now  that  the MS  is  ready, we can perform  the  tune, e.g. checktune  in  negative mode. MS  will  draw  the  tuning mix from  the  appropriate  reservoar  and  calibrate  m/z  axis, sensitivities and some other critical parameters. 

... After the completed tuning, we can inspect the report, and compare it with the previous ones or check if all the required parameters are within the prescribed limits. This way, we can detect e.g. if we have a contamination or drop in sensitivity. 

13:30 Tjuniranje MS

Nakon  što  su  pumpe  prajmovane,  možemo  po  potrebi tjunirati MS. Pre  toga, neophodno  je uključiti MS  i pustiti ga da se stabilizuje. 

Kada  je  MS  spreman,  možemo  izvršiti  tjuniranje,  npr. Checktune  u  negativnom  modu.  MS  će  povući  smešu  za tjuniranje  iz  odgovarajućeg  rezervoara  i  kalibrisati m/z  osu, osetljivost i još neke kritične parametre. 

Kada je tjuniranje završeno, analiziramo izveštaj i poredimo ga sa prethodnim ili proveravamo da li su svi ključni parametri u preporučenim opsezima. Na ovaj način može  se detektovati npr. kontaminacija sistema ili pad osetljivosti. 

14:39 Instrument conditioning 

Now we  finally  enter  or  load  the method  to  be  used.  It  is advisable to go through all the parameters and inspect them – there  is always a  chance another user made  (on purpose or accidentaly) some changes. 

We  should now equilibrate  the  column. We will  turn all  the module on, and we will just let the starting mobile phase run through  it for a while (e.g. 20 column volumes, that  is about 15–20 min). During the equilibration, we should monitor the pressure  and  detector  signals.  The  pressure will  change,  as the  system  is  flushed with  the new  solvent  and  the  column equilibrated. Do not proceed with the analysis until pressure 

14:39 Kondicioniranje instrumenta 

Sada  konačno možemo  uneti  ili  učitati metodu  koja  će  biti korišćena.  Preporučljivo  je  uvek  pregledati  sve  parametre  – uvek postoji mogućnost da  je neki drugi korisnik,  slučajno  ili namerno, uneo izmene. 

Prvo  je  potrebno  kondicionirati  kolonu.  Uključujemo  sve module  i  puštamo  da  mobilna  faza  teče  kroz  sistem  neko vreme (npr. 20 zapremina kolone, što je u našem slučaju oko 15–20 min). U toku uravnotežavanja, pratimo pritisak  i signal sa  detektora.  Pritisak  će  se  menjati  kako  se  sistem  ispira novim rastvaračem i kolona uravnotežuje. Tek kada se pritisak i signal sa detektora stabilizuju može se započeti sa analizom. 

and detector signals are constant. 

The pressure can be very indicative – if it is unusually high, it indicates  flowpath blocking.  If  it  is  too  low,  there may be  a leak  in  the  system. We  should  also  check  for  the  pressure ripple. If  it  is high (e.g. 10–20 bar),  it  indicates there  is an air bubble  in  the pump, and  the pump should be purged again. Ripple of about 1–2 bar is normal, and corresponds to normal pump pistons movement. 

If using MS, we can also check for m/z assignation – it should not significantly deviate from integers (for low m/z, not more than  0.1–0.2  units with  low‐resolution  instruments  such  as quadrupole). If there is a significant deviation, we should tune the MS again. 

If the equilibrium is reached, we can balance(zero) the DAD. 

At this point, we should also inspect for leaks, and tighten any loose connections or even replace faulty fittings. 

Now the instrument is ready for analysis of samples. 

Pritisak  je  veoma  informativan  –  ako  je neuobičajeno  visok, ukazuje  na  začepljenje  toka.  Ako  je  prenizak, moguće  je  da postoji  curenje  u  sistemu.  Uvek  treba  prekontrolisati  i oscilacije  pritiska.  Ako  su  visoke  (10–20  bar),  to  ukazuje  na mehurić vazduha u pumpi i neophodno je ponovo prajmovati. Oscilacije  od  oko  1–2  bar  su  uobičajene  i  posledica  su normalnog kretanja klipova pumpe. 

Ukoliko  se  koristi MS, poželjno  je proveriti m/z  vrednosti  (u pozadinskom signalu/standardu/uzorku), koje kod LRMS  (kao što  je kvadrupol) pri niskim m/z ne bi smele da odstupaju od celobrojnih  vrednosti  za  više  od  0.1–0.2  jedinice.  Ako  je odstupanje značajno, ponovo tjunirati MS. 

Kada je postignuta ravnoteža, možemo nulirati DAD. 

U ovom trenutku, treba proveriti ima li curenja u sistemu i, po potrebi, dotegnuti spojeve ili zameniti neispravne fitinge. 

Instrument je sada spreman za analizu uzoraka. 

17:37 Sample loading 

We  should  have  our  samples  ready  by  now.  The  samples should be dissolved  in  the appropriate  solvent,  that ensures solubility,  is miscible with mobile phase components, and  (if 

we inject large volumes, more that 1–2 L), is not too strong. 

The samples should be placed  into autosampler vials. Before that,  they  should  be  mixed  well  and  filtered  through  the appropriate syringe filter. If the sample volume is too low, we should use vial  inserts, otherwise  the  liquid  level will be  too low and the sample will not be drawn during injection. 

The vials should be compatible with the autosampler, and the septa should be compatible with the sample. If the sample  is photosensitive, we should use amber vials and shut down the autosampler illumination.  

We  place  all  the  samples  into  the  autosampler  tray.  Each position is labelled – plate 1 vial A1, plate 1 vial A2 etc. 

If  using  volatile  solvents  and/or  long  sequences,  the autosampler should be cooled down (either using an internal thermostat or, if unavailable, by cooling the lab). 

17:37 Postavljanje uzoraka

U ovom trenutku, potrebni su nam pripremljeni uzorci. Uzorci moraju biti rastvoreni u pogodnom rastvaraču, koji osigurava rastvorljivost  svih  komponenti, mešljiv  je  sa  komponentama mobilne faze i (ukoliko se injektuju velike zapremine, iznad 1–

2 L) nije prejak eluens. 

Uzorci  se  smeštaju  u  autosemplerske  viale.  Prethodno, moraju  biti  dobro  izmešani  i  proceđeni  kroz  odgovarajući membranski filter. Ako  je zapremina uzorka premala, koristiti inserte  za  viale  – u protivnom, nivo  tečnosti biće prenizak  i prilikom injektovanja uzorak neće biti povučen u iglu. 

Viali  treba  da  po  dimenzijama  i  tipu  budu  kompatibilni  sa autosemplerom,  a  septa  treba  da  bude  kompatibilna  sa uzorkom  (rastvaračem).  Ako  je  uzorak  osetljiv  na  svetlost, koristiti  viale  od  tamnog  stakla  i  isključiti  unutrašnje osvetljenje autosemplera. 

Viale  postavljamo  u  stalak  autosemplera.  Svaka  pozicija  je numerisana: plate 1 vial A1, plate 1 vial A2... 

Ako  se  koriste  isparljivi  rastvarači  i/ili  duge  sekvence, autosempler  bi  trebalo  hladiti  (korišćenjem  internog termostata  ili, ako nije dostupan, hlađenjem  laboratorije) da bi se izbeglo isparavanje. 

19.33 Worklist preparation 

We  can  now  prepare  a  worklist.  We  configure  the  most important  parameters  (explained  in  EE02).  The  worklist should include all the relevant data on the samples. 

Do  not  forget  to  include  the  appropriate  blanks,  and  to prepare a vial with washing solvent (e.g. iPrOH), placed into a defined position . 

We  also  tend  to  include  a wash  solvent  and  a  conditioning sample into the worklist. We will include one wash before the worklist and one at  the end. Will will  inject one  real sample (conditioning  sample) before our main worklist. This  sample should saturate the most active sites on the stationary phases (the  acquired datafile will be deleted  afterwards). After  the sequence, we also like to include one injection of pure organic solvent using a method that pumps only the stong phase  (in 

19.33 Priprema sekvence

Sada  možemo  da  postavimo  sekvencu.  Podešavamo najvažnije  parametre  (objašnjeno  u  EE02).  U  sekvencu  bi trebalo uneti sve bitne podatke o uzorcima. 

Obavezno  uključiti  i  odgovarajuće  slepe  probe,  kao  i  vial  sa rastvaračem za pranje (npr.  iPrOH) postavljenim u definisanu poziciju. 

U našoj  laboratoriji, praktikujemo da u  sekvencu uključimo  i pranje  (rastvarač)  i  uzorak  za  kondicioniranje.  Jedno  pranje ubacujemo  na  početak  sekvence,  drugi  na  kraj.  Pre  glavne sekvence  injektujemo  i  jedan  realni  uzorak  (uzorak  za kondicioniranje). On  ima  funkciju da zasiti najaktivnija mesta na stacionarnoj fazi i odgovarajući fajl biće kasnije obrisan. Na kraju sekvence, praktikujemo da uključimo jedno injektovanje čistog  organskog  rastvarača  po  metodi  koja  podrazumeva 

this case, methanol) so as to completely wash the column and post‐column  sections  of  instrument,  and  to  fill  the  column with organic solvent so it will be ready for storage. 

The worklist should also  include safety measures – scripts to be  run  after  the  worklish  is  completed,  and  to  be  run  if something goes wrong (if the worklist is interrupted). In both cases, we will use SCP_InstrumentStandby script that will shut down the pumps, column heater, DAD lamps and MS N2 flow. 

If everything is in order, we start the worklist.  

During  the worklist run, we should monitor  the  instrument's behaviour  for  a  while.  For  example,  we  can  inspect  the pressure  changes  during  the  analysis.  We  expect  some defined  profile,  characteristic  for  water‐methanol  gradients (pressure will slowly rise as the methanol content reaches ~50 %, then rapidly decrease to low values due to low viscosity of pure  methanol,  then  spike  after  the  run,  since  starting composition  is pumped again,  than  re‐equilibrate  to  starting pressure during the post‐run), and if it was different, it would indicate something is wrong (e.g. problems with pumping). 

pumpanje samo jake faze (u ovom slučaju, metanola), čime se potpuno  pere  kolona  i  postkolonski  delovi  instrumenta,  a kolona  puni  organskim  rastvaračem  tako  da  je  spremna  za skladištenje. 

Sekvenca treba da sadrži  i sigurnosne mere – makroe koji se izvršavaju  nakon  što  je  sekvenca  završena  ili  ako  se  pojavi problem  (sekvenca  je prekinuta). U oba slučaja, mi koristimo SCP_InstrumentStandby makro  koji  će ugasiti pumpe,  grejač kolone, DAD lampe i tok azota u MS. 

Ako je sve u redu, pokrećemo sekvencu. 

