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液相质谱定量方法的建立与优化

嘉峪检测网        2023-05-22 09:36

LCMS-8050为例
 
三重四极杆液质联用仪是通过液相的分离技术使化合物进行分离、质谱的离子化技术将待测物质成分转化为离子(正离子和负离子),在四极杆部分对不同质荷比(m/z)的离子进行区分,将样品离子信号转换成电子脉冲计数,计数的大小与分析样品中离子的浓度成正比,通过与已知的标样或参考物质比较最终实现未知样品的定量分析。
 
一个优秀的液相质谱定量方法,不仅应该考虑液相系统分离度,也应兼顾质谱系统检测灵敏度。本文以岛津LCMS-8050仪器为例,探讨定量方法的建立与优化。
 
一、 实验准备
 
1、接通电源,启动工作站
 
双击电脑桌面上的“LabSolutions”图标,等待,直到出现下面的界面:
 
输入用户ID和密码,点击“确定”,进入主项目。进入主项目后,首先在新出现的窗口中点击左侧的“仪器”,再双击右侧的对应的仪器型号图标,进入分析界面。
 
2、维护进样器与溶剂管理器
 
(1)自动进样器清洗 
点击分析界面上方工具栏图标中的“自动进样器清洗”,执行自动进样器清洗。反相色谱清洗液为甲醇水溶液(50:50,V:V);正相色谱清洗液使用与流动相一致的溶剂;离子交换色谱清洗液为纯水。
 
(2)排气 
对泵和自动进样器两部分进行排气。排气的方式又分为手动排气和自动排气,实际操作时,只需执行其中一种排气方式。将配制好的流动相放在流动相托盘上,确保输液泵的吸滤头浸没在对应的流动相液面以下。
手动排气(面板控制):旋开液相色谱输液泵的排气阀旋钮(旋开180º即可),按下对应泵单元面板上的“purge”键,进行排气操作。排气完成约需时3分钟,之后请关闭排气阀旋钮。自动进样器排气只需按下左侧面板上的“purge”键即可;耗时约25分钟。
自动排气(工作站操作):在LabSolutions工作站实时分析界面的仪器参数视图中,选择“自动排气”项,在下拉菜单中选择需要排气的流动相,同时勾选“自动进样器”。设置完成后,点击“下载”。
 
然后点击分析界面上方工具栏图标中的“自动排气”,执行自动排气。
 

 
二、 连接两通,建立MRM方法
 
定量工作一般采用MRM 模式,对于目标化合物首先需要建立化合物的MRM 分析方法。
 
1、Q1/Q3 扫描
 
(1)配制一定浓度(例如1000 μg/L)的目标化合物单标或者混标,通过自动进样器进样,进样体积1 μL。Q1/Q3 同时扫描正负离子的目标前体离子,可正负离子同时扫描。
“Start m/z(测定开始m/z)”和“End m/z(测定结束m/z)”:根据目标化合物的分子量自行设置合适范围。
“Acq. Time(测定时间)” “Data Acquisition(数据采集时间)”一致,均修改为0.5 min
“Pump(泵)”部分选择“Binary gradient(二元高压)”,“Total Flow(总流速)”0.4 mL/min,“Pump B Conc.(泵B 浓度)”有机相80%
“Column Oven(柱温箱)”前的“√”去掉
“Autosampler(自动进样器)”将Rinse Type(清洗类型)改为“External Only(清洗针外壁)”
 
以上条件设置完成,保存方法,单击快捷键“”,然后按“Download”键。
单针/批处理进样分析。
 
(2)数据结果查看
打开Postrun(再解析)窗口,打开数据文件,使用“Average Spectrum(谱图平均)”工具,查看某段时间内的平均质谱图,找到目标化合物的[M+H]+或者[M-H]-及加合离子信息,根据分析结果选择合适的前体离子。
 
