液质方法开发之建立质谱条件

2024-01-10 14:23:05, 基泰生物 上海基泰生物科技有限公司





液质方法开发之建立质谱条件





  1. 质谱的类型


2. 离子源适应范围:

ESI和APCI离子源的差异在于ESI直接电离,而APCI离子源对于一些极性小的化合物需要经化学反应的帮助下才能电离,故而APCI容易脏。对于LogP相对较大的化合物(例如维生素E和维生素K)建议使用APCI源,ESI的对这两个化合物电离的稳定性较差。


3. 离子对的选择

1)电离模式的选择

每个化合物可以经过离子源产生正离子和负离子,在质谱条件开发的时候到底是选择负离子还是正离子模式,这些是有判断依据的。


首先,质谱响应,一般是选择响应高的离子模式,正离子模式响应相对较高,尤其是在一些含氮的化合物中。


其二,基线,在一些化合物正离子模式下基线相对较高,而负离子相对较低。但是基线的高低还跟溶剂的纯度有关。这个指标可以根据信噪比来判断。


其三,干扰物,尤其在做内分泌的化合物的定量时,化合物在正负离子的电离程度不同,造成的干扰的程度也不一样。


其四,项目的LLOQ要求,在做定量分析时,尤其做中药药代动力学的多成分定量。中药药代动力学进入体内可能是不同结构类型的的化合物,这将导致每个化合物的响应不尽相同。小编在硕士期间做中药药代动力学时需要定量的化合物有7个,这些化合物中有一个生物碱,而这个生物碱只有在正离子模式下才有响应,其他化合物在正离子模式下的基线很高,信噪比相对于负离子较低。除了生物碱之外,小编在负离子模式下可以将其他化合物LLOQ做的很低,很低的LLOQ可以满足整个药代动力学中各个时间点采样的药物浓度的测试。最后在考虑这个生物碱的重要性,小编采用了正离子模式,把采样时间点的实验方案进行了改变,最后满足了所有化合物的LLOQ的要求,但是正离子模式下的LLOQ相对负离子模式较高。


其五,一般的选择规律是碱性化合物选用正离子方式,酸性化合物选用负离子方式。


建议:离子源的模式最好不要在测样时候改变,在仪器测样时改变电离模式会影响离子源的稳定性,且可能会造成质谱永久性的破坏。如果化合物在不确定是选择正负离子,优先试用正离子,解释原因是大自然中容易正离子化的化合物居多。


2)母离子的选择

化合物经过离子源电离会形成常见的[M+H]+、[M+Na]+、[M]+(含氮的化合物)等正离子准分子离子峰和[M-H]-、[M+HCOO]-等负离子准分子离子峰。正离子中尽量不选择[M+Na]+,在一些化合物中[M+Na]+的响应很好,但是经二级碎裂很不稳定。选择[M+HCOO]-作为母离子时需要考察添加在流动相中甲酸对目标物的电离的影响,HPLC级、LC-MS级和不同厂家的甲酸对目标物的离子化可能会产生影响。


3)子离子的选择

用于MRM(多反应监测)的离子选择是基于离子丰度和特异性的。MRM一般拥有两个离子对,一个用于定量,一个用于定性。下图是小编的硕士毕业论文的一个黄酮类新补骨脂异黄酮的质谱参数。

小编选择m/z 267.2作为定量离子对的子离子,是因为其响应较好,且在摸索这个子离子的时候其丰度和母离子的丰度刚好能满足1/3原则。另外一个原因是,在前期做这个化合物在体内鉴定时,这个质谱碎片相对与其他的黄酮化合物的很少,其对新补骨脂异黄酮的结构拥有更好的特异性。选择m/z 137.2作为定性离子对,是因为m/z 137.2是异黄酮的共同的结构质谱碎片,主要是用来说明这个化合物的结构的异黄酮特异性。


定性离子对和定量离子对之间的质量差值的选择,小编不会选择-18Da(-H2O),一般会选择丢失碎片的质量数大于>40Da的离子 ,也不会选择在拜诺表查不到的碎片作为子离子。


在摸索的离子对时,小编一般摸索4-5个离子对,然后在液相摸索过程中选择基线低、响应好和特异性好的离子对。


母离子和子离子的质量数值要选准,不能只是整数。根据实际测试的时候,小编会选待测质量数上下各0.1-0.3 Da,同时数对离子优化,最终找出灵敏度最佳的一对离子。


锥孔电压和碰撞电压的选择,锥孔电压的选择子在满足母离子丰度的情况下,可选择大一些,这个根据以往的经验是可能会影响测试时的基线。但是还考虑到锥孔电压太大会影响子离子碎裂。碰撞能的选择,小编在根据实验实际一般都选择了丰度最高的碰撞能。但是在小编工作期间,一个质谱专家要求定性离子对和定量离子对的碰撞能需要一致,解释是如果不一致,无法证明定性子离子和定量子离子是同时从同一个母离子碎裂的。小编觉得如果真的是这样的解释,这个专家可能违背了3Q质谱碎裂的基本原理了。


dwell time的选择,一般情况下一个色谱峰最少需要采集20个数据点,dwell time适当长些噪声低,但是采集点数要控制在20个左右,因为采集点太少会造成色谱峰变得矮胖,采集点太多会造成色谱峰噪点太多。对较弱离子对,扫描时间可适当长些。


定性离子对的信号和定量离子对的信号比(ratio),对一个特定的化合物的分析,其信号比是特定的。无论是标准品还是生物样本,如果在分析某一个样本时发现二者的比例出现明显的偏离,需要对这个样本重新分析。如果重新分析还是偏离很严重,找出原因后,对这类样本建立新的分析方法。在临床检测时,面对的病人样本有可能是服用各种药物和进食各种食物以及病人本身个体差异,这些原因都有可能引进新的干扰物;同时临床检测中会使用有机溶剂作为替代基质,替代基质与实际样本对两个离子对响应可能存在差异。所以监测定性离子对的信号和定量离子对的信号比也是质量控制的方法之一。


4. 溶解对照品的溶剂选择

摸索新化合物的离子对时会使用溶剂溶解对照品,小编曾经使用纯甲醇和纯乙腈溶剂溶解对照品,但是对某些化合物的电离效果不是很好,小编尝试在纯溶剂中加入甲酸和可挥发性盐,同时将HPLC级的溶剂换成LC-MSS级的溶剂。


另外一种方法是联合流动相,将流动相的比例调至化合物的出峰位置的梯度比例,流动相以0.1ml/min流速进行手动和自动离子对的摸索。



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