U na početku  sekvence, pratimo ponašanje  instrumenta. Na primer, možemo kontrolisati promenu pritiska tokom analize. Pritisak prati određeni trend, karakterističan za voda‐metanol gradijent (pritisak će sporo rasti dok metanol ne dostigne ~50 %,  zatim brzo opadati do niskih  vrednosti  zahvaljujući niskoj viskoznosti čistog metanola, nakon analize naglo skočiti pošto se  ponovo  pumpa  početna mobilna  faza,  i  zatim  postepeno uravnotežiti  na  početnu  vrednost  tokom  post‐run‐a)  i eventualna odstupanja ukazuju na probleme  (npr. probleme sa pumpanjem). 

23:55 Post‐run maintenance 

After  the analysis  is  completed, we  should  flush  the column with  the  organic  solvent  (e.g. MeOH  or  ACN,  without  any additives),  to wash  it  from  all  the  sample  components  and prepare  it  for  storage.  If  buffers  were  used,  to  prevent precipitation,  first  we  should  purge  the  "aqueous"  channel with  water,  and  flush  the  column  with  aqueous‐organic mobile phase, and only then switch to pure organic phase. 

During the periods of inactivity, the "aqueous" channel should be  kept  filled  with  organic  solvents,  never  with  water, because  after  a  few  days  algae  growth may  occur  in water and the instrument will be contaminated. 

We  should  also wash  the  ion  source with  distilled water.  If solid deposits are formed, more aggresive treatments such as sonication or abrasive cleaning may be necessary. 

Now the system is ready for the next user. 

23:55 Završne operacije

Nakon  što  je  analiza  završena,  kolona  se  ispira  organskim rastvaračem (npr. MeOH ili ACN, bez aditiva) da bi se uklonile zaostale komponente uzorka i kolona pripremila za odlaganje. Ako  su  korišćeni  puferi,  da  bi  se  sprečilo  taloženje,  prvo  se "vodeni"  kanal  ispira  vodom,  zatim  kolona  ispira  vodeno‐organskom  mobilnom  fazom  i  tek  tada  prebacuje  na  čisto organsku fazu. 

Tokom perioda  inaktivnosti,  "vodeni" kanal  čuva  se  ispunjen organskim rastvaračem, nikada vodom, jer već nakon nekoliko dana  može  doći  do  rasta  algi  u  vodi  i  kontaminacije instrumenta. 

Jonski izvor takođe treba isprati destilovanom vodom. Ako su prisutne  čvrste  naslage,  mogu  biti  neophodni  agresivniji tretmani kao što je ultrazvuk ili struganje. 

Sistem je sada spreman za narednog korisnika. 

 

 

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE02) MassHunter InstrumentControl

manual

Lab exercise: Qualitative analysis using LC-DAD-MS/MS

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE02) Uputstvo za MassHunter

InstrumentControl

Vežba: Kvalitativna LC-DAD-MS/MS analiza

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

00:00 Introduction 

The  purpose  of  this  exercise  is  to  familiarize  student  with Agilent MassHunter Data Acquisition software, which  is used for controlling LC‐DAD‐MS/MS instrument. 

The  software window  consists of  several panes: main menu and  toolbar, system diagram  (instrument status),  instrument actuals,  real‐time  chromatogram  &  spectrum  plot,  method editor,  and  worklist  editor.  Depending  on  the  current activities,  these  panes  can  be  shown  or  hidden  using  the appropriate buttons, to reduce the clutter. 

00:00 Uvod

Cilj ove vežbe je da se student upozna sa Agilent MassHunter Data Acquisition softverom, koji se koristi za kontrolu LC‐DAD‐MS/MS instrumenta. 

Prozor softvera sastoji se od nekoliko panela: glavnog menija i palete sa alatkama, dijagrama sistema  (statusa  instrumenta), trenutnih  očitanja  sa  instrumenta,  prikaza  hromatograma  i spektara  u  realnom  vremenu,  editora  metoda  i  editora sekvenci. U zavisnosti od trenutnih aktivnosti, ovi paneli mogu se  prikazati  ili  sakriti  odgovarajućim  dugmićima,  kako  bi  se smanjila prenatrpanost interfejsa. 

00:47 Method setup – autosampler

Before  activating  the  modules,  we  need  to  set  up  their parameters.  All  analysis  parameters  are  saved  as  "method" files, and can be recalled at any time. 

The method is entered using the Method Editor pane. We will go through the most important parameters. 

Properties  tab allows  the user  to enter a description of  the method. 

ALS  tab allows  for setting of sample  injection parameters.  It consists of several sub‐tabs. 

In  ALS  Setup  tab,  we  can  define  injection  type  –  simple injection, advanced injector program, or injection with needle wash, that is the most commonly used. We can now enter the 

injection volume (in L). For example, we will enter 1 L. Note that,  in  every  field,  by  right‐clicking,  we  can  see  the  valid range. Additionally, by pressing  F1, we will  get  the help  for the current pane. 

We should also indicate the position of vial with solvent, that will  be  used  for  washing  the  outside  of  the  needle,  after drawing the sample but before  the injection. We typically use vial at position 1. Alternatively, we  can use  flush port –  the needle  will  be  washed  by  a  flow  of  solvent,  placed  into  a designated reservoir. 

In  ALS  Options  tab,  we  can  change  injection  speeds  (that should be reduced  if we have viscous samples). We can also offset the needle position for sample drawing, if we have very small  sample  volumes  or  want  to  sample  the  top  layer.  If Vial/well  bottom  sensing  option  is  checked,  the  needle will gently  feel  the  bottom  of  the  sample  vial,  then move  up  1 mm.  This  is  extremely  useful  if we  have  very  small  sample volumes. 

00:47 Postavka metode – autosempler 

Pre uključivanja modulâ, moramo podesiti njihove parametre. Svi parametri jedne analize čuvaju se kao "metode" i mogu se u bilo kom trenutku ponovo učitati. 

Metoda  se  unosi  korišćenjem  panela Method  Editor.  Sada ćemo proći kroz najvažnije parametre. 

Properties omogućava korisniku da unese opis metode. 

ALS  tab  omogućava  podešavanje  injekcionih  parametara,  i sastoji se od nekoliko kartica. 

U  ALS  Setup  kartici,  možemo  definisati  tip  injektovanja  – prosto injektovanje, napredni injektorski program, ili najčešće korišćeno injektovanje sa pranjem igle. Ovde je moguće uneti 

i injekcionu zapreminu (na primer, unosimo 1 L).  

Napomena: u svakom polju, desnim klikom može se prikazati prihvatljivi  opseg  vrednosti  datog  parametra.  Dodatno, pritiskom na F1, dobija se pomoć vezana za tekući panel.  

Moramo  navesti  i  poziciju  viala  sa  rastvaračem  koji  će  biti korišćena za pranje spoljašnjosti igle nakon uvlačenja uzorka a pre  injektovanja.  Tipično  koristimo  vial  u  poziciji  1. Alternativno, možemo koristiti flush port – igla se ispira tokom rastvarača iz posebnog rezervoara. 

U kartici ALS Options, možemo promeniti brzinu  injektovanja (treba  je  smanjiti  ako  su  uzorci  viskozni).  Možemo  takođe pomeriti  dubinu  uranjanja  igle  pri  uvlačenju  uzorka  ukoliko raspolažemo veoma malom zapreminom uzorka  ili želimo da uzorkujemo  samo  površinski  sloj.  Ako  je  uključena  opcija Vial/well  bottom  sensing,  igla  će  blago  opipati  dno  viala  i zatim  se  podići  za  1  mm.  Ovo  je  veoma  korisno  ako  se raspolaže veoma malom zapreminom uzorka. 

03:09 Method setup – pump 

Bin Pump tab is used to set mobile phase‐related parameters. It also contains several sub‐tabs. 

In Setup, we define starting flow (e.g. 1 mL/min) and starting mobile phase composition, e.g. 70 % A 30 % B. Additionally, we inform the software about the used solvents, so that it can take  their  compressibility  into  account when  pumping. We can also add some user comments on composition, e.g. acid concentration. Stop time defines the  interval after which the gradient will be ended (regardless of settings in the next tab). It is also used by detectors, to define when to stop recording the signal.  It  is usually defined by gradient duration, but can be shortened  if necessary (we will set e.g. 12 min). After the 

03:09 Postavka metode – pumpe 

Kartica Bin Pump služi za podešavanje parametara vezanih za mobilnu fazu i sadrži nekoliko kartica. 

U Setup, definišu se polazni protok (npr. 1 mL/min)  i početni  % A  i  sastav mobilne  faze,  npr.  70 % A  i  30 %  B. Dodatno, obaveštavamo  softver o korišćenim  rastvaračima,  tako da  je moguće pri pumpanju uzeti u obzir njihovu kompresibilnost. Moguće  je  dodati  i  komentare  vezane  za  sastav,  npr.  tip  i koncentraciju kiseline. Stop  time definiše period nakon koga će  gradijent  biti  prekinut,  bez  obzira  na  podešavanja  u sledećoj  kartici.  Ovaj  podatak  koriste  i  detektori,  kako  bi prekinuli  snimanje  signala.  Obično  se  definiše  na  osnovu trajanja gradijenta, ali se po potrebi može i smanjiti (mi ćemo 

gradient  is  completed,  the  solvent  ratio  resets  to  starting conditions,  and  system needs  to  re‐equilibrate.  Post  time  is used  to  define  this  re‐equilibration  period,  which  can  be calculated or estimated from experiments (in our case, it is 3 min). Max  pressure  limit  is  set  to  the  highest  pressure  the pump and column can withstand, according to manufacturer's specifications  (in  our  case,  it  is  600  bar).  If  the  pressure exceeds  this  value,  the  system  will  automatically  go  into shutdown to prevent damage. 

In  Timetable  tab,  we  define  the  gradient.  The  gradient  is entered in the form of timepoints – we define % of phase B at the  beginning  and  the  end  of  ramps.  E.g.  in  our  case,  the gradient will start from 30 % B, increase % B so that it reaches 70 %  in 6th minute of  analysis,  keep  increasing  it  so  that  it reaches 100 % at 12th minute, and keep it constant until 15th minute. 

In Options tab, we can say the software to take  into account solvents' compressibility when pumping. We can also ask it to record mobile  phase  composition,  flow  and  pressure  in  the datafile, alongside the chromatograms, which can be used for troubleshooting.  Finally,  we  can  define  maximum  flow gradient.  In our  case,  it  is 0.1 mL/min/min.  It means  that,  if we  set  1 mL/min  flow,  and  turn  the  pump  on,  it  will  not immediately start pumping at 1 mL/min (which would cause a pressure  spike,  and  could  potentially  disturb  the  stationary phase). Instead,  it will slowly, continuously  increase  it at rate of 0.1 mL/min each minute. So,  it will  take 10 min  to  reach the defined flow rate. 

ga podesiti na npr. 12 min).

