主题:【第十四届原创】医药检测中一例Pd元素假阳性事件始末

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以ICPMS为基础的元素测试最主要的干扰是双电荷与多原子干扰的质谱干扰。其中双电荷干扰是无法通过碰撞模式而消除的,要引起方法开发人员的足够重视。之前举过Sc与Zr的双电荷干扰,这里再举一个叠加多原子干扰与双电荷的质谱干扰。如图:



    从软件提示的常见里,我们是看不到Re的干扰的,本着筛选内标的目的,我们用含Re的混合内标去进行方法开发。看似合理的流程实际上已经掉进了坑里。Ar的第一电离能为1520.6KJ/mol,Re的第二电离能为1260KJ/mol。所以,Re可以形成双电荷离子。再加上作为内标Re浓度20ppb,Pd的低点浓度在0.1ppb水平。这就有了形成双电荷干扰的基本条件。下图为可以形成双电荷的所有元素:



    Re仅有两个质量数,分别为:187与185。形成双电荷以后的质荷比为93.5与92.5。再看Pd除了丰度仅仅为2%的Pd102,响应值过低不予考虑;其他还有Pd104,Pd105,Pd106,Pd108,Pd110。这些数字好像没什么关系,但是我们还没有考虑多原子干扰。



    双电荷的Re意味着,92-94之间的质量数都会受到质谱干扰。我们先看最常见的O,它来自溶剂所以一般都有氧化物干扰。由于丰都集中在了16,所以我们一般只考虑O16,Pd108与110的质量数就受到了质谱干扰。



    再看,我们做的样品是原料药,里面含有大量有机物虽然经过微波消解,有机物被化学键大部分断裂,改善了溶解性。但是样品大部分C毕竟还在样品里,所以我们必须考虑C的多原子干扰(Si有类似情况)。这样,104,105,106的质量数又被CRe++干扰了。(注意:肯定是Re质量数先除以2再加,因为是Re这个元素形成的双电荷,而不是,Re与C或者两个原子同时形成双电荷。)

      综上所述,一般情况下,溶液含有较高浓度的Re,会对Pd造成干扰,而这个干扰是一个多原子干扰叠加双电荷的干扰。也得到一个结论Re这个元素作为内标也有其局限性。之前说过Sc是双电荷的被害者,而Re则是会造成Pd假阳性的肇事者。

以上内容逻辑不够严密,并没有数据支持,所以简单补充一些内容出来。

没说清楚问题的主要是:调谐以后仪器氧化物小于2.5%,双电荷小于3%。万分之几的干扰而已,这还不算ked模式的消除干扰能力。你说的20ppb的Re能造成零点几pbb的干扰,相当于是有百分之一水平的干扰,是不是太夸张了?

  首先我们得明确这个双电荷与氧化物干扰是对同一个元素说的,不能偷换概念。比如Re++可能有1%的双电荷,意味着产生双电荷的信号强度大概是Re+的1%,和被干扰元素Pd没有任何比例关系。

如图:Pd108为8000/cps为350000cps/20ppb, 简单说此时假设有1%水平的双电荷,那就是3500cps,相当于Pd108大约就是0.4ppb。同时相当于丰都较低的质量数的干扰肯定是比0.4ppb高的。



  继续说多原子干扰,ked模式靠的是动能歧视但是高质量数的双原子团ReO++,ReC++,由于Re++有两个电荷而与C,O的电子层重叠更多,加上Re++离子半径本身就很大,造成离子团与离子没有多大截面积的差别,还有一个更重要的点:带着两个电荷的ReC++,ReO传输效率比正常的但正电荷离子更高,更不容易损失。此时,靠ked模式去消除这种干扰就像拿着锤子打苍蝇一样无力。

看到这,肯定有人想:你说来说去的,大部分你的猜想。缺少数据支持,确实没有多少没有说服力。直接上图



      对于我们这些非三重四级杆用户来说,确实很难去测定一个受复杂干扰元素的精确数据,更多的时候只能是希望它远低于定量限。很难不代表我们不能去发挥主观能动性,尽量去得到一个真值。上图,是我用In单标作为内标的测试结果,可以发现每个样品,不同质量数测得数据的偏离程度都在5%以内。而以Re为内标的两个质量数Pd108与Pd104差了五倍。划重点了:当元素多个质量数得到一个相似的结果,可信度会大大增加;当多个质量数得到不同结果时,结果高的肯定不准,结果低也可能不准。

