2026-05-12 16:46:33, 安捷伦科技 安捷伦科技(中国)有限公司
为什么寡核苷酸 LC/MS 分析
容易被“金属”困扰?
在寡核苷酸的 LC/MS 分析中,分析人员经常会遇到一些“并非来自样品本身”的困扰,例如:
峰面积不稳定、回收率偏低;
色谱峰拖尾;
质谱中出现大量复杂的加合峰,导致数据解读困难。
这些问题的一个重要来源,是金属离子与寡核苷酸之间的相互作用。
一方面,传统 HPLC 系统和色谱柱中普遍使用不锈钢部件,暴露的铁离子位点可能吸附带强负电荷的寡核苷酸分子;另一方面,样品或溶剂体系中常见的钠、钾等碱金属离子,也极易与寡核苷酸形成加合物,使质谱图变得复杂。
为减少这类干扰,研究团队引入了安捷伦超高惰性(Ultra Inert, UI)色谱柱硬件,并结合完全生物兼容的液相系统,对寡核苷酸在不同分析条件下的表现进行了系统比较。

实验条件参数

围绕“金属控制”的整体设计
01
样品与前处理
测试样品包括:
25 mer DNA
50 mer DNA
样品均溶解于新制超纯水中,配置为 1 mg/mL。
实验中全程使用聚丙烯(PP)溶剂瓶,以降低溶液中碱金属离子的引入风险。
02
色谱与质谱系统
液相系统:Agilent 1290 Infinity II 系列
质谱系统:Agilent 6545XT AdvanceBio Q-TOF LC/MS
对比色谱柱:
不锈钢结构的寡核苷酸色谱柱
Altura Oligo HPH-C18 超高惰性涂层色谱柱

03
分析方法设置
实验分别考察了两种分析策略:
离子对反相色谱法(以胺类 / HFIP 为离子对体系,负离子检测);
无离子对反相方法(以碳酸氢铵体系为流动相,正离子检测)。
同时,对流速、梯度和清洗步骤进行了系统优化,以更真实地评估金属离子对分析结果的影响。

数据结果分析

从峰面积到质谱清晰度的改变
1. 金属吸附对回收率与灵敏度的影响
在连续进样实验中可以观察到,使用传统不锈钢色谱柱时,首次进样的峰面积明显偏低。这表明寡核苷酸容易被柱内金属位点吸附。
而在采用超高惰性涂层色谱柱后,峰面积在初始进样阶段即保持稳定,有助于获得更可靠的定量结果。

图 1. 不同色谱柱条件下,寡核苷酸峰面积随进样次数变化的对比趋势
2. 色谱柱材质对离子对反相质谱数据解析的影响
即便样品经过离子交换纯化,质谱中仍然检测到明显的钠、钾加合物信号。这些离子可能来源于:
样品溶解用水;
溶剂体系;
实验室常规玻璃器皿。
在离子对反相条件下,质谱中可观察到多种加合形式,使原本清晰的电荷态分布变得复杂。
相比之下,结合超高惰性色谱柱与优化条件后,原始质谱图加合峰显著降低,解卷积后的分子量更接近理论值,为后续结构确认和杂质分析提供了更高的可信度。


图 2. 25 mer DNA 在不同色谱条件下的质谱与解卷积质量对比示意
我们将相同梯度条件与优化后的低流速应用于较大的 DNA 寡核苷酸(50mer)分析。结果显示,随着寡核苷酸链长增加,所呈现的电荷态数量明显增多。低电荷态更容易出现金属加合干扰。同时,经解卷积处理后的质谱图中加合物信号也显著减少。

图 3A. 采用离子对反相色谱法 (0.21 mL/min) 获得的 50 mer DNA 的紫外色谱图

图 3B. 采用离子对反相色谱法 (0.21 mL/min) 获得的 50 mer DNA 的质谱图 (FBF) 和解卷积质谱图
3. 无离子对反相方法的表现趋势
在某些情况下,无离子对分析条件更具优势,尤其是在需要避免使用 HFIP 的情况下。无需使用 HFIP 的无离子对替代方法条件下,检测模式由负离子转为正离子,可以观察到加合物水平整体下降,谱图更“干净”。


图 4. 不同分析策略下,25mer 和 50merDNA 的整体质谱表现对比

结语

Altura Oligo HPH-C18
超高惰性色谱柱的核心优势
综合不同样品类型与分析条件,本研究表明:
超高惰性涂层设计可显著降低金属吸附,改善寡核苷酸回收率;
峰形与峰面积更稳定,有助于提升定量重复性;
在 LC/MS 应用中,可有效减少金属离子加合物带来的质谱复杂度;
兼容离子对与无离子对反相策略,为用户在 HFIP 使用受限时提供灵活替代方案;
解卷积质量结果更接近理论值,MS 准确度更高。
对于从事寡核苷酸结构表征、杂质分析及方法开发的分析人员而言,在色谱柱硬件层面“提前消除金属干扰”,往往比事后复杂的数据处理中更高效、更可靠。
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