ThermoFisher Scientific에서 새롭게 선보이는 Higher Collisional Dissociation (HCD) cell이 장착된 고분해능 질량분석기인 LTQ Orbitrap XL(그림1)을 이용하여 대사체학 연구를 위한 실험적인 방법을 소개하고자 한다. 본 실험은 녹차와 홍차의 대사산물의 양적 비교와 이 대사물질들의 정확한 질량값과 HCD fragmentation정보를 토대로 구조적인 정보를 얻고자 한다.

LTQ Orbitrap XL과 HCD cell을 이용하여 녹차와 홍차추출물을 분석했다. 시료는 Accela High Speed LC와 2.1mm ID, 1.9um Hypersil Gold 컬럼을 이용하여 분리하였으며, 분해능 30,000으로 full scan을 하여 Parent mass를 확인하고, Data Dependent Scan function를 이용하여 분해능 7,500으로 HCD MSn의 데이터를 얻었다.

홍차와 녹차 사이에 대사산물의 양적인 차이를 비교하기 위해 SIEVE Software를 이용하여 확인하였다. 고분해능을 유지하면서 빠른 분석을 위해 UHPLC와 매우 작은 입자의 충진제로 채워진 컬럼을 사용하였다. External Calibration시 3ppm이하의 고정확도를 가진 LTQ Orbitrap XL 질량분석기를 이용하여 미지시료의 elemental composition 을 확인하였다. HCD fragmentation은 이러한 미지시료의 구조적인 정보와 물질 확인을 하는데 용이하다. 이를 검증하기위해 임의로 Epigallocatechin gallate(EGCG) 표준시료를 사용하였다.

그림1) LTQ Orbitrap XL mass spectrometer와 HCD collision cell의 계략도이다. LTQ Orbitrap XL의 HCD collsion cell은 낮은 농도의 복잡한 혼합물 성분을 분석하는데 더욱 탁월한 성능을 보인다. Fragmentation시 Linear ion trap의 ion trap이나 HCD collision cell 두 곳에서 병렬방식으로 이온을 선택할 수 있고, 또한 fragmentation 할 수 있다. HCD의 경우, ion들이 C-trap을 거쳐 gas로 채워진 collision cell로 이동하면 높은 선택성과 높은 S/N 비 fragmentation을 제공한다.