Nakon što  je gradijent završen, odnos rastvarača vraća se na početni  sastav  i  sistemu  je  potrebno  vreme  za  ponovno uravnoteženje. Period uravnoteženja daje  se kao Post  time  i računa  ili  procenjuje  na  osnovu  eksperimenta  (u  našem slučaju,  iznosi  3  min).  Maksimalni  pritisak  definiše  se  kao najivši pritisak koji kolona  i pumpa mogu da podnesu, prema specifikacijama proizvođača  (u našem  slučaju, 600 bar). Ako pritisak premaši ovu vrednosti, sistem se automatski gasi da bi se sprečila oštećenja. 

U kartici Timetable, definišemo gradijent. Gradijent se unosi u vidu tačaka – definiše se % mobilne faze B na početku i kraju rampi. U našem slučaju, gradijent kreće od 30 % B, povećava % B  tako da dostigne 70 % u 6. minutu analize, nastavlja  sa povećanjem  tako da dostigne 100 % u 12. minutu,  i drži  ga konstantnim do 15. minuta. 

U  kartici Options, može  se  zadati  softveru  da  uzme  u  obzir kompresibilnost  rastvarača  prilikom  pumpanja. Može mu  se zadati  i da  zajedno  sa hromatogramom  čuva  zapis o  sastavu mobilne  faze,  protoku  i  pritisku  u  datafile,  za  potrebe dijagnostike.  Konačno,  možemo  definisati  i  maksimalni gradijent protoka. U našem slučaju, on je 0.1 mL/min/min. To znači  da,  ako  podesimo  protok  od  1  mL/min  i  uključimo pumpu, ona neće odmah početi da pumpa  sa  tim protokom (što  bi  rezultovalo  skokom  pritiska  i  moglo  bi  da  naruši stacionarnu  fazu).  Umesto  toga,  protok  će  postepeno  rasti brzinom od 0.1 mL/min svakog minuta, odn. biće potrebno 10 min da se postigne zadati protok. 

06:58 Method setup – column compartment 

Column tab allows for setting up the thermostats. In our case, the  left thermostat  is used for mobile phase pre‐heating and column heating, while the right one is used for thermostating the  column  effluent  to  the  same  temperature  as  DAD,  to prevent signal ripples. So, we set the left temperature to e.g. 50 °C, and the right one to "same as detector cell". 

06:58 Postavka metode – odeljak za kolonu 

Column kartica omogućava podešavanje termostatâ. U našem slučaju, levi termostat koristi se za predgrevanje mobilne faze i  zagrevanje  kolone,  dok  se  desni  koristi  za  termostatiranje efluensa  na  temperaturu DAD,  kako  bi  se  sprečile  oscilacije signala.  Zbog  toga,  temperaturu  levog  termostata podešavamo  na  npr.  50  °C  a  desnog  na  "same  as  detector cell". 

07:27 Method setup – DAD 

DAD‐SL tab is used to set up the diode‐array detector. 

In  the  Setup  tab,  we  can  define  up  to  8  signals  to  be monitored. These signals can later be opened in Data Analysis software as Signal A, Signal B etc. For each signal, we define wavelength and bandwidth. For example, 260/16 means  the absorbance  will  be  measured  in  252–268  nm  range. Additionally, we  can define  the  reference  signal wavelength and bandwidth.  It should be some wavelength our sample  is known not to absorb at, e.g. 550/100 nm.  

The  signal will  be  recorded  until  the  pump  stop  time.  Peak Width/Response  Time  is  related  to  time  constant,  used  for short‐term noise smoothing. It should be close to the width at half‐height of  the narrowest expected peak. We know,  from experience,  that our peaks are about 6  s at  the baseline,  so we could use 2 s or 4 s.  

In  addition  to  these discrete  signals, DAD  can  also  record  a continuous spectrum within a defined wavelength range, e.g. 200–600 nm with 2 nm steps.  

In Options, we can indicate the lamps needed for the analysis 

07:27 Postavka metode – DAD 

DAD‐SL kartica koristi se za podešavanje detektora sa nizom dioda. 

U  Setup  kartici, može  se  definisati  do  8  signala  koji  će  biti praćeni. Ove signale je kasnije moguće otvoriti u Data Analysis softveru kao Signal A, Signal B  itd. Za svaki signal, definiše se talasna  dužina  i  širina  trake. Na  primer,  260/16  znači  da  će apsorbancija  biti  merena  u  opsegu  252–268  nm.  Dodatno, može se definisati  i talasna dužina referentnog signala, što bi trebala  biti  talasna  dužina  na  kojoj  ispitivani  uzorak  ne apsorbuje, npr. 550/100 nm.  

Signal  će  se  snimati  do  Stop  time  definisanog  kod  pumpe. Parametar Peak Width/Response Time vezan je za vremensku konstantu korišćenu za glačanje kratkotrajnog šuma. Treba da bude  blizak  širini  na  poluvisini  najužeg  očekivanog  pika.  Iz iskustva znamo da naši pikovi  imaju širinu pri baznoj  liniji od oko 6 s, te treba da koristimo 2 s ili 4 s.  

Uz navedene diskretne signale, DAD može takođe da snima  i kontinualni  spektar  u  definisanom  opsegu  talasnih  dužina, npr. 200–600 nm u koracima od 2 nm. 

(that will  automatically  turn on when we  ask  the  system  to turn  on),  as  well  as  ask  the  system  to  autobalance  the detector prior to each run. 

U Options kartici mogu se zadati  lampe koje će biti potrebne za  analizu  i  koje  će  se  automatski  uključiti  kada  naredimo uključivanje  sistema,  kao  i  da  li  želimo  da  se  detektor automatski nulira pre svake analize. 

09:29 Method setup – MS 

MS QQQ tab is used to set up the MS parameters. 

The ion source to be used (in this case, ESI) is selected by Ion source drop menu. Time filtering  is equivalent to DAD's Peak Width. We can enter e.g. 3 s = 0.05 min. Time segments table is used for defining the MS experiments to be run and polarity (positive/negative  mode).  Additionally,  we  can  choose whether  the  effluent will  actually  be  transfered  to MS  –  to reduce contamination, we can divert  the effluent directly  to waste whenever no peaks of interest elute. We can also select whether signal should be saved into a file (note: MassHunter demands  at  least  some MS  signal  to  be  recorded  –  even  if only DAD  is  used,  at  least  one  segment with MS  has  to  be checked). 

If acquisition parameters (e.g. modes or scan types) are to be varied  throughout  the  run, additional  time  segments  should be  used.  They  can  be  added  by  right  clicking  and  selecting option Add Row. The first segment starts immediatelly, while for  the other  segments we need  to define  the  starting  time (e.g. starting from 5 min, go into negative mode). 

Source  panel    is  used  for  setting  ion  source  parameters  – drying  gas  temperature,  drying  gas  flow  (e.g.  10  L/min), nebulizer  pressure  (e.g.  50  psi)  and  capillary  voltage  (e.g.  4 kV).  These  values  are  selected  based  on mobile  phase  flow and  composition  (generally,  higher  flows  and  less  volatile mobile  phases  require more  intense  desolvatation  –  higher temperature, higher flow, higher pressure). 

In  Chromatograms  and  Instrument  panels,  we  can  define additional  signals  that will be  shown  in  the  real‐time plot.  I usually monitor MS  signal  (TIC or BPC), one or more UV/VIS signals,  and  for  diagnostics,  pressure  and  mobile  phase composition and flow. 

Acquisition  panel  is  the  most  complex,  and  its  content depends  on  Scan  type  for  the  selected  time  segment.  For example, if we select MS2Scan, we are asked to enter starting and ending m/z, as well as fragmentor voltage and scan time. If  we  select MS2SIM,  we  only  enter m/z  of  the  ion  to  be monitored,  and  fragmentor  voltage  and  scan  time.  If  we select MRM,  we  enter  precursor  ion  and  product  ion  m/z values,  as  well  as  fragmentor  voltage,  collision  energy  and scan  time.    Note  that,  if  we  select  any  of  the  scan  types (MS2Scan, Product Ion Scan, Precursor Ion Scan, Neutral Loss and Neutral Gain), only up to 4 Scan segments will be allowed for a given Time Segment. For other modes,  such as SIM or MRM, such limitations do not exist. 

After we  completely  set‐up  the method, we  can  save  it  by File/Save As/Method. 

09:29 Postavka metode – MS 

MS QQQ kartica koristi se za postavku MS parametara. 

Jonski  izvor koji će se koristiti  (u ovom slučaju, ESI) bira se u Ion  source  padajućem  meniju.  Time  filtering  je  ekvivalent parametru Peak Width kod DAD. Može se uneti npr. 3 s = 0.05 min.  Tabela  sa  vremenskim  segmentima  koristi  se  za definisanje MS eksperimenata koji će biti izvedeni i polariteta (pozitivni/negativni mod). Dodatno, može se  izabrati da  li  će efluens  sa  HPLC  zapravo  biti  prosleđen  u  MS  –  u  cilju smanjenja  kontaminacije, možemo  tok  efluensa  preusmeriti direktno  u  otpad  kad  god  ne  eluiraju  pikovi  od  interesa. Takođe, može se zadati da  li će signal biti sačuvan u datafile (napomena: MassHunter zahteva da bar neki MS signal bude snimljen – čak  i ako se koristi samo DAD, mora postojati bar jedan segment koji koristi MS). 

Ako je u toku analize neophodno menjati parametre akvizicije (npr.  polaritet  ili  tip MS  eksperimenata),  koriste  se  dodatni vremenski  segmenti  koji  se dodaju desnim  klikom  i opcijom Add Row. Prvi segment kreće odmah, dok se za ostale mora definisati  startno  vreme  (npr.  "počevši  od  5  min,  pređi  u negativni mod"). 

Panel  Source  koristi  se  za  podešavanje  parametara  jonskog izvora – temperature gasa za sušenje, protoka gasa za sušenje (npr.  10  L/min),  pritiska  nebulajzera  (e.g.  50  psi)  i  napona kapilare (e.g. 4 kV). Ove vrednosti biraju se na osnovu protoka i  sastava  mobilne  faze  (generalno,  viši  protoci  i  manje isparljive mobilne  faze  zahtevaju  agresivniju  desolvataciju  – više temperature, viši protoci gasa, viši pritisci). 

U panelu Chromatograms and Instrument, mogu se definisati dodatni  signali  koji  će  biti  prikazani  u  panelu  sa  prikazom hromatograma  i  spektara  u  realnom  vremenu.  Mi  obično pratimo MS signal (TIC  ili BPC),  jedan  ili više UV/VIS signala  i, za dijagnostiku, pritisak, protok i sastav mobilne faze. 

Panel Acquisition  je najsloženiji  i njegov sadržaj zavisi od tipa akvizicije  u  okviru  datog  vremenskog  segmenta. Na  primer, ako se odabere MS2Scan, unose se početna i krajnja m/z, kao i  napon  fragmentora  i  vreme  skeniranja.  Ako  se  odabere MS2SIM,  unose  se  samo  m/z  jona  koji  se  prati,  i  napon fragmentora  i  vreme  skeniranja.  Ako  se  odabere  MRM, unosimo m/z prekursora i produkta, kao i napon fragmentora, kolizionu energiju  i vreme  skeniranja. Treba napomenuti da, ako se odabere neki od sken modova  (MS2Scan, Product  Ion Scan,  Precursor  Ion  Scan,  Neutral  Loss  i  Neutral  Gain),  po jednom vremenskom  segmentu dozvoljeno  je najviše 4  sken segmenta. Kod drugih modova, kao što su SIM i MRM, ovakva ograničenja ne postoje. 

