Cuantificación y calibración por espectrometría de masas

Cuantificación y calibración por espectrometría de masas

No se requieren espectros de masas completos cuando ya se conoce un compuesto, como en el caso de los ensayos clínicos en los que se recopilan datos estadísticos de muchas muestras individuales y el fármaco administrado y su metabolito de interés ya están bien caracterizados. Sin embargo, se requiere una sensibilidad muy buena en una mezcla fisiológica compleja, por lo que el instrumento está configurado para monitorizar solo valores m/z específicos. (Consulte la comparación de la respuesta SIR y MRM, descrito anteriormente en este manual).

Debido a que los iones fluyen continuamente a través del cuadrupolo triple o en tándem, no es necesario limitar la corriente de iones en el analizador de masas. Por otro lado, la captura de iones tiene un volumen finito definido y, por lo tanto, necesita una función para evitar que entren demasiados iones en la captura. Si no se controla la intensidad de los iones, se generan picos no deseados o inesperados en un espectro, un fenómeno particularmente problemático cuando se intenta hacer una búsqueda en la biblioteca de espectros EI en GC-MS. El diseño de las capturas de iones ha cambiado sustancialmente para permitir la ionización externa (iones creados fuera del filtro de masa con la posterior inyección de iones en la captura) en lugar de la ionización interna (ionización dentro del filtro de masa). El cambio de diseño abordó el problema de las reacciones de las moléculas de iones en la captura, pero también introdujo una limitación. Incluso en el modo MRM, este control automático de la corriente total de iones puede dar lugar a intervalos de muestreo irregulares en un pico cromatográfico. Por lo tanto, en última instancia, la captura de iones está limitada como herramienta para el análisis de trazas en matrices complejas, particularmente cuando se requiere la mayor exactitud y precisión, como es el caso, para datos que deben ser legalmente defendibles o cuyos estrictos criterios de exactitud y precisión de la cuantificación están dictados por la legislación.

Se suele utilizar un patrón interno al realizar la cuantificación de MS. El patrón proporciona controles sobre la variabilidad en los procesos de extracción, inyección de LC e ionización. Sin un patrón interno, las RSD entre réplicas pueden ser diez veces más altas que las réplicas referenciadas a un patrón que normalmente produce RSD en cifras bajas de un solo dígito. El mejor patrón interno es una versión marcada isotópicamente de la molécula de interés. Aunque sintetizar una molécula de este tipo resulta caro, presentará una recuperación de extracción, un tiempo de retención cromatográfico y una respuesta de ionización similares en el espectrómetro de masas.

Ejemplo de cuantificación utilizando GC/MS con CI: Rango dinámico lineal de 5 órdenes

La evaluación de la idoneidad del sistema, la aleatorización de las muestras y la determinación de las curvas y los puntos de concentración adecuados son objeto de un largo debate. Se pueden consultar algunas referencias útiles en https://www.ionsource.com/tutorial/msquan/requantoc.htm

Calibración

Un espectrómetro de masas utiliza los compuestos de calibración para ajustar la escala de calibración de masas, así como las intensidades relativas de los iones, para que coincidan con las de las entidades conocidas. Esta operación se realiza en todos los espectrómetros de masas porque los cambios sutiles en los componentes electrónicos, la limpieza de las superficies y las condiciones ambientales del laboratorio pueden afectar a la capacidad del instrumento para reproducir una medición significativa. Para los análisis menos exigentes en instrumentos de masa nominal, la necesidad de calibración puede ser poco frecuente y resulta más común una comprobación de su respuesta. No obstante, la exactitud de una masa elevada requiere una vigilancia constante para detectar cambios mínimos.

Para GCMS, un compuesto de calibración popular es el FC-43, también conocido como perfluorotributilamina. Se utilizan otras mezclas de compuestos de calibración para ajustar la escala de calibración de un espectrómetro de masas de alta resolución. Las mezclas de yoduro de cesio sódico (NaCsI) y polietilenglicol son populares para la LCMS. En un eluyente compatible con LCMS, el NaCsI vertido o infundido en estado estable en un instrumento proporciona una serie de picos monoisotópicos de hasta 4000 Da.

Hay kits disponibles que contienen una selección de péptidos, proteínas, matrices y eluyentes estándar para calibrar, ajustar y comprobar la sensibilidad de los espectrómetros de masas de ionización por desorción con láser (MALDI) asistidos por matriz. Uno, de Sigma Aldrich, es una ayuda de configuración para analizar mezclas complejas de proteínas y péptidos (de 700 a 66 000 Da).

Masa de bloqueo

Se requiere una vigilancia constante para las mediciones más exigentes con TOF e instrumentos similares de alta exactitud. Un pequeño cambio en la temperatura por sí solo puede cambiar los resultados de masa notificados en muchas partes por millón. Dependiendo del tipo de ionización utilizado, se puede lograr una corrección de calibración constante con solo utilizar un contaminante conocido presente en la fuente. O puede tomar muestras de un flujo de iones periódicamente para restablecer la calibración adecuada durante un análisis. El simple hecho de añadir un calibrador de masas de bloqueo al eluyente de LC que fluye, colocándolo después de la columna y antes de la entrada del espectrómetro de masas, a menudo provoca comportamientos incontrolados como la supresión de iones, la interferencia de masas y los efectos de los eluyentes.

Los instrumentos de tiempo de vuelo (TOF) (descritos anteriormente en este manual) pueden alcanzar una exactitud baja en partes por millón, y los instrumentos de resonancia de ciclotrón de iones por transformación de Fourier (FTICR) son capaces de lograr una exactitud aún mayor, siempre que el número de iones admitidos esté bien controlado. La recalibración en tiempo real de la masa de bloqueo mediante correcciones de cualquier desplazamiento de masa elimina el error de masa relativo al establecido con la calibración de la escala de masas. La señal débil es otra causa que a veces se pasa por alto y que se puede corregir promediando la medición de la masa sobre el pico de LC, ponderada por la intensidad de la señal.

Una fuente de electrospray dual optimizada para adquirir datos de masa exacta es ideal para estudios de proteómica o identificación de metabolitos de bajo nivel. El método, que utiliza dos sondas ESI independientes, muestrea el flujo de nebulización correctora (o de referencia) mediante un deflector oscilante accionado por un motor paso a paso programable. Se toman muestras de la nebulización de referencia a intervalos predefinidos, lo que garantiza que el ciclo de trabajo de adquisición favorezca el flujo líquido que contiene el analito. La posición del deflector de muestreo se monitoriza en tiempo real, lo que permite indexar las dos entradas de líquido; los datos de referencia y de muestra se almacenan en archivos separados. El diseño elimina la interferencia entre los canales de referencia y analito.

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