Courtesy of John Still/Thermo Fisher Scientific

LC-MS in Theorie und Praxis

Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie – der Stand der Dinge

Seit einigen Monaten beobachtet und begleitet EUROPEAN HOSPITAL die Entwicklung der analytisch/medizinischen Diagnostik mit Hilfe der Kopplung von Liquid-Chromatographie mit der Massenspektroskopie. In dieser Ausgabe lesen Sie zu diesem Thema nachfolgend ein Interview mit Dr. Stavros Kromidas, der u.a. von einer neuen Methode berichtet, bei der sozusagen eine „Life-MS-Analyse“ während einer OP eingesetzt werden kann. Dr. Kromidas ist HPLC-Spezialist, hat mehrere Fachbücher zu dem Themenkomplex herausgegeben und gerade sein neuestes Werk zur LC-MS-Kopplung veröffentlicht.

Interview: Walter Depner

Herr Dr. Kromidas, Sie haben vor kurzem Ihr neuestes Buch “HPLC-MS-Buch für Anwender“ vorgestellt. Bei Ihren bereits erschienenen Büchern zu dem Themenkomplex HPLC waren jeweils die theoretischen Grundlagen immer sehr verständlich beschrieben und auch ausreichend, aber nicht übergewichtig. D.h. die Bücher waren hauptsächlich für den Benutzer gedacht. Bei dem neuen Werk, das sich erstmals mit der Kopplung von chromatographischen und spektroskopischen Methoden beschäftigt, scheint das vom Titel her ebenso zu sein. Ist dem so und an wen wendet sich das Buch?

‘Ja, der praktische Aspekt steht zweifelsohne auch hier im Vordergrund; die Hintergründe zu den einzelnen LC-MS-Modi werden natürlich erläutert, aber wir haben versucht, im stärkeren Maße Tipps und Empfehlungen für den Alltag vorzustellen. Der Adressat ist der Anwender vor Ort und der Praxis-orientierte Vorgesetzte.’

LC-MS-Kopplungen sind ja nicht neu und werden seit Jahrzehnten, hauptsächlich in der Life Science bzw. Umweltanalytik, eingesetzt. Wie sieht es mit dem Einsatz der Methode im medizinischen Umfeld aus?

Eine zunehmende Wichtigkeit der Massenspektrometrie beoabschten wir im forschenden Umfeld, wo die Grenzen zwischen Biochemie, Diagnostik, Toxikologie immer fließender werden

Stavros Kromidas

‘Hier muss man stark differenzieren. Die Massenspektrometrie hat in der medizinischen Praxis bereits Einzug gehalten, hier ein aktuelles Beispiel: Bei REIMS (Rapid Evaporative Ionization-MS) befindet sich an dem Skalpell des Chirurgen während der operativen Entfernung von vermeintlichem Krebs-befallenem Gewebe eine MS-Sonde. Damit  werden permanent MS-Spektren erzeugt und in real-time wird angezeigt, ob es sich um ein mit Metastasen befallenes Gewebe handelt oder eben nicht. Die Technik funktioniert offensichtlich genau so gut wie die bisher angewandte, aufwendigere histologische Prüfung. In einem klinischen Routinelabor wird LC-MS kaum eingesetzt, die dort normalerweise zu bestimmenden Werte werden mit weniger aufwendigen Methoden bestimmt. Eine zunehmende Wichtigkeit der Massenspektrometrie beoabschten wir allerdings im forschenden Umfeld, wo die Grenzen zwischen Biochemie, Diagnostik, Toxikologie immer fließender werden. Ich denke da beispielsweise an den gesamten „omics“-Bereich, an monoklonale Antikörper, an Biomarker.’

Unabhängig vom Einsatzort der Methode gibt es, wie bei den meisten analytischen Verfahren, viele Aspekte, die für alle Anwender von Interesse sind. Wie steht es um die Voraussetzungen, sowohl in räumlicher, instrumenteller als auch in personeller Hinsicht? 

Photo
Dr Stavros Kromidas ist ein Experte auf dem Gebiet der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC).