Nakon što  je metoda potpuno podešena, čuvamo  je opcijom File/Save As/Method. 

14:06 Running a single sample 

Now, if we need to run a single sample, we do it using Sample tab.  

Of  these  fields,  several  have  to  be  set:  Sample  position 

14:06 Analiza pojedinačnih uzoraka 

Ako  želimo  da  analiziramo  pojedinačni  uzorak,  koristimo Sample karticu.  

Nekoliko  ponuđenih  polja  moraju  biti  podešena:  u  Sample 

indicates  its co‐ordinates  in the autosampler tray. The tray  is organized  like  this  – we  have  two  plates, with  enumerated rows and columns (so, we have positions 1A1, 1A2, 1B3 etc.). Datafile path and filename should also be indicated. Injection volume  can  be  left  ‐1  if  the  value  specified  in  the method should be used, or we can override it with any other value. In addition  to  these  fields,  we  can  also  enter  additional comments into Name, Custom and Comment field. 

When everything is set, and if the instrument is on and ready, we can start the run by selecting Run/Interactive sample or by pressing F5. 

position definišu  se  koordinate  uzorka  u  autosempleru. Autosempler  sadrži  dva  stalka  (plates)  sa  numerisanim redovima i kolonama (pozicije su označene kao 1A1, 1A2, 1B3 itd.).  Putanja  i  ime  datafile‐a  se  takođe moraju  navesti.  Za injekcionu zapreminu se ostavlja –1 ako se koristi vrednost  iz metode,  ili  se  ona  može  zaobići  unosom  neke  druge vrednosti. Uz ova obavezna polja, moguće  je uneti  i dodatne komentare u polja Name, Custom i Comment. 

Kada  je  sve  podešeno  i  instrument  je  uključen  i  spreman, možemo  započeti  analizu  opcijom Run/Interactive  sample  ili pritiskom na F5. 

15:39 Worklists 

If we need  to  run more samples, we create a worklist. First, we open Worklist menu, and select Worklist Run Parameters. In  this dialog, we define: operator's name  (this  is optional), part  of  method  to  be  run  (only  acquisition,  or  also  data analysis), method  path  (the  directory  containing method  to be used; note: do not point to the method itself, which is also a  directory),  datafile  path  (the  directory  that  will  store datafiles), scripts (macros to run before the worklist, after the succesful  completion,  and  after  any  completion  – we  select Instrument  Standby,  that  will  stop  the  pump,  shut  down column heating, DAD lamps, and MS N2 flow and heating after the  instrument has  finished  the  analysis or  if  anything  goes wrong). We do not use Overlapped injection – if this option is enabled both  in method and worklist,  the next run will start before  the current one  is  finished,  to  save  some  time. Clear sample selection after run – if will simply uncheck the samples in the worklist when they are completed, making  it easier to see which is the next sample. Wait Time for Ready – this is the maximum  time  to wait  for  system modules  to get  ready  for the  run.  If  exceeded  (e.g.  if  heater  cannot  achieve  the required temperature), the worklist will be terminated. 

When everything is set, we can enter the worklist. We display the Worklist  table by clicking on  [W]. Worklist  table consists of  numerous  columns,  but  only  several  are  absolutely necessary. We  can  actually  configure  them  by  right‐clicking and  selecting  Show/Hide/Order  Columns. We  need  Sample Position (e.g. 1A1), Method Name (only from the directory we selected) and Datafile Name. All the other fields can be shown or hidden as needed. Samples are entered manually, one by one,  by  using  Add/Insert  sample,  or  they  can  be  added  in series,  by  Add/Insert Multiple  Samples  (e.g.  we  can  add  5 samples  that will be called Sample1  to Sample5,  that will be recorded  using  this  scan method,  and  the  positions will  be from B1 to B5. The samples are then automatically added; we can edit some details, if needed. Note that these parameters can also be directly pasted from e.g. Notepad or Excel. 

When everything  is set, we can save  the worklist, and  if  the instrument is on and ready, we can start the run by selecting Run/Worklist or simply by pressing F4. 

15:39 Sekvence

Ako  je  potrebno  da  analiziramo  veći  broj  uzoraka,  kreiramo sekvencu. Za početak, otvaramo Worklist meni i biramo opciju Worklist  Run  Parameters.  U  ovom  prozoru  definišemo:  ime operatera  (opciono), delove metode koji se  izvršavaju  (samo akvizicija  ili  i  obrada),  putanju  do  foldera  u  kome  se  nalazi metoda koja će se koristiti (napomena: ne navoditi putanju do same metode,  koja  je  takođe  folder),  putanju  do  foldera  u kome  će se  čuvati datafile‐ovi, makroe  (koji  će biti aktivirani pre sekvence, nakon uspešnog završetka  i nakon bilo kakvog završetka;  biramo  Instrument  Standby,  koji  će  zaustaviti pumpe,  ugasiti  zagrevanje  kolone,  DAD  lampe  i  tok  N2  i zagrevanje MS nakon što je analiza završena ili prekinuta zbog problema).  Ne  koristimo  Overlapped  injection;  ako  bi  ova opcija bila aktivirana  i u metodi  i u sekvenci, sledeća analiza započinjala bi pre  završetka  tekuće, u  cilju uštede  vremena. Ako  je  opcija  Clear  sample  selection  after  run  aktivirana, uzorak u sekvenci će biti markiran nakon uspešne analize, što olakšava  praćenje  toka  sekvence.  Wait  Time  for  Ready  je maksimalno  vreme  čekanja  da  svi  moduli  sistema  budu spremni za analizu. Ako se premaši  (npr.  termostat ne može da postigne zadatu temperaturu) sekvenca se prekida. 

Kada  je  sve  podešeno,  može  se  uneti  sekvenca.  Sekvencu prikazujemo  klikom  na  [W]  ikonicu.  Tabela  se  sastoji  od brojnih kolona, od kojih  je samo nekoliko zaista neophodno. Kolone  se  mogu  podesiti  desnim  klikom  i  izborom  opcije Show/Hide/Order Columns. Kolone koje  su nam potrebne  su Sample  Position  (pozicija  uzorka,  npr.  1A1), Method  Name (naziv  metode,  iz  prethodno  odabranog  foldera)  i  Datafile Name  (naziv datafile‐a). Sva druga polja mogu se prikazati  ili sakriti  po  potrebi.  Uzorci  se  mogu  uneti  ručno,  jedan  po jedan, koristeći opciju Add/Insert Sample,  ili grupno, opcijom Add/Insert Multiple Samples (npr. možemo dodati 5 uzoraka, na pozicijama B1–B5, koji će nositi nazive Uzorak1–Uzorak5  i biti snimljeni po datoj sken metodi). Uzorci će biti automatski dodati,  nakon  čega  je  moguće  korigovati  detalje,  ako  je potrebno.  Parametri  se  takođe  mogu  direktno  kopirati  iz Notepad‐a ili Excel‐a. 

Kada  je sve podešeno, sekvencu  je moguće sačuvati  i, ako  je instrument  uključen  i  spreman, moguće  je  započeti  analizu opcijom Run/Worklist ili pritiskom na F4. 

20:00 Other options 

In  addition  to Method  and Worklist Editor, we have  several other important panels. 

In  the  Real  Time  Plot  [R],  we  can  see  the  current chromatogram and other signals. We can right‐click to change 

20:00 Ostale opcije

Pored panela  za postavku metode  i  sekvence,  softver  sadrži još nekoliko korisnih panela. 

Prikaz  u  realnom  vremenu  (Real  Time  Plot)  omogućava praćenje  tekućeg  hromatograma  i  drugih  signala.  Desni  klik 

it  –  we  can  display  binary  pump  flow,  mobile  phase composition, we  can plot  signals  from detectors,  so we  can monitor what is happening in our system.  

Additionally, we can display UV or MS spectrum of the current effluent. 

In  the  System  [S]  panel,  we  actually  have  several  fields. Instrument  Actuals  can  be  used  for  displaying  various diagnostic  parameters.  For  each  module,  we  have  a  wide range of parameters to be selected, and they can be used for diagnosing  whether  and  why  the  system  is  not  ready,  if something is wrong etc. 

These two buttons – ON and Standby – are used to manually turn on or off all the modules at the same time. 

And here,  in  the  System Diagram, we have  some  additional settings  for each module. For example,  for autosampler, we can configure the type of plates (e.g. if we want to use 96‐well plates  instead of standard 54‐vial plates, we can configure  it here, and then the  instrument will know how to position the autosampler needle correctly). We can also use this menu to turn  on/off  the  tray  illumination  (internal  lighting  of  the autosampler). 

And here we can control the pump, so we can turn  it on/off. We also can enter the solvent levels. This way, we can inform the  software  about  the  amount  of  mobile  phase  that  is available  for  the  analysis,  and  if  the  volume  falls below  the limit we entered,  the  system will not allow  the analysis –  it will stop. 

In the column section, we can turn the thermostat on, or we can also set it to be turned on at the selected time. 

For DAD, we can turn lamps on, we can balance the detector, or do some performance testing 

For MS, we can turn it on/off, we can switch the effluent flow to MS or to waste, and we can vent the  instrument, which  is an  opperation  necessary  before  shutting  the  entire instrument  down  for  some  maintenance  operation  or  just prolonged idle period. 

omogućava  izmene – možemo prikazati protok  kroz binarnu pumpu, sastav mobilne faze, signale sa detektorâ itd, tako da možemo pratiti stanje sistema.  

Dodatno,  možemo  prikazati  UV  ili  MS  spektar  trenutnog efluensa. 

U  panelu  System  imamo  nekoliko  polja.  Instrument  Actuals omogućava  prikaz  različitih  dijagnostičkih  parametara.  Za svaki  modul  dostupan  je  širok  spektar  parametara  koji  se mogu  izabrati  i koji mogu biti korišćeni  za uzvršivanje da  li  i zašto sistem nije spreman, da li postoji neki problem itd. 

Dva  dugmeta  –  ON  i  Standby  –  koriste  se  za  istovremeno pokretanje ili gašenje svih modula. 

System  Diagram  obezbeđuje  dodatna  podešavanja  za  svaki modul. Na primer, u slučaju autosemplera, moguće je podesiti tip  nosača  (npr.  ako  želimo  da  koristimo  mikrotitar‐ploče umesto standardnog stalka za 54 viala) da bi instrument znao kako  da  tačno  pozicionira  iglu  autosemplera.  Preko  ovog menija moguće je i uključiti ili isključiti unutrašnje osvetljenje autosemplera. 

