主题:【分享】【金秋计划】流动相/添加剂选择对 LC-MS 电离的影响

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流动相选择

常用的反相液相色谱溶剂(包括水、乙腈和甲醇)非常适合 LC-MS 分析。在进行 LC-MS 分析之前,所有反相溶剂都需要进行脱气处理,以保持离子信号的稳定性。这可以通过超声、氦气脱气或真空膜脱气来实现。当使用水相比例较高的流动相时,应提高离子源和喷针的温度,以帮助离子源脱溶剂。正相溶剂(如二氯甲烷、正己烷、甲苯和其他碳氢化合物)不适合用于 ESI-MS,因为在 ESI 中需要极性流动相进行电离。这些正相溶剂及其典型溶质具有足够的挥发性,可以用 APCI 进行分析,并能很好地与 APCI-MS 配合使用。

流动相添加剂的选择

HPLC 中使用的流动相添加剂可控制 pH 值,确保高效可靠的分离。它们还必须与 ESI 或 APCI 条件兼容。如果需要降低流动相的 pH 值以获得更好的 LC 分离效果,LC-MS 中最合适的添加剂是乙酸和甲酸,浓度一般在 0.1% 到 1%之间。请注意,添加酸会抑制负离子模式下的电离。弱酸性化合物在酸性条件下可能不会形成去质子化离子。如果需要提高流动相的 pH 值以增强 LC 分离效果,氨水(0.1% 至 1%)是合适的选择。弱酸性化合物可在负离子模式下有效电离。三乙胺是另一种添加剂,可用于增强其他化合物在负离子模式下的离子化,因为它是碱性的。需要注意的是,三乙胺的存在可能会抑制其他化合物在正离子模式下的电离。LC-MS 中常用的缓冲液流动相的挥发性盐是乙酸铵(<0.1 M)。乙酸铵用于替代磷酸盐等非挥发性盐,因为这些非挥发性盐容易在离子源中结晶并阻塞离子源,从而抑制分析物的电离。

LC-MS 中不适合的添加剂还包括表面活性剂/洗涤剂和无机酸(硫酸或磷酸)。前一种添加剂往往会抑制其他化合物的离子化,而后一种添加剂则会导致源中金属部件的腐蚀。作为离子对试剂,三氟乙酸(TFA)会降低正离子模式下的 ESI 信号,并可能完全抑制负离子模式下的离子化。TFA 通常用于肽和蛋白质分析,其含量低于 0.1%。
加合物的形成

样品溶液中的流动相添加剂和杂质会增加 LC-MS 质谱图的复杂性。质子化二聚离子 [2M + H+] 等非共价复合物很常见。其他常见的加合离子包括复合正离子([M + NH4+]、[M + Na+]、[M + K+]等)、溶剂加成离子([M + H2O + H+]、[M + CH3OH + H+]、[M + CH3CN + H+]、[M + Cl-]、[M + CH3COO-]等)和多