Ioniliikkuvuusmassaspektrometria saponiinien analytiikassa

Abstract

Saponiinit ovat kasvien ja joidenkin merieliöiden tuottamina erikoistuneita metaboliitteja. Niiden rakenne muodostuu hydrofobisesta aglykoniosasta, jota kutsutaan sapogeniiniksi, sekä hydrofiilisestä sokeriosasta. Sapogeniiniosaan voi olla kiinnittyneenä yksi tai useampi sokeriketju, jotka voivat olla lineaarisia tai haaroittuneita. Koska rakenne koostuu hydrofobisesta ja hydrofiilisestä osasta, saponiineilla on amfifiiliselle rakenteelle tyypillisiä kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.

Kiinnostus saponiineja kohtaan on kasvanut vuosien kuluessa, kun niiden lääketieteellisesti merkittävistä ominaisuuksista on saatu enemmän tietoa. Saponiineilla on pinta-aktiivisia ominaisuuksia sekä monia lääketieteen kehityksen kannalta hyödyllisiä bioaktiivisia ominaisuuksia. Niillä on esimerkiksi antibakteerisia, sytotoksisia ja anti-inflammatorisia ominaisuuksia, joiden takia niitä käytetään lääkkeissä. Saponiinit ovat kuitenkin rakenteellisesti monimuotoinen yhdisteryhmä. Niillä esiintyy erityisesti isomeriaa, jonka takia niiden karakterisointi on vaikeaa pelkästään tavallisilla massaspektrometrian menetelmillä. Yksi keino rakenneisomeerien erottamiseen on ajateltu olevan ioniliikkuvuusmassaspektrometria (engl. ion mobility spectrometry–mass spectrometry, IMS-MS).

IMS-MS perustuu ionienliikkuvuuden mittaamiseen inertissä puskurikaasussa sähkökentän vaikutuksesta. Ionin kulkevat liikkuvuusalueella puskurikaasussa, jossa ne erotellaan koon, varauksen ja muodon mukaan. Liikkuvuusmittauksista saadaan tulokseksi törmäyspoikkipinta-alan arvoja, jotka kuvaavat ionien kolmiulotteista muotoa. Ionit kulkeutuvat liikkuvuusmittauksesta massa-analysaattorille, jossa niistä saadaan massaspektrometrista dataa yhdistettynä ioniliikkuvuusdataan. IMS-MS on otettu keinoksi saponiinien rakenneisomeristen muotojen erotteluun toisistaan.

IMS-MS on nopea ja tehokas menetelmä ja sitä voidaan soveltaa kenttäolosuhteisiin pienentämällä laitteiston kokoa. IMS on suosittu yhdistelmä käytettäväksi LC-MS/MS-menetelmien kanssa ratkaistaessa saponiinien rakenteellisia isomeerejä. Menetelmän käytössä saponiinien analytiikassa on havaittu myös haasteita, joita yritetään ratkaista tulevaisuudessa.