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島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜-UFMS概念解讀

閱讀:3896        發(fā)布時(shí)間:2021-6-10

2010年,島津推出液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS儀器時(shí)就提出了UFMS(Ultra-Fast Mass Spectrum)理念,具體表現(xiàn)在極性切換時(shí)間以及掃描速度兩項(xiàng)指標(biāo)。島津LCMS-8030,15ms極性切換時(shí)間以及15000 Da/s掃描速度已是當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)優(yōu)異的指標(biāo)。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,目前島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS極性切換時(shí)間可達(dá)5 ms,掃描速度為30000 Da/s。那么,如何正確理解極性切換時(shí)間及掃描速度這兩項(xiàng)指標(biāo),它們對(duì)于實(shí)驗(yàn)到底能帶來(lái)哪些好處?隨本文來(lái)一探究竟。

 

極性切換時(shí)間解讀

? 島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS極性切換時(shí)間指標(biāo)

 

1.基本概念:在一個(gè)掃描事件中有正負(fù)離子同時(shí)檢測(cè)時(shí),質(zhì)譜的工作模式是先完成所有正離子化合物的掃描再切換至負(fù)模式掃描,而非頻繁間隔極性切換。在一個(gè)完整的掃描循環(huán)中,電壓共切換兩次(正模式切換至負(fù)模式 & 負(fù)模式恢復(fù)到正模式,見(jiàn)圖1)

  

1

 

2.循環(huán)時(shí)間Cycle Time = n*駐留時(shí)間Dwell Time + (n-1)延遲時(shí)間Delay Time + 2*極性切換時(shí)間Polarity Switching Time 【注:n=MRM通道數(shù),循環(huán)時(shí)間Cycle Time為單次掃描完所有離子所需要的時(shí)間,延遲時(shí)間Delay Time為掃描不同MRM通道不同電壓間切換所需時(shí)間,固定值】

 

3. 應(yīng)用案例介紹:點(diǎn)擊此處打開(kāi)

 

20 ms到50 ms,不同極性切換時(shí)間比較:當(dāng)循環(huán)時(shí)間為400 ms,65組MRM同時(shí)測(cè)定時(shí),駐留時(shí)間(藍(lán)色)、延遲時(shí)間(紅色),極性切換時(shí)間(綠色)的比例(見(jiàn)圖2)

  

2

 

當(dāng)極性切換時(shí)間為5 ms:  每個(gè)離子的駐留時(shí)間325/65=5.00 ms

當(dāng)極性切換時(shí)間為20 ms: 每個(gè)離子的駐留時(shí)間 295/65=4.53 ms

當(dāng)極性切換時(shí)間為50 ms: 每個(gè)離子的駐留時(shí)間 235/65=3.61 ms

 

結(jié)論:當(dāng)循環(huán)時(shí)間Cycle Time一定時(shí),越快的極性切換時(shí)間Polarity Switching Time能為每個(gè)MRM通道提供更充裕的駐留時(shí)間Dwell Time,從而提升靈敏度。

 

4. 極性切換時(shí)間對(duì)掃描點(diǎn)數(shù)帶來(lái)的影響

繼續(xù)用上述案例介紹:點(diǎn)擊此處打開(kāi)

 

4.1 設(shè)置駐留時(shí)間Dwell Time為*值5 ms,計(jì)算不同極性切換時(shí)間Polarity Switching Time對(duì)應(yīng)的循環(huán)時(shí)間Cycle Time,從而考察對(duì)色譜峰點(diǎn)數(shù)Peak Points的影響。    

4.2 根據(jù)公式:循環(huán)時(shí)間Cycle Time = n*駐留時(shí)間Dwell Time + (n-1)延遲時(shí)間Delay Time + 2*極性切換時(shí)間Polarity Switching Time可計(jì)算出不同極性切換時(shí)間所對(duì)應(yīng)的循環(huán)時(shí)間(圖3)【注:駐留時(shí)間Dwell Time=5 ms;延遲時(shí)間Delay Time=1 ms】

4.3 根據(jù)公式:色譜峰掃描點(diǎn)數(shù)Peak Points = 色譜峰寬Peak Width ÷ 循環(huán)時(shí)間 Cycle Time可計(jì)算出不同循環(huán)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的掃描點(diǎn)數(shù)(圖3)【注:色譜峰寬按照常見(jiàn)UPLC色譜柱8 s為例】

 

  

3

 

結(jié)論:當(dāng)駐留時(shí)間Dwell Time一定時(shí),越快的極性切換時(shí)間Polarity Switching Time可以獲得更快的循環(huán)時(shí)間Cycle Time,從而獲得更多的色譜峰掃描點(diǎn),使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性更加可靠。

 

5. 答疑解惑:相對(duì)于單一模式采集數(shù)據(jù)的方式,當(dāng)使用正負(fù)極性切換模式采集數(shù)據(jù)時(shí),是否會(huì)犧牲靈敏度?

 

答:使用正負(fù)極性切換模式與單一模式采集可獲得同樣的靈敏度,靈敏度并不會(huì)出現(xiàn)明顯損失。(見(jiàn)圖4)

  

4

 

掃描速度解

? 島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS掃描速度指標(biāo)

 

  

? 應(yīng)用案例介紹

 

1. 基于島津LCMS-8060檢測(cè)多農(nóng)藥殘留,利用正負(fù)極性切換掃描模式掃描,同時(shí)發(fā)揮出島津LCMS-8060 30000 Da/s的超快掃描速度優(yōu)勢(shì),建立了共1919 個(gè)MRM Transitions選擇離子通道的檢測(cè)方法。(見(jiàn)下圖5)

 

 

5

 

2. 在保留時(shí)間6.45至6.60 min,9 s范圍內(nèi),共流出25種農(nóng)藥化合物。得益于島津LCMS-8060超快的掃描速度, 25種農(nóng)藥化合物峰面積的RSD<3%(見(jiàn)圖6)

 

  

6

 

結(jié)論:

1. 在色譜峰寬,循環(huán)時(shí)間cycle time一定的前提下,越快的掃描速度意味著可以得到更多的掃描點(diǎn)。

2. 在色譜峰寬恒定的前提下,越快的掃描速度意味著在共流出時(shí)可以檢測(cè)到更多的化合物。

 

總結(jié)

島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS*的UFMS設(shè)計(jì)理念可以提供快速的極性切換時(shí)間和掃描速度。當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作人員利用正負(fù)切換掃描模式分析多MRM通道及多共流出化合物時(shí),越快的極性切換時(shí)間和掃描速度可以獲得更好的靈敏度及更優(yōu)異的穩(wěn)定性表現(xiàn)。

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