2、利用产物离子自动搜索的方式优化
 
(1)单击“Optimization for Method(优化方法)”,弹出的对话框中选择“Optimize MRM event from product ion(利用产物离子搜索进行优化)”作为优化方式。在弹出的对话框中,依次输入“Compound Name(化合物名称)”、“Precursor m/z(前体m/z)”、“Start(min)(开始(min))”0min、“End(min)(结束(min))” 0.5 min、“Vial(样品瓶)”、“Tray(样品瓶架)”、“Inj Vol.(进样体积)” 1.0 μL等信息。鼠标左键点击“Start(开始)”,开始MRM 优化过程。
(2)利用产物离子搜索完成一个化合物的MRM 优化需要4步,通常2分钟内可以完成一个化合物的优化,若时间过长,建议Stop 整个优化过程,检查End (min)是否修改为0.5 min(默认为10 min)。
 
三、 连接色谱柱,建立液质方法
 
1、加载MRM方法
 
将“二”优化好的MRM 参数加载到新建方法中。找到MRM 方法文件所在的文件夹,选中所有需要的MRM 方法文件。修改“Acq. Time(测定时间)”为分析一个样品所需的时间,例如0-10 min。
 
2、建立色谱分离条件
 
常用的有机相包括甲醇和乙腈,甲醇作为质子化溶剂(氢键供给者)洗脱能力较弱、粘度较、高,乙腈反之。醋酸/乙酸铵、甲酸/甲酸铵、氨水为常见的流动相PH调节剂。在初步确定的液相方法适宜pH值与溶剂条件后,我们将筛选不同色谱柱的分离效果、优化流动相梯度、调节柱温箱温度等。
 
(1)液相梯度条件设置
液相色谱的初始条件在Pump(泵)选项卡中依次设置:二元高压系统选择“Binary gradient(二元高压梯度)”,设置“Total Flow(总流速)”、初始浓度“Pump B Conc.(泵B 浓度)” 如果采用线性梯度则默认0、最高压力限“Maximum”设置为100。Pump(泵)选项卡设置后,在梯度表格中设置时间程序。
(2)柱温设置 
选中“Column Oven(柱温箱)”复选框,在“Oven Temperature(柱温箱温度)”中,设置柱温。CTO-20A/20AC、CTO-30AS柱温箱最高温度90℃,CTO-30A柱温箱最高温度160℃,也可设置为色谱柱的最高使用温度进而保护色谱柱。
 
(3)保存方法 
整体方法编辑完成后,保存方法,同时下载方法,平衡仪器。
 
四、确定色谱柱,优化液质方法
 
LC-MS方法开发时,除考虑液相分离度,也要尽可能提高质谱检测灵敏度。如图,酸性流动相(甲酸水)能增加质谱正离子模式的灵敏度、降低负离子模式的灵敏度,碱性流动相(乙酸铵)反之。
 
1、优化脱剂管温度
 
可调节脱溶管温度影响目标化合物电离,操作者可对比200、250、300 deg.C的灵敏度,得到最佳脱溶管温度参数(如图最佳温度为300):
 
2、优化Interface(接口)参数设置
 
可设置多通道检测,分别筛选0.25、0.5、1.0、2.0 kV接口电压的灵敏度。
 
3、调整喷雾针位置
 
喷雾针距离离子源越远,响应灵敏度降低。在实验中一般默认其x轴位置为+1(即伸出1mm),但是否为目标化合物最佳喷雾针位置,需要手动调整加以验证。这里需要注意的是,除喷雾针的位置外,其他参数均可以通过软件反控,因此可以使用批处理的方法进行优化。
 
 
 
液相质谱定量方法的开发,实质就是在保持各组分色谱峰良好分离度的前提下,兼顾各目标化合物的高响应灵敏度。流动相溶剂、流动相pH、色谱柱是影响液相分离效果的主要因素,MRM电压、脱溶剂参数、喷针位置是影响质谱灵敏度的主要因素,当分离度和灵敏度冲突时我们要优先满足分离度。
 
简而言之,液相质谱定量方法的建立与优化一般包括以下四步:一、实验前准备,保证系统正常运行;二、连接两通,优化MRM电压,建立MRM方法;三、筛选色谱柱,建立良好液相分离方法;四、在兼顾液相分离度同时,优化质谱检测灵敏度。希望今天的分享能够对大家有所帮助,期待您的点赞评论。
 

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来源:注册圈