U  slučaju  pumpe,  možemo  je  uključiti/isključiti,  Takođe, možemo  uneti  zapremine  rastvaračâ,  čime  obaveštavamo softver  o  količini  mobilne  faze  dostupne  za  analizu.  Ako zapremina padne  ispod  zadatog  limita,  sistem neće dozvoliti analizu i zaustaviće sekvencu. 

U slučaju odeljka za kolonu, možemo uključiti termostat, kao i zadati da se on automatski uključi u određeno vreme. 

Kod DAD, možemo uključiti lampe, nulirati detektor, ili izvesti testove za verifikaciju performansi. 

Kod  MS,  možemo  uključiti/isključiti  detektor,  tok  efluensa preusmeriti na MS  ili u otpad,  ili ventovati  instrument (što  je operacija neophodna pre gašenja instrumenta radi održavanja ili pri dužim periodima neaktivnosti). 

 

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE07) MassHunter Qualitative Analysis

tutorial

Lab exercise: Qualitative analysis using LC-DAD-MS/MS

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE07) Vodič za MassHunter Qualitative

Analysis

Vežba: Kvalitativna LC-DAD-MS/MS analiza

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

00:00 Interface setup 

In  this  video,  we  will  cover  some  basic  aspects  of  Agilent MassHunter Qualitative Analysis software. 

The  interface of  this sofware  is highly customizable, and can be  adapted  for  the  current use. As we  can  see  in  the View menu, over 20 different panels can be shown or hidden. For the most purposes, we will need: Data Navigator (that lists all the  opened  datafiles  and  all  the  extracted  chromatograms and spectra, enabling them to be selected, shown, hidden or removed),  Method  Explorer  (that  provides  access  to  all aspects  of  data  analysis  method)  and Method  Editor  (that enables configuring each section), Chromatogram Results, UV Spectrum Results and MS Spectrum Results,  that display  the extracted  chromatograms  and  mass  and  UV/VIS  spectra, Additionally,  if needed, we can display  Integration Peak List, that  lists  all  the  integrated  peaks  in  the  selected chromatogram, and MS Spectrum Peak List 1,  that  tabulates the selected mass spectrum. 

All the windows can be rearranged as needed – a window can be made  floating, snapped  to a side of screen, snapped to a side of another window, tabbed with another window and, of course,  resized.  This  is  done  by  dragging  the  title  bar  and dropping it onto one of displayed docking indicators. Different window  layouts  can  be  saved  and  loaded  using Configuration/Window  Layouts/Save  or  Load  Layouts.  Thus, we  can  have  one  layout  adapted  to  e.g.  processing  spectra from  a  single  datafile,  another  one  for  accessing  numerous datafiles,  comparing  their  chromatograms  and  reading peak areas, etc. 

00:00 Podešavanje interfejsa 

U ovom videu, obradićemo neke osnovne aspekte Agilent MassHunter Qualitative Analysis softvera. 

Interfejs  softvera  je  veoma podesiv  i može  se prilagoditi trenutnim  potrebama.  Kao  što  se  može  videti  u  View meniju,  postoji  preko  20  različitih  panela  koji mogu  biti prikazani  ili skriveni. Za većinu namena, potrebni su nam: Data  Navigator  (koji  izlistava  sve  otvorene  fajlove  i  sve ekstrahovane  hromatograme  i  spektre,  što  omogućava njihovo  selektovanje,  prikazivanje,  skrivanje  ili  brisanje), Method  Explorer  (koji  omogućava  pristup  svim parametrima metode za obradu podataka) i Method Editor (koji  omogućava  njihobo  konfigurisanje),  Chromatogram Results, UV Spectrum Results  i MS Spectrum Results, koji prikazuju  ekstrahovane  hromatograme, masene  i UV/VIS spektre.  Dodatno,  ako  je  potrebno,  mogu  se  prikazati Integration Peak List (koji izlistava sve integrisane pikove u tekućem hromatogramu)  i MS  Spectrum Peak  List 1,  koji izlistava pikove u tekućem masenom spektru. 

Svi prozori mogu se rasporediti prema potrebama – prozor se  može  učiniti  plutajućim,  zakačiti  za  ivicu  ekrana  ili drugog  prozora,  preklopiti  sa  drugim  prozorom  u  vidu kartice,  ili mu se može promeniti veličina. Ovo se postiže prevlačenjem  naslovne  linije  prozora  na  odgovarajući indikator  za  sidrenje  koji  se  pojavi.  Različiti  rasporedi prozora  mogu  se  sačuvati  ili  učitati  korišćenjem  opcija Configuration/Window  Layouts/Save  i  Load  Layouts,  tako da možemo  imati  jedan raspored za npr. obradu spektara iz  pojedinačnog  fajla,  drugi  raspored  za  pristup  velikom broju  fajlova,  poređenje  hromatograma  i  očitavanje površina pikova, itd. 

03:00  Loading  datafiles,  extracting  chromatograms  and spectra 

We  open  a  datafile  (or  multiple  datafiles)  by  selecting File/Open Data File or clicking on the appropriate  icon.  If we have  already  defined  File Open Actions  (e.g.  specific  signals extraction,  integration), we  can  check  the  appropriate  box, and  these  actions  will  be  performed  after  the  datafile  is loaded. 

So, the datafiles are  loaded, and  listed  in Data Navigator. By default, total ion chromatograms are extracted and displayed in  Chromatogram  Results  window,  and  also  listed  in  Data Navigator  pane.  If  needed,  we  can  extract  other chromatogram  types.  In  Method  Explorer/Chromatograms, we  find Define Chromatograms.  The  appropriate option will open  in Method  Editor.  In  Type  field, we  can  see  different types of general MS chromatograms (TIC, BPC, EIC), types for specific MS experiments  (SIM, MRM, pNLC),  chromatograms acquired by other detectors  (e.g. DAD). Additionally, we can extract  Instrument  Curves  (e.g.  pressure,  mobile  phase composition). 

For example, we can extract BPCs. We can indicate that this is first‐order experiment of Scan type, recorded in both positive and negative mode (but, in this case, do not have to do that). All  the  changes  are entered by using Change  (or Add,  if we want  to  extract  several  different  types  of  chromatograms from  the  same  datafile).  The  extraction  is  performed  by clicking on  [].  If  several datafiles are  loaded,  the  software 

03:00 Učitavanje  fajlova, ekstrahovanje hromatograma  i spektara 

Fajl  (ili više njih) otvaramo opcijom File/Open Data File  ili klikom  na  odgovarajuću  ikonu. Ako  su  File Open Actions (npr. ekstrahovanje određenih signala i integracija pikova) unapred  postavljene,  možemo  označiti  odgovarajući checkbox,  i  ove  akcije  će  biti  izvršene  nakon  što  je  fajl učitan. 

Nakon što su fajlovi učitani, biće izlisani u Data Navigator. Ukoliko  nije  drugačije  podešeno,  biće  ekstrahovani  TIC. Hromatogrami  će  biti  prikazani  u  Chromatogram  Results prozoru  i  izlistani u Data Navigator. Po potrebi, mogu se ekstrahovati  i  drugi  tipovi  hromatograma.  U  Method Explorer/Chromatograms  pronalazimo  opciju  Define Chromatograms,  koja  će  otvoriti Method  Editor. U  polju Type vidimo različite opšte tipove MS hromatograma (TIC, BPC,  EIC),  tipove  vezane  za  specifične MS  eksperimente (SIM, MRM,  pNLC)  i  hromatograme  sa  drugih  detektora (npr. DAD). Dodatno, možemo  ekstrahovati  i  Instrument Curves (npr. krivu pritiska ili sastava mobilne faze). 

Na  primer, možemo  ekstrahovati BPC. Možemo  naglasiti da je u pitanju eksperiment prvog reda, sken tipa, snimljen u pozitivnom  i negativnom modu,  , ali u ovom slučaju  to ne moramo. Unete  izmene potvrđuju  se opcijom Change (ili  Add,  ako  ekstrahujemo  više  tipova  hromatograma  iz istog fajla). Sâmo ekstrahovanje vršimo klikom na []. Ako je učitano više fajlova, softver će pitati koji od njih će biti 

will ask which of them should   be used for extraction (in our case, we will use both – now we have  four chromatograms, two TICs and two BPCs).  

We  can also define m/z  subset of  the data  to be displayed, e.g. 200–400 (we will do that only for positive mode; now,  if we  compare  chromatograms,  they  are not  identical  –  some peaks are now excluded). If we want, we can ask the software to  integrate  the  chromatograms  immediately  after  the extraction. 

If  the  datafile  contains  several  scan  segments  (cycles) recorded under different conditions, we can  specify  them  in the  Advanced  tab,  to  extract  only  signals  recorded  under specific  fragmentor voltage or  collision energy,  for example. In that case, it also may be necessary to check Do cycle sum. 

Excluded Masses  can  be  used  to  remove  some m/z  values and/or m/z  ranges  from  the  chromatogram  (e.g.  to  remove m/z   corresponding to artifacts). Note that  it cannot be used with TICs. We can exclude, for example, m/z 144, 200.0‐320.0. If we compare the chromatograms, we can se some peaks are now removed because some ions are now excluded. 

Now we have multiple chromatograms extracted. They can be shown overlaid or listed. If chromatograms are listed, we can select  how many will  be  visible  in  the window.  If  they  are overlaid,  we  can  set  scaling  to  realistic  one  (each chromatogram  at  the  same  scale),  or  to  normalize  them (Scale  to  largest  in  each  chromatogram)  to  be  comparable, regardless of the actual signal intensity. 

If we need, we can show or hide chromatograms at will using Data Navigator – all the extracted chromatograms are visible in  this  pane.  Visibility  can  be  manually  set  by checking/unchecking  the  chromatograms.  Additionally,  we can show only the highlighted items, add more highlited items or  just  show  everything.  When  selecting  items  in  Data Navigator  and  Chromatogram  Results  window,  common Windows  shortcuts  apply,  e.g.  Ctrl‐A  for  selecting  all,  Ctrl‐clicking  for  selecting  item‐by‐item,  Click‐Shift‐Click  for selecting a range, etc. 

If needed, chromatograms can be permanently deleted simply by  highlighting  and  pressing  Del  on  keyboard,  or  selecting Delete  from  right  click menu. Note  that  the  chromatogram will  just be  removed  from  the  software  representation,  and can  be  extracted  again  –  data  in  the  datafile  will  remain unaffected  (we cannot actually change  the datafile content). We  can  also  unload  the  unneded  file  from  the  software by right clicking and selecting Close Data File.  

korišćenih za ekstrakciju (u našem slučaju, koristićemo oba – sada imamo četiri hromatograma, dva TIC i dva BPC).  

Možemo  definisati  i  opseg  m/z  vrednosti  koje  treba prikazati,  npr.  200–400  (uradićemo  to  samo  za  pozitivni mod; ako sada uporedimo hromatograme, vidimo da nisu identični  –  neki  pikovi  su  sada  izostavljeni).  Ako  želimo, možemo  od  softvera  zahtevati  da  odmah  po ekstrahovanju integriše hromatograme. 

