质谱定量和校准

质谱定量和校准

在化合物已知的情况下(例如在临床试验中,已经收集来自多个个体样品的统计数据,并且试验药物及其目标代谢物已经得到充分表征),我们并不需要完整质谱图。然而,分析复杂生理混合物对灵敏度的要求比较高,因此需将仪器设置为只监测具有特定m/z的离子。(请参阅本入门指南前面部分比较SIR和MRM响应的内容)。

由于离子会连续流过三重四极杆或串联四极杆,因此没有必要限制进入质量分析器的离子流。另一方面,离子阱体积有限且已确定,因此必须具备防止过多离子进入离子阱的功能。离子强度不受控会导致谱图中出现不需要或意料之外的峰,在GC-MS分析中,这个问题在您尝试从谱库中搜索EI谱图时尤为棘手。离子阱的设计已经做了重大改变,允许在外部完成电离(在滤质器外部生成离子,然后将离子注入离子阱),而不是在内部电离(在滤质器内部电离)。这样的设计变更解决了离子阱中发生离子分子反应的问题,但也引入了限制。即使在MRM模式下,这种自动控制总离子流的机制也会导致整个色谱峰的采样间隔不规则。因此,离子阱只能用作分析复杂基质中痕量物质的工具,对需要很高准确度和精密度的情况尤其适用,例如要求数据必须在法律上站得住脚的情况,或者法律专门针对数据准确度和精密度制定了严格标准的情况。

执行MS定量时通常需要使用内标。使用内标可以控制萃取过程、LC进样和电离过程的变异性。如果不使用内标,重复样品之间的RSD可能高达参比标准品重复样品的十倍(参比标准品的RSD通常仅为较小的个位数)。优选的内标是同位素标记的目标分子。尽管实践证明这种分子的合成成本较高,但它们的萃取回收率、色谱保留时间,以及在质谱仪中的电离响应都与目标分子类似。

使用配备CI离子源的GC/MS的定量应用示例 - 线性动态范围覆盖5个数量级

评估系统适应性、随机化样品以及确定合适的校准曲线和浓度点是大家长期争论的主题。敬请访问https://www.ionsource.com/tutorial/msquan/requantoc.htm查看有用的参考资料。

校准

质谱专家使用校准化合物来调整质谱校准范围和离子的相对强度,以匹配已知实体。此操作对所有质谱仪都适用,因为电子器件、表面清洁度和实验室环境条件的任何细微变化都会影响仪器可重现地给出有意义的测定结果的能力。那些要求很低的、使用名义质量数仪器执行的分析也许不需要频繁校准,而是需要更频繁地检查响应。然而,要想达到高质量精度,就需要持续监测各种微小的变化。

GCMS常用的校准化合物是FC-43,也称为全氟三丁胺。其他校准化合物混合物被用于调整高分辨率质谱仪的校准范围。碘化铯钠(NaCsI)和聚乙二醇的混合物在LCMS校准中很常用。将NaCsI溶于LCMS兼容的溶剂中,以稳定状态输入或注入仪器,可得到4000 Da范围内的一系列单同位素峰。

现在市面上已经有了相应的试剂盒,其中包含一系列肽、蛋白质、基质和溶剂标准品,可供基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱仪的校准、调谐和灵敏度测试使用。例如,Sigma Aldrich就针对蛋白质和肽的复杂混合物分析(700-66,000 Da)推出了一款设置辅助试剂盒。

实时校正标准液

在使用TOF和与之类似的高精度仪器进行要求相当苛刻的测定时,需要时刻保持警惕。哪怕是细微的温度变化也可能导致报告的质量数结果发生ppm水平的变化。根据仪器的电离类型,您可以简单地使用离子源中存在的已知污染物来持续纠正校准结果。或者,您也可以在整个分析过程中定期对离子流采样,重新建立正确的校准。如果只是简单地在色谱柱之后、质谱仪入口之前向流动的LC洗脱液中“掺入”实时校正标准液,通常会导致离子抑制、质量干扰和溶剂效应等不受控制的行为。

飞行时间(TOF)仪器(本入门指南前文介绍过)可以达到低至几ppm的准确度,而傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICR)仪器能够达到更高的准确度,前提是适当控制进入检测器的离子数量。通过纠正任何质量数偏移,可以实时地重新校正实时校正标准液,从而消除相对于质量范围校准时确定的质量的质量误差。信号弱是也是一个有时会被忽视的原因,可以通过对LC峰的质量数测定值求平均值并按信号强度加权来校正。

专为获取精确质量数据而优化的双电喷雾源是蛋白质组学研究或低水平代谢物鉴定的理想选择。该方法使用两个独立的ESI探头对校正喷雾(或参比)流进行采样,且使用由可编程的步进电机驱动的振荡挡板。参比喷雾以预定义的时间间隔采样,确保采集占空比有利于采集到含有分析物的液体流。系统会实时监测采样挡板的位置,从而对两个液体入口进行标识,以便将参比数据和样品数据存储在独立的文件中。该设计消除了分析物通道与参比通道之间的交叉干扰。

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