Pompage des ions - Un exercice d'ingénierie de la sensibilité dans le spectromètre de masse Xevo TQ-XS

Le défi : Créer le spectromètre de masse le plus sensible pour l'analyse quantitative.

C'est un défi de taille pour toute équipe d'ingénierie de conception. Lorsqu'ils se sont vus confier cette mission pour un spectromètre de masse tandem quadripolaire de nouvelle génération, nos ingénieurs concepteurs se sont d'abord adressés à ceux pour qui la sensibilité analytique est la plus importante : les scientifiques effectuant des études quantitatives pour des clients exigeants qui comptent sur des résultats précis et fiables.

De ces conversations, nos ingénieurs sont ressortis avec un mandat clair. On leur a dit : "Nous avons besoin d'un spectromètre de masse qui nous permettra de détecter et de mesurer plus de molécules d'échantillon que nous ne pouvons le faire aujourd'hui et ce serait formidable si nous n'avions pas à le nettoyer aussi souvent qu'aujourd'hui."

Les ingénieurs concepteurs de Waters ont commencé par penser petit - au niveau de l'ion moléculaire - et ont réduit les options à un petit nombre de choix.

• Admettre plus d'ions de la source.
• Améliorer leur séparation des molécules neutres et des gaz.
• Concentrer et transmettre les ions afin qu'un plus grand nombre d'entre eux atteignent le détecteur et soient disponibles pour l'analyse.
• Traitez les ions fragiles avec plus de douceur.

Nos ingénieurs savaient que s'ils pouvaient accomplir ces choses, ils seraient sur la bonne voie.

Heureusement, nous disposions de la technologie du guide d'ions StepWave pour travailler. Le guide d'ions StepWave a été introduit pour la première fois avec le spectromètre de masse Xevo TQ-S de Waters.

Sa conception hors axe, première du genre, utilise des "ondes progressives" pour déplacer les ions de la source vers l'analyseur de masse. La conception géométrique unique du guide d'ions - canaux supérieur et inférieur réunis - guide le nuage d'ions diffus dans le canal inférieur. Alors que les espèces moléculaires chargées sont aspirées vers le haut et dans le petit canal, les contaminants tels que les gaz, l'excès de solvant et les espèces neutres, continuent tout droit dans le grand canal et sortent de l'instrument par un orifice d'échappement.

Cela a deux effets :

1. Capturez autant d'ions que possible ;
2. Veillez à ce que les ouvertures et les surfaces critiques le long du trajet de transmission vers le détecteur soient plus propres, afin que des milliers d'échantillons puissent être analysés sans perte de performance notable.

Mais les ingénieurs concepteurs de Waters ne se sont pas arrêtés là. Ils ont élargi l'ouverture de la source du spectromètre de masse afin de capturer davantage d'ions de l'échantillon, ils ont affiné le contrôle de la tension du guide d'ions afin de conserver intactes les petites molécules fragiles telles que les amphétamines, les stéroïdes endogènes, la vitamine D et les pesticides, et ils ont ajouté un guide d'ions quadripolaire segmenté secondaire afin de concentrer encore plus le faisceau d'ions et de transmettre davantage d'ions à l'analyseur de masse, améliorant ainsi considérablement la sensibilité. Le résultat est le spectromètre de masse quadripolaire en tandem le plus sensible du marché pour la quantification d'échantillons d'analytes sur une plage dynamique de six ordres.

Pour les laboratoires qui réalisent des études quantitatives, un nouveau jour est arrivé. Ils peuvent se conformer à des réglementations plus strictes concernant les niveaux autorisés de résidus de pesticides dans les aliments, réaliser des études de biomarqueurs et mesurer des niveaux plus faibles de molécules endogènes, et mener des études DMPK sur des composés médicamenteux plus puissants.

Lorsqu'il s'agit de pomper des ions, les ingénieurs-concepteurs de Waters confient le gros du travail au nouveau guide ionique StepWave XS.

En matière de sensibilité quantitative, l'état de l'art est le spectromètre de masse Xevo TQ-XS de Waters.

Lecture connexe:

• Spectrométrie de masse en tandem quadruple : Le fondement de la sécurité et de l'efficacité des produits,
  et la prise de décision
• Le menu de votre dîner a-t-il été quantifié ?