Ako  fajl  sadrži  nekoliko  sken  segmenata  (ciklusa) snimljenih pri različitim uslovima, možemo  ih precizirati u Advanced kartici, tako da budu ekstrahovani samo signali snimljeni  npr.  pri  određenom  naponu  fragmentora  ili kolizionoj  energiji.  Ako  se  ova  opcija  koristi,  može  biti neophodno aktivirati i Do cycle sum. 

Opcija  Excluded  Masses  može  se  koristiti  za  uklanjanje određenih m/z vrednosti ili opsega iz hromatograma (npr. uklanjanje  m/z  koji  odgovaraju  artifaktima).  Treba napomenuti  da  se  ova  opcija  ne  može  koristiti  sa  TIC. Možemo  da  isključimo  npr.  m/z  144,  200.0‐320.0.  Ako uporedimo hromatograme, vidimo da su neki pikovi sada uklonjeni jer su njihovi joni eliminisani. 

Sada imamo ekstrahovan niz hromatograma. Oni se mogu prikazati preklopljeni  ili  izlistani. Ako su  izlistani, možemo birati  koliko  će  ih  biti  istovremeno  vidljivo.  Ako  su preklopljeni,  možemo  podesiti  skalu  na  realističnu  (svi hromatogrami su u  istoj razmeri)  ili normirati  ih  (Scale to largest  in  each  chromatogram)  kako  bi  bili  uporedivi, nezavisno od stvarnog intenziteta signala. 

Ako  je  potrebno,  možemo  hromatograme  prikazivati  ili sakrivati  po  volji  korišćenjem  Data  Navigator  –  svi ekstrahovani  hromatogrami  izlistani  su  u  ovom  prozoru. Vidljivost  se  može  ručno  podešavati  čekiranjem  kućica pored  izlistanih  hromatograma.  Dodatno,  možemo prikazati  samo  selektovane  hromatograme,  dodati  još selektovanih  hromatograma  na  listu,  ili  prikazati  sve.  Pri selektovanju  stavki  u  Data  Navigator  i  Chromatogram Results prozorima, mogu se koristiti Windows prečice, npr. Ctrl‐A  za  selektovanje  svega,  Ctrl‐klik  za  selektovanje stavke po stavke, klik‐Shift‐klik za selektovanje opsega itd. 

Po  potrebi,  hromatogrami  se  mogu  potpuno  obrisati selektovanjem  i pritiskom na taster Del  ili opcijom Delete iz  kontekstnog  menija.  Treba  napomenuti  da  će hromatogram  samo  biti  uklonjen  iz  softverskog  prikaza  i po potrebi se može ponovo ekstrahovati – podaci u  fajlu ostaju  netaknuti  (i,  zapravo,  ne  mogu  se  menjati). Nepotrebni  fajlovi  mogu  se  ukloniti  iz  softvera  desnim klikom i izborom opcije Close Data File.  

10:39 Chromatogram manipulation 

To  zoom‐in  a  region,  just  use  a  right  drag  to  draw  a  box around  the  needed  region.  To  zoom‐out,  use  the Autoscale X&Y tool in Chromatogram Results toolbar. To fit the zoomed region by y‐axis, use Autoscale Y‐axis. The additional way  to zoom  and pan  chromatogram  is by dragging  the  axes  –  left drag pans it, while right drag zooms it in/out. 

If we  need  to  change  chromatogram  color  (e.g.  if we  have several  chromatograms and we want  to differentiate  them), we use Choose Defined Color from right click menu. 

10:39 Chromatogram manipulation 

Za zumiranje regiona, dovoljno je markirati ga držeći desni taster miša. Za umanjenje, koristiti Autoscale X&Y alatku u Chromatogram Results paleti. Da bi se selektovani region zumirao samo po y‐osi, koristiti Autoscale Y‐axis. Dodatni način zumiranja i pomeranja hromatograma je povlačenje osa  –  povlačenje  uz  držanje  levog  tastera miša  pomera hromatogram,  dok  desni  taster  umanjuje  ili  povećava hromatogram. 

Ako  je potrebno promeniti boju hromatograma  (npr. ako 

To  integrate  the  chromatogram,  several  methods  are available,  and  are  accessible  through  Method  Explorer  / Chromatogram  window.  For  example,  we  can  use  MS integrator.  For  each  integrator, many  options  are  available, such  as  filters  based  on  peak  size,  peak  count  etc.  We integrate  the  chromatogram  by  pressing  [].  Integration results  (peak  list) are displayed  in  Integration Peak  List, and can  be  copied  into  e.g. Notepad.  For  each  peak,  numerous parameters can be displayed. We can choose  them by  right‐clicking  on  the  table  header,  and  selecting  Add/Remove Columns. We can actually display retention time, area, area%, MS base peak for each chromatographic peak, peak start and end time, width at half‐maximum, height, symmetry etc. 

If needed, peaks can be manually  integrated by selecting the appropriate  tool  in  Chromatogram  Results,  and  defining  or correcting  a  peak  baseline  by  left‐dragging.  Note  that integration  filters  still  apply.  Thus,  if  we  defined  that  only large peaks should be integrated, manual integration of small peaks will be ignored. 

Peaks can also be annotated by using the appropriate tool  in Chromatogram Results. We can add  image (e.g. structure) or text  (e.g.  some  comment).  We  can  define  numerous parameters. 

The  chromatograms  can  be  copied  and  pasted  into  other software.  When  the  Chromatogram  Results  window  is  in focus  and  chromatogram  is  selected,  we  just  click  Copy  to Clipboard or use Ctrl‐C. Now we can paste the chromatogram into another software, e.g. PowerPoint. 

imamo  prikazano  više  hromatograma  i  želimo  da  ih razlikujemo),  koristimo  Choose  Defined  Color  opciju  iz kontekstnog menija. 

Dostupno  je  više  metoda  za  integraciju  hromatograma, koje  su  dostupne  u  Method  Explorer  /  Chromatogram prozoru. Na primer, možemo da koristimo MS  integrator. Za svaki  integrator, dostupne su brojne opcije, kao što su filteri vezani za veličinu pika, broj pikova  itd.  Integrišemo hromatogram  klikom  na  [].  Rezultati  integracije  (lista pikova)  prikazani  su  u  prozoru  Integration  Peak  List,  i mogu  se  kopirati  u  npr. Notepad.  Za  svaki  pik mogu  se prikazati brojni parametri,  koji  se mogu odabrati desnim klikom na zaglavlje tabele  i odabirom opcije Add/Remove Columns. Možemo  prikazati  retenciono  vreme,  površinu pika,  procenat  od  ukupne  površine,  osnovni  jon  u masenom  spektru,  vreme  početka  i  kraja  pika,  širinu  na poluvisini, visinu, simetriju itd. 

Ako  je  potrebno,  pikovi  se  mogu  manuelno  integrisati selektovanjem  odgovarajuće  alatke  u  Chromatogram Results  i  definisanjem  ili  ispravljanjem  bazne  linije razvlačenjem  uz  pritisnut  levi  taster  miša.  Treba napomenuti  da  integracioni  filteri  i  dalje  važe  –  ako  je definisano da samo veliki pikovi treba da budu integrisani, mali pikovi će biti integrisani i pri manuelnoj integraciji. 

Pikovi  se  mogu  označiti  korišćenjem  alatke  Annotate  u Chromatogram  Results.  Možemo  dodati  sliku  (npr. strukturu) ili tekst (npr. neki komentar). Mogu se podesiti i brojni parametri vezani za formatiranje. 

Hromatogrami  se  mogu  kopirati  i  zalepiti  u  druge programe. Kada je Chromatogram Results prozor u fokusu i hromatogram  je  selektovan, odabrati Copy  to Clipboard ili koristiti Ctrl‐C. Hromatogram (u vidu slike) može se sada zalepiti u drugi program, npr. PowerPoint. 

15:23 Working with UV/VIS chromatograms 

In  addition  to  mass  chromatograms,  we  can  also  extract UV/VIS  chromatograms.  In  Define  Chromatograms  window, choose  Other  Chromatograms  as  a  type  and  DAD1  as  a detector.  Several  types  of  traces  can  be  extracted:  signals (designated A, B, C etc.) as defined in the acquisition method, total  wavelength  chromatogram  (TWC),  or  extracted wavelength  chromatogram  (EWC)  for  a  defined wavelength range  (say, 300 nm with 80 nm bandwidth,  i.e. 260–340 nm, with  550 nm/100 nm bandwidth  as  a  reference). Again, we click on Change and []. 

If we zoom in and integrate the same peaks, we can see that MS chromatograms  lags about 0.04 min behind DAD. This  is because  it  takes  some  time  for  effluent  to  physically  cross distance between DAD and MS. To autocorrect  this, we use Adjust  Delay  Time  option  in  Chromatograms. We  enter MS and  DAD  retention  times  for  the  same  peak,  calculate  the difference, and then by clicking Adjust Delay Time the lagging chromatogram will be shifted to correct for delay. 

15:23 Rad sa UV/VIS hromatogramima 

Pored  masenih  hromatograma,  možemo  ekstrahovati  i UV/VIS hromatograme. U Define Chromatograms prozoru biramo  Other  Chromatograms  kao  tip  i  DAD1  kao detektor. Moguće  je ekstrahovati nekoliko tipova signala: signale  (označene  A,  B,  C  etc.)  definisane  u  akvizicionoj metodi,  ukupni  hromatogram  (total  wavelength chromatogram,  TWC)  ili  hromatogram  po  određenoj talasnoj  dužini  (extracted  wavelength  chromatogram, EWC)  za  zadati  opseg  talasnih  dužina  (npr.  300  nm  uz širinu spektralne trake od 80 nm, tj. 260–340 nm, uz 550 nm/100 nm kao referencu). Ponovo, klikćemo na Change i []. 

Ako  zumiramo  i  integrišemo  isti  pik  u  MS  i  DAD hromatogramu,  vidimo  da  MS  hromatogram  kasni  oko 0.04  min  za  DAD.  To  je  zato  što  je  efluensu  potrebno vreme da  fizički pređe put od DAD do MS. Ovo možemo automatski  korigovati  opcijom  Adjust  Delay  Time  u Chromatograms  sekciji.  Unosimo  retenciona  vremena istog pika na MS  i DAD,  rečunamo  razliku,  i zatim klikom na  Adjust  Delay  Time  zaostajući  hromatogram  biće pomeren. 

17:48 Spectra extraction and manipulation 

Both  MS  and  UV/VIS  spectra  can  be  easily  extracted  by 

17:48 Ekstrahovanje i rad sa spektrima 

I  MS  i  UV/VIS  spektri  lako  se  mogu  ekstrahovati 

double‐clickling  on  a  selected  point  in  the  appropriate chromatogram.  However,  to  compensate  for  short‐term noise, it is better to average several spectra, which is done by selecting a range by left dragging (Range Select tool, which is default,  should  be  active),  and  then  double  clicking  on  the marked  range or  click Extract MS Spectrum option. Now we have averaged spectrum from a selected range. 