      深刻理解双电荷干扰以后,就知道单杆的ICPMS面对复杂干扰的深深无力感。方法开发时测出来有值,能先想一想是不是有干扰,就代表你真的成长了。
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如果有石墨炉,和Pd阴极灯,最好石墨炉再验证确认一遍,看石墨炉出峰情况,
闹太套
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给你一个简单的否定判定,一个双电荷的双原子离子(ReO  )你怎么计算质荷比?肯定是187 16再除以2啊,应该是101.5。你拿Re先除以2再加上O的16是什么计算方式。
timstoicpms
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首先,我不太相信 (Re++ )与16O 这种结合方式

其次,185Re 187Re 双电荷是 92.5  93.5amu,加上16O;

108.5 amu 109.5amu 最多也就影响 108~110amu

最后,你既然用 In单标验证了一次;那也应该用 Re单标(而不是 In Re混合内标)单独再验证一次。
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原文由 timstoicpms(timstoicpms) 发表:首先,我不太相信 (Re++ )与16O 这种结合方式其次,185Re 187Re 双电荷是 92.5    93.5amu,加上16O;108.5 amu 109.5amu 最多也就影响 108~110amu最后,你既然用 In单标验证了一次;那也应该用 Re单标(而不是 In Re混合内标)单独再验证一次。
严格来说是要用Re单标做个对比,但第三方实验室实在是琐事太多,没办法继续深入研究。解释Pd假阳性,我实在想不出更好的思路了。
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原文由 timstoicpms(timstoicpms) 发表:首先,我不太相信 (Re++ )与16O 这种结合方式其次,185Re 187Re 双电荷是 92.5    93.5amu,加上16O;108.5 amu 109.5amu 最多也就影响 108~110amu最后,你既然用 In单标验证了一次;那也应该用 Re单标(而不是 In Re混合内标)单独再验证一次。
其实核心在于我认为双电荷与多原子干扰可以同时存在,而大部分人的看法不同或者没有想到。
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原文由 timstoicpms(timstoicpms) 发表:首先,我不太相信 (Re++ )与16O 这种结合方式其次,185Re 187Re 双电荷是 92.5    93.5amu,加上16O;108.5 amu 109.5amu 最多也就影响 108~110amu最后,你既然用 In单标验证了一次;那也应该用 Re单标(而不是 In Re混合内标)单独再验证一次。
质量范围的问题:文章里面写了,我认为C原子与Ce++也有结合, 双电荷离子的得电子能力肯定比单电荷离子要强不少,而C大部分是没有被电离的原子态。这篇文章,至少能自圆其说。
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原文由 skytoboo(skytoboo) 发表:如果有石墨炉,和Pd阴极灯,最好石墨炉再验证确认一遍,看石墨炉出峰情况,
这位老师您好,多个质量数同时测定,得到一致的结果,就可以确认后面改进的方法没有问题。主要问题是,如何解释前面假阳性的现象,我抛砖引玉,粗略写了一下自己的想法。
timstoicpms
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原文由 icpms爱好者专用ID(Insm_eb33a07e) 发表:
质量范围的问题:文章里面写了,我认为C原子与Ce++也有结合, 双电荷离子的得电子能力肯定比单电荷离子要强不少,而C大部分是没有被电离的原子态。这篇文章,至少能自圆其说。


185Re 187Re 双电荷是 92.5  93.5amu,加上16O=108.5 amu 109.5amu

四极杆 ICP-MS 通常无法分辨半质量 108.5 amu,但是 扇形磁场 ICP-MS可以从 108.001 逐“帧”扫描到 109.999 amu

我明天就配置 20ppb Re,用扇形磁场 ICP-MS 扫描108~110amu 这段,就可以检验你的猜测了
timstoicpms
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原文由 icpms爱好者专用ID(Insm_eb33a07e) 发表:
多个质量数同时测定,得到一致的结果,就可以确认后面改进的方法没有问题。


错!

例如 ICP-OES 某个元素 不同的波长谱线,都测出相似结果;

例如 ICP-MS 某个元素 不同的同位素,也都测出相似结果;并不能说明 结果的可靠性,因为这是同一仪器的(或者同一分析方法)的组内重现。

只有用 不同仪器(或者不同分析方法),也都得出 相似结果,才能说明 结果的可靠。
次元之暗面
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多类型仪器对比是最可靠的验证。单类仪器改变测量条件并不能说明结果是十分可靠的。你要验证多原子和双电荷同时干扰要加上icp gfaa