質譜分析入門讀本

選擇溶劑時依循的準據通常是相關化合物的溶解度，以及溶劑與LC-MS所用各種游離技術的相容程度。在ESI和其他大氣壓游離技術中，溶劑揮發性和溶劑提供質子的能力相當重要。

使用質子初級溶劑，像是甲醇及摻水混合物，如1:1的甲醇/水或1:1的乙腈/H₂O（水/甲醇混合物比水或甲醇純溶劑更能充分增加黏稠度，這是放熱反應所致）。水的蒸汽壓力相對低，使用100%水有可能會破壞靈敏度。添加具有揮發性的有機溶劑會減少表面張力，靈敏度也會更好。界面活性劑的質子親和力較高，雖然能讓噴霧液滴釋出更多離子，但也可能會使靈敏度降低。

非質子性共溶劑（如10% DMSO溶於水和異丙醇）能增大某些化合物的溶解度。通常會添加少量(0.1%)的甲酸，作用是讓分析物的鹼性高於溶劑，從而輔助游離的進行。不過，即使是少量添加，有些酸類（如TFA）仍有可能讓靈敏度降低，但這些酸類對於不溶於其他溶劑的化合物是不可或缺的。

在ESI游離模式中，緩衝液和鹽（Na⁺、K⁺及磷酸鹽）會使蒸汽壓力降低，結果也減弱訊號強度。液滴的表面張力增加，導致減弱揮發性的現象，只要使用揮發性相對較強的緩衝液（如弱酸鹼對所形成的醋酸銨）就能補救。

溶劑注意事項

• 氣相中的溶劑會對ESI的游離造成限制，使其只適用於鹼性高於溶劑鹼性的分子。光電游離（非酸/鹼游離）是個例外，但這種游離方式仍然由溶劑介導。
• 若除去游離區域中的溶劑和蒸氣，就能在大氣壓力下游離更多種類型的化合物。
• 減少相對於樣品或液體所含相關分析物的液體體積，有助於改善ESI效能（亦即降低流速）。
• 實用的溶劑
  • 水
  • 乙腈
  • 甲醇
  • 乙醇
  • 丙醇
  • 異丙醇
• 可接受的添加劑
  • 乙酸
  • 甲酸
  • 氫氧化銨
  • 甲酸銨（鹽類濃度不超過10 mM）
  • 醋酸銨（鹽類濃度不超過10 mM）
• 非揮發性鹽類（磷酸鹽、硼酸鹽、檸檬酸鹽等）
  • 會沉積在離子源中，導致阻塞毛細管現象，因此必須提高清潔與保養作業的頻率
  • 現代離子源設計處理非揮發性成分的成效優於傳統設計
• 表面活性劑（界面活性劑/清潔劑）會抑制電噴灑游離作用
• 無機酸具腐蝕性
• 三氟乙酸(TFA)
  • 濃度超過0.01%時，對於正離子電噴灑作用具有一定程度的抑制性。
  • 大幅抑制負離子電噴灑作用。
• 三乙胺(TEA)
  • 高PA值(232 Kcal/mol)會產生高強度的[M+H]+離子(m/z 102)
  • 用於鹼性較弱的化合物時，會抑制其正離子電噴灑作用。
• 四氫呋喃(THF)
  • 100%的THF具高度易燃性，因此，APCI和大多數接合技術採用的霧化氣會是氮氣（使用空氣易引發爆炸危險）。
  • 會與PEEK管材發生化學反應。

離子抑制與可選擇的充填材料

質譜分析人員如採用ESI游離技術，在必須面對的問題中，離子抑制會是較為顯著的一項。美國食品藥物管理局(FDA)的2001年出版品《Guidance for Industry on Bioanalytical Method Validation》（業界生物分析方法確效指南）(Federal.Register, 66, 100, 28526)闡明了相關注意事項，避免破壞分析品質。 文章中註明幾項評估離子抑制現象存在與否的實驗方案。其中一個方案是比較分析物添加於萃取後樣品中以及直接將該分析物注入純移動相中兩種方式的多重反應監控(MRM)訊號值（峰面積或峰高度）。如果分析物在基質中的訊號弱於分析物在純溶劑中的訊號，表示出現了干擾個體。

C. Mallet等人所出版的文章描述了基質對分析物（和內標準品）造成的影響出現在層析圖中的哪些位置。實驗人員使用含相關分析物和內標準品的連續標準品溶液流添加於管柱流出物中。在LC系統上完成空白樣品萃取物進樣之後，恆定基線便往下降，表示出現了干擾物導致抑制了分析物的游離作用。

管柱充填材料

充填材料技術方面有一項重大變化，那就是雜化管柱充填材料問世，以及直徑小於2微米且具備高度選擇性的顆粒問世。移動相改性劑有可能會導致離子抑制，雜化充填材料較少依賴這類改性劑，且顆粒選擇性更高。

超高壓LC與傳統HPLC的比較

J. Jorgenson教授（美國北卡羅萊納大學）的心血結晶成為商品，通稱UHPLC（超高壓液相層析），這項技術有望獲得獲得比一般LCMS分析更多的資訊。教授的研究成果由Waters Corporation上市銷售，取名UPLC（或極致效能液相層析），相對於HPLC，這項技術能提高峰容量，因此能夠定義在HPLC寬峰之下會發生共析現象的化學個體。將峰濃縮成（通常）不超過兩秒寬的峰帶有利於增強質譜儀訊號值進而提高訊噪比，因此更有機會提高靈敏度。

UPLC概念改變了傳統分離處理實務慣用的參數，例如流速、粒徑大小，甚至也改變了我們對於凡第姆特(van Deemter)曲線的認識。隨著運作壓力從約2000 psi增加到20,000 psi之高，小於2 µm的顆粒直徑接近John Knox於1969年在其「諾克斯方程式」(Knox equation)中描述的理論極限。機械應力增加和超高熱效應伴隨而來的問題解決後，MS效能改善就變得多少有些不合乎理論。

另請參閱：

• C.R. Mallet, Z. Lu, and J.R. Mazzeo, A study of ion suppression effects in electrospray ionization from mobile phase additives and solid-phase extracts, Rapid Commun.Mass Spectrom.Vol 18, 1, 49–58 2004.
  • 這項參考資料為什麼重要：進行SPE比較的研究，經常被參考。
    
• L.L. Jessome, D. A. Volmer, Ion Suppression: A Major Concern in Mass Spectrometry, LCGC, Vol 24, 5 May 2006
  • 這些參考資料為什麼重要：詳細探討ESI技術的其中一項重大障礙–影響定量的氣相質子親和力變化。
    
• Toyo'oka, Toshimasa, Determination Methods for Biologically Active Compounds by Ultra-Performance Liquid Chromatography Coupled with Mass Spectrometry: Application to the Analyses of Pharmaceuticals, Foods, Plants, Environments, Metabonomics, and Metabolomics, Journal of Chromatographic Science, Vol 46, 3, March 2008, pp.233-247
  • 這項參考資料為什麼重要：現代層析分離實務相關出版品的全面概覽。
    
• U. Neue, Theory of peak capacity in gradient elution, J Chromatogr A. 2005 Jun 24;1079 (1-2):153-61.
  • 這項參考資料為什麼重要：現代層析分離實務的當代探討。
    
• J. H. Knox and M. Saleem, Kinetic Conditions for Optimum Speed and Resolution in Column Chromatography, J. Chromatogr.Sci., 7 (1969) 614-622
  • 這項參考資料為什麼重要：這是預測現代層析分離實務的重要文獻之一。