To correct for background signal, we can select a background region,  Extract  the  Background  Spectrum,  select  the  peak spectrum  and  click  on  Subtract  Background  Spectrum. Alternatively,  we  can  select  the  peak  spectrum,  click  on Subtract  Any  Spectrum,  and  then  click  on  background spectrum. We can do that both for MS and UV. 

The another way  to extract purified spectrum  is  to use Peak Select  tool  (which  is  only  enabled  if  we  have  integrated peaks). We  select  the  peak  and  then  click  on  Extract  Peak Spectrum  option.  The  software  will  automatically  take averaged  peak  spectrum,  averaged  baseline  spectrum,  and subtract them. 

Again,  all  the  extracted  spectra  can  be  shown,  hidden  or deleted through Data Navigator. 

In  the  case  of  mass  spectrum,  MS  Spectrum  Peaks  One tabulates various useful  information,  including  the  spectrum itself, but also some other characteristics which are especially useful  if we  have  HRMS  and  automatic  interpretation.  This table can be copied and pasted in e.g. Notepad or Excel. If too many  or  too  few  ions  are  labeled,  this  can  be  changed  by Adjust Peak Threshold. Only the peaks with abundance above the selected level will be shown. 

As  with  chromatograms,  spectra  can  also  be  zoomed  and annotated by using the appropriate tools. 

For purpose of  spectrum  interpretation, m/z differences can be directly read and labelled by using Delta Mass Caliper. We just drag from one to another peak, and peak m/z difference will  be  displayed  (e.g.  in  this  case,  it  is  22, which  indicates proton and sodium adducts). 

By double left clicking on a spectrum, EIC/EWC chromatogram at selected m/z or wavelength can easily be extracted. 

dvostrukim  klikom  na  željenu  tačku  u  odgovarajućem hromatogramu.  Međutim,  u  cilju  kompenzovanja kratkotrajnog šuma, bolje  je usrednjiti nekoliko  spektara, što se postiže markiranjem opsega uz pritisnut  levi taster miša (pritom, Range Select alatka treba da bude aktivna) i zatim  dvostrukim  klikom  na  opseg  ili  odabirom  opcije Extract  MS  Spectrum  option.  Sada  imamo  usrednjeni spektar za dati opseg. 

U cilju korekcije na pozadinski signal, markiramo region sa čistom pozadinom, biramo opciju Extract the Background Spectrum, zatim selektujemo spektar pika  i biramo opciju Subtract  Background  Spectrum.  Alternativno,  možemo selektovati spektar pika, kliknuti na Subtract Any Spectrum i  zatim  na  prethodno  ekstrahovani  spektar  pozadine. Korekcija pozadine moguća je i kod MS i kod UV. 

Drugi  način  za  ekstrahovanje  prečišćenog  spektra  je korišćenje alatke Peak Select tool  (koja  je dostupna samo ako su pikovi već  integrisani). Selektujemo pik  i kliknemo na  Extract  Peak  Spectrum  opciju.  Softver  će  automatski ekstrahovati  usrednjeni  spektar  pika  i  od  njega  oduzeti usrednjeni spektar bazne linije. 

Svi  ekstrahovani  spektri  mogu  se  prikazati,  sakriti  ili izbrisati preko Data Navigator‐a. 

U  slučaju  masenih  spektara,  MS  Spectrum  Peaks  One izlistava  razne  korisne  informacije,  uključujući  sâm spektar,  kao  i  karakteristike  koje  su  korisne  ako  se obrađuju maseni spektri visoke rezolucije (HRMS)  i koristi automatska  interpretacija.  Tabela  se  može  kopirati  i zalepiti npr. u Notepad ili Excel. Ako je označeno i izlistano previše  ili  premalo  jona,  to  se  može  izmeniti  opcijom Adjust Peak Threshold. Samo pikovi sa obilnošću većom od naznačene biće izlistani. 

Kao  i u slučaju hromatograma, spektri se mogu zumirati  i označavati (anotirati) korišćenjem odgovarajućih alatki. 

Za  potrebe  interpretacije  spektara, m/z  razlike mogu  se direktno  očitavati  i  označavati  korišćenjem  alatke  Delta Mass Caliper. Nakon prostog  razvlačenja uz pritisnuti  levi taster miša, m/z  razlika  će  biti  prikazana  (npr.  u  našem slučaju  22,  što  ukazuje  na  adukte  sa  protonom  i natrijumom). 

Dvostrukim  levim  klikom  na  spektar,  lako  se  može ekstrahovati EIC/EWC hromatogram na odabranoj m/z  ili talasnoj dužini. 

23:12 

In this tutorial, we have covered only the most basic options of  Agilent  MassHunter  Qualitative  Analysis  software.  In addition  to  those,  there  are many  advanced  options  –  the software  is  also  capable  of  chromatogram  deconvolution (finding peaks and extracting  their pure chromatograms and spectra  from  the  MS  chromatogram),  determination  of molecular  formula  from molecular  weight  (if  the  data  was acquired  by  HRMS),  library  search  (by  using  its  own procedures or by  interfacing with NIST MS  Search program) etc. 

23:12

U ovom vodiču, pokrili  smo  samo osnovne opcije Agilent MassHunter  Qualitative  Analysis  softvera.  Pored  njih, postoje brojne napredne opcije –  softver  je  sposoban  za dekonvoluciju  hromatograma  (pronalaženje  pikova  i ekstrahovanje  njihovh  čistih  hromatograma  i  spektara  iz MS  hromatograma),  određivanje  molekulske  formule  iz molekulske mase (ako su podaci dobijeni pomoću HRMS), bibliotečka  pretraga  (korišćenjem  internih  procedura  ili povezivanjem sa NIST MS Search softverom) itd. 

 

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE09) Identification of secondary

biomolecules by LC-DAD-MS/MS –

supplementary material

Lab exercise: Identification and quantification of secondary

biomolecules in plant material by LC-DAD-MS/MS

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE09) Identifikacija sekundarnih

biomolekula pomoću LC-DAD-MS/MS –

dopunski materijal

Vežba: Identifikacija i kvantifikacija sekundarnih biomolekula u

biljnom materijalu pomoću LC-DAD-MS/MS

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

MS1 hromatogram (BPC), pozitivna jonizacija – uzorak (plavo) i slepa proba (crveno) MS1 chromatogram (BPC), positive ionization – sample (blue) vs. blank (red)

artifakti artifacts

MS1 hromatogram (BPC), negativna jonizacija – uzorak (plavo) i slepa proba (crveno) MS1 chromatogram (BPC), negative ionization – sample (blue) vs. blank (red)

artifakti artifacts

MS1 hromatogram (BPC), zumiran region sa lignanima – PI (plavo) i NI (crveno) MS1 chromatogram (BPC), zoomed lignan region – PI (blue) and NI (red)

MS1 spektri (oduzeta pozadina) pika na 5.80 min – PI (plavo) i NI (crveno) MS1 spectra (baseline-subtracted) of peak at 5.80 min – PI (blue) and NI (red)

m/z Abund % 181 2.55 401 100 402 24.96 403 3.61 418 12.97 419 2.96 420 5.39 423 53.91 424 13.2 425 2.14 439 3.09 620 2.88

UV spektar (oduzeta pozadina) pika na 5.80 min UV spectrum (baseline-subtracted) of peak at 5.80 min

MS2 spektri, pozitivna jonizacija, Vcol = 5–35 V MS2 spectra, positive ionization, Vcol = 5–35 V

Obilnost / Abundance, %

m/z 5 V 15 V 25 V 35 V

401 8.5

383 100 85.2

365 4.9 12.7

334 1.2 8.1

223 2.8 15.7

181 33.8 100 100 100

161 6.2 32.2 15.8

148 16.7

135 4.0 17.9 22.3 28.8

131 3.4 22.8 35.5 35.6

123 1.8

103 11.0

kompozitni MS2 spektar, pozitivna jonizacija, Vcol = 5–35 V composite MS2 spectrum, positive ionization, Vcol = 5–35 V

supstitucija substitution

doprinos contribution

ArH [A]+, [A']

+ [B]

+ [C+H]

+ [C+H]

+ 7-oxo

- Δ=0 Δ=78 91+ 117+ 187+ 201+

(OH) Δ=16 Δ=94 107+ 133+ 203+ 217+

(OMe) Δ=30 Δ=108 121+ 147+ 217+ 231+

(OH)2 Δ=32 Δ=110 123+ 149+ 219+ 233+

(OCH2O) Δ=44 Δ=122 135+ 161+ 231+ 245+

(OMe)(OH) Δ=46 Δ=124 137+ 163+ 233+ 247+

(OH)3 Δ=48 Δ=126 139+ 165+ 235+ 249+

(OMe)2 Δ=60 Δ=138 151+ 177+ 247+ 261+

(OCH2O)(OH) Δ=60 Δ=138 151+ 177+ 247+ 261+

(OMe)(OH)2 Δ=62 Δ=140 153+ 179+ 249+ 263+

(OCH2O)(OMe) Δ=74 Δ=152 165+ 191+ 261+ 275+

(OMe)2(OH) Δ=76 Δ=154 167+ 193+ 263+ 277+

(OMe)3 Δ=90 Δ=168 181+ 207+ 277+ 291+

mase uobičajenih gubitaka i fragmenata kod lignana weights of common fragments and losses from lignans

H+

OH

O+

R1

R2

CH2

O+

R1

R2

[M+H]+

+

[A]+

+

[A']+

H2O

H2O

[M+H-H2O]+

[M+H-2H2O]+

C+ CH2

R1

CH+

CH2

R1

CH+

R1

[B]+

a

I

aa

I

a

a'

a'

a

a'

a

b

b

a'

OH

O+

R1

R2

CH2

O+

R1

R2

H2O

[M+H-H2O]+

O

O

R1

R2

H+

[M+H]+

a'

a'

a'

a'

H2O

[M+H-2H2O]+

I

II

II O

O

R1

R2

H+

II

O

O

R1

[C+H]+

H+

R2HArH =

[C+H-CO]+ [C+H-CO2]+

R1

CH2

+

R1

R2

CH2

+

R2

(minor)

O

O

R2

R1

putevi fragmentacije ariltetralinskih i dibenzobutirolaktonskih lignana fragmentation pathways of aryltetralin and dibenzobutyrolactone lignan

predloženi put fragmentacije identifikovanog jedinjenja (jateina) proposed fragmentation pathway of the detected compound (yatein)

O

O

O

OH+

O

O

O

C22

H25

O7

401.15948 Da

CH2O

O

O+

O

O

O

C22

H23

O6

383.148915 Da

O

O

O

+

C10

H13

O3

181.085921 Da

O

O

+

C10

H9O

2

161.059706 Da

O

O

+C

8H

7O

2

135.044056 Da

C

O+

C9H

7O

131.049141 DaC

+

C8H

7

103.054227 Da

OH+

O

O

O C12

H15

O4

223.096485 Da

?