‘Wie Sie richtigerweise bereits erwähnt haben, wird die LC-MS-Kopplung seit Längerem - ca. 20-25 und  verstärkt seit 7-10 Jahren eingesetzt – da kann man schon von einer Reife sprechen. Die Methode ist also etabliert. Die räumlichen Voraussetzungen fallen immer weniger ins Gewicht, da die Geräte bereits recht kompakt sind. Wir beobachten heute gerade in der LC-MS-Kopplung eine starke Differenzierung: Auf der einen Seite gibt es einfache, kleine, robuste Geräte für die Routine bei bekannten Zielanalyten;  die Anforderungen an die Anwender sind hier eher gering. Auf der anderen Seite gibt es die sogenannten „High-End“-Geräte für die Non-Target-Analytik. Um hier die Technik effektiv zu nutzen, benötigt man ein fundiertes Wissen. Allerdings: Dem Anwender stehen immer mehr neu entwickelte Tools wie online-Vergleich mit Spektrenbibliotheken, Verwendung mehrerer/neuer Interfaces und intelligente Nutzung mehrerer Daten (z. B. Retentionszeiten aus orthogonalen Trennungen, Spektren, log D-Werten) zur Verfügung.’

Ein besonderer Schwerpunkt Ihrer Arbeit gilt der Säulentechnologie und der Gradientenoptimierung. Ist deren Einfluss auch bei der Kopplungstechnik groß und gibt es hier Besonderheiten? 

‘Allerdings, denn man benötigt für die LC-MS-Kopplung stabile stationäre Phasen, die nicht „bluten“. Und das ist bei den häufig notwendigen polaren stationären Phasen schon eine echte Herausforderung. Hier gibt es enorme Anstrengungen seitens der Hersteller, als neuere Entwicklung sind hier die Phasen mit einer zusätzlichen positiven Ladung zu nennen. Was den Gradienten angeht, bleibt das Prinzip natürlich gleich, allerdings gibt es Besonderheiten. Dieser Aspekt wird in einem weiteren Buch in Kürze beschrieben.’*

Neben dem reinen Zeitfaktor spielt auch die ökonomische Seite bei der Erstellung von Analysenergebnissen eine wichtige Rolle. Wie sehen Sie die beiden Faktoren?

Je mehr Zeit – und letztlich Geld – ich investiere, umso sicherer werde ich hinsichtlich der Aussagen, bzw. der Ergebnisse

Stavros Kromidas

‘Mit der LC-MS ist es wie im „richtigen“ Leben, es gibt auch hier eine Wechselwirkung, das eine bedingt das andere: Je mehr Zeit – und letztlich Geld – ich investiere, beispielsweise durch Einsatz unterschiedlicher Ionisierungstechniken, umso sicherer werde ich hinsichtlich der Aussagen, bzw. der Ergebnisse. Ansonsten findet man schnell und günstig was man erwartet. Aber - jenes (manches) entspricht nicht immer dem was ist…'

Vielen Dank für das Gespräch und weiter viel Erfolg sowohl der neuen Bücher als auch methodisch mit der HPLC.

*Anmerkung der Redaktion: Speziell zu diesem Thema erscheint in Kürze ein weiteres Fachbuch bei Wiley von Dr. S. Kromidas  „Der Gradient in der HPLC für Anwender“


Profil:

Dr. Stavros Kromidas, geb. in Thessaloniki, Griechenland, studierte Chemie und promovierte zu dem Thema „Über die Entwicklung von neuen chiralen Phasen in der HPLC“ bei Prof. Engelhardt in Saarbrücken. Er war danach in leitender Position bei Waters GmbH tätig, bevor er 1989 die Novia GmbH gründete. Seit 2001 ist Dr. Kromidas Referent und Fachbuchautor für HPLC und Validierung. Schwerpunktthemen seiner Tätigkeit: Vergleich und  Auswahl von stationären Phasen und Gradientenoptimierung sowie der Einsatz moderner HPLC und UHPLC.

23.05.2018

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