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE10) Quantification of secondary

biomolecules by LC-DAD-MS/MS

Lab exercise: Identification and quantification of secondary

biomolecules in plant material by LC-DAD-MS/MS

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Aims:

The aim of the exercise is to provide insight into manual optimization of

parameters for quantitative LC-MS/MS analysis.

Outcomes:

After succesful completion of the exercise, the student is able to:

• describe steps of ESI-MS/MS parameters optimization for quantitative

analysis,

• create/adapt acquisition methods, process experimental data and choose

optimal parameter values,

• process quantitative LC-MS/MS analysis results.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Equipment

• HPLC instrument (Agilent Technologies series 1200) with:

• degasser,

• binary pump,

• autosampler,

• thermostatted column compartment,

• DAD and

• ESI-QqQ-MS/MS detector (Agilent Technologies series 6410A)

• reversed-phase column (Zorbax XDB-C18, 50 mm 4.6 mm, 1.8 μm, or

equivalent)

• common lab equipment:

• 10–100 μL and 100–1000 μL micropipettes,

• mobile phase filtration unit,

• ultrapure water preparation unit,

• syringes and syringe filters (e.g. RC),

• ultrasonic bath,

• 2 mL autosampler vials, etc.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Materials

• ultrapure water

• formic acid (p.a. or better)

• mobile phase A: 0.05 % aqueous formic acid

• mobile phase B: methanol (gradient grade or better)

• iso-propanol (HPLC grade or better)

• selected sample: chamomile extract, diluted with 1:1 aqueous methanol (to

the final concentrations 25 mg of drug per 1 mL and 0.5 mg of drug per 1

mL), membrane-filtered

• working standard: 10 g/mL of apigenin 7-O-glucoside and 2.0 g/mL of

apigenin in 1:1 aqueous methanol

• diluted working standards: serial 1:1 dilutions in 1:1 aqueous methanol

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

In this exercise, HPLC-MS/MS for quantification of selected secondary

biomolecules will be developed, and used for their quantification in selected plant

extract.

It is assumed that the student:

• has basic knowledge of LC-DAD-MS/MS principles,

• is familiarized with Agilent Mass Hunter Data Acquisition software operation,

• is familiar with qualitative analysis using LC-DAD-MS/MS (software operation),

• has basic skills with spreadsheet software (e.g. Microsoft Excel).

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE10) Kvantifikacija sekundarnih

biomolekula pomoću LC-DAD-MS/MS

Vežba: Identifikacija i kvantifikacija sekundarnih biomolekula u

biljnom materijalu pomoću LC-DAD-MS/MS

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Ishodi:

Cilj vežbe je da studenta uputi u postupak manuelne optimizacije parametara za

kvantitativnu LC-MS/MS analizu.

Ciljevi:

Nakon uspešno završene vežbe, student je u stanju da:

• opiše korake u procesu optimizacije parametara ESI-MS/MS instrumenta za

kvantitativnu analizu,

• postavi/adaptira metode za akviziciju, obradi rezultate eksperimenata i

odabere optimalne vrednosti parametara,

• obradi rezultate kvantitativne LC-MS/MS analize.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE12) Semi-preparative HPLC

Lab exercise: Isolation of selected natural product from plant

material by semi-preparative HPLC

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Aims:

The aim of the exercise is to provide insight into optimization of semi-

preparative HPLC separation conditions, and performing the

separation.

Outcomes:

After succesful completion of the exercise, the student is able to:

• describe steps of pHPLC conditions optimization and possible

problems,

• create/adapt pHPLC method and perform experimental separation.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Introduction

In this exercise, semi-preparative HPLC will be

used to isolate pure components from complex

mixture. The sample is pre-fractionated

methanolic extract of Anhtriscus sylvestris

plant, which contains numerous lignans with

potent anti-cancer activity.

The isolation will be performed on Agilent

Technologies 1200 series HPLC, consisting of

solvent degasser, binary analytical pump,

automated liquid sampler, thermostated column

compartment and diode-array detector (DAD).

Additonally, ESI-QqQ-MS/MS can be attached

as a detector during the development step, to

identify the peaks of interest. The system is

powered by Agilent Technologies MassHunter

Workstation software.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

For preparative separations, large-diameter columns are used to increase

loading capacity and reduce number of runs needed to fractionate the entire

amount of sample. In this exercise, Zorbax Eclipse XDB-C18 column, 25 cm

long, with 9.6 mm internal diameter and 5 m particles will be used. Depending

on the nature of the sample, over 10 mg can be injected onto this column and

separated in a single run.

Comparison of

analytical and semi-

preparative column.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

After chromatographic separation (and, optionally, detection), selected

regions of chromatogram are collected. The selection can be based on

time/volume or by signal, and can be performed manually or automatically.

In this exercise, manual collection will be used, that is the most labor-

intensive (requires the constant presence of an operator) but is also the

most flexible – peaks of very different sizes and shapes (even overlapping

peaks), and with varying retention times, can be reliably collected. The exit

from DAD flow cell is connected to a tubing that will be used to forward the

fractions into test tubes. The tubing should be as short as practically

possible, to prevent long delay times (e.g. time differences between peak

detection and appearance in the effluent).

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Materials & equipment

• HPLC instrument (Agilent Technologies series 1200) with degasser, binary

pump, autosampler, thermostatted column compartment and DAD

• reversed-phase column (Zorbax XDB-C18, 250 mm 9.6 mm, 5 μm, or

equivalent)

• common lab equipment

• ultrapure water

• formic acid (p.a. or better)

• mobile phase A: 0.05 % aqueous formic acid

• mobile phase B: methanol (gradient grade or better)

• iso-propanol (HPLC grade or better)

• selected sample: Anthriscus sylvestris extract fraction

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE12) Semi-preparativna HPLC

Vežba: Izolacija odabranih prirodnih proizvoda iz biljnog

materijala semi-preparativnom HPLC

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Ciljevi:

Cilj vežbe je da studenta uputi u postupak optimizacije uslova za

semipreparativno HPLC razdvajanje i izvođenje samog razdvajanja.

Ishodi:

Nakon uspešno završene vežbe, student je u stanju da:

• piše korake u procesu optimizacije uslova pHPLC razdvajanja i navede

potencijalne probleme,

• postavi/adaptira pHPLC metodu i u praksi izvede razdvajanje.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Uvod

U ovoj vežbi, semi-preparativna HPLC biće

korišćena za izolovanje čistih komponenti iz

kompleksne smeše. Uzorak je prethodno

frakcionisani metanolni ekstrakt biljke Anhtriscus

sylvestris, koja sadrži brojne lignane sa

potentnom antikancer aktivnošću.

Izolovanje će se vršiti na Agilent Technologies

1200 series HPLC, koji se sastoji od degazera,

binarne analitičke pumpe, autosemplera,

termostatiranog odeljka za kolonu i detektora sa

nizom dioda (DAD). Dodatno, ESI-QqQ-MS/MS

se može povezati kao detektor u toku faze

razvoja, kako bi se identifikovali pikovi od

interesa. Sistem se kontroliše Agilent

Technologies MassHunter Workstation

softverom.

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Za preparativna razdvajanja koriste se kolone velikog prečnika, kako bi se

povećao kapacitet i smanjio broj ciklusa neophodnih za frakcionisanje

celokupne količine uzorka. U ovoj vežbi koristiće se Zorbax Eclipse XDB-C18

kolona dužine 25 cm, unutrašnjeg prečnika 9,6 mm, sa česticama od 5 m. U

zavisnosti od prirode uzorka, moguće je injektovanje i frakcionisanje i preko 10

mg uzorka.

Poređenje analitičke

i semipreparativne

kolone

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Nakon hromatografskog razdvajanja i, poželjno, detekcije, odabrani

segmenti hromatograma se sakupljaju. Izbor segmenata se može zasnivati

na vremenu/zapremini ili signalu, i sakupljanje se može izvesti ručno ili

automatski.

U ovoj vežbi koristiće se ručno sakupljanje, koje zahteva najviše ljudskog

rada (zahteva konstantno prisustvo operatera) ali je i najfleksibilnije – pikovi

veoma različitih veličina i oblika (čak i preklapajući pikovi) i varirajućih

retencionih vremena mogu biti pouzdano sakupljeni. Izlaz sa DAD protočne

ćelije povezan je na kapilaru koja će biti korišćena za prosleđivanje frakcija

u epruvete. Kapilara treba da bude što kraća da bi se izbegla duga vremena

zadržavanja (razlike između vremena detekcije pika i njegove pojave u

efluentu).

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Pribor i materijal

• HPLC instrument (Agilent Technologies series 1200) sa degazerom,

binarnom pumpom, autosemplerom, termostatiranim odeljkom za kolonu i

DAD

• reverzno-fazna kolona (Zorbax XDB-C18, 250 mm 9.6 mm, 5 μm, ili

ekvivalentna)

• uobičajeni laboratorijski pribor

• ultračista voda

• mravlja kiselina (p.a. ili bolja)

• mobilna faza A: 0.05 % vodeni rastvor mravlje kiseline

• mobilna faza B: metanol (gradient grade ili bolji)

• izo-propanol (HPLC kvaliteta ili bolji)

• uzorak: frakcija ekstrakta Anthriscus sylvestris

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE12c) Semi-preparative HPLC –

supplementary material

Lab exercise: Isolation of selected natural product from plant

material by semi-preparative HPLC

Course: Isolation and characterization of natural products

Author: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Preparation: Dejan Orčić (University of Novi Sad, Faculty of Sciences)

Special thanks to Sanja Berežni (University of Novi Sad, Faculty of Sciences) for contribution

______________________________________________________________________________________________________

This project has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the authors,

and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

(EE12c) Semi-preparativna HPLC –

dopunski materijal

Vežba: Izolacija odabranih prirodnih proizvoda iz biljnog

materijala semi-preparativnom HPLC

Kurs: Izolacija i karakterizacija prirodnih proizvoda

Autor: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički

fakultet)

Tehnička priprema: Dejan Orčić (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-

matematički fakultet)

Zahvaljujemo se Sanji Berežni (Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet) za

doprinos

O

O

R

R

O

O

O

R

R

O

O

R

R

OH

O

O

R

R

O

O

R

R

O

O

O

R

R

OH

O

O

R

R

O

O

O

R

R

O

O

R

R

OH

expected structural classes

with approx. absorption maxima of chromophores

~330 nm

~280 nm

mAU vs. Acquisition Time (min)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

0.2 L

1 L

2 L

3 L

4 L

5 L

6 L

injection volume optimization

injection volume optimization ‐ zoomed

mAU vs. Acquisition Time (min)4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5

0.2 L

1 L

2 L

3 L

4 L

5 L

6 L

2x10

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

DAD1 - TWC F7.3.1_06_test_6ul_short .d

mAU vs. Acquisition Time (min)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

421 35a5b

6 7 8 9 1110

fractions definition

F1 F2 F3 F4

after each run

evaporation

fraction (in MeOH + H2O + formic acid)

n

CHCl3 layerevaporation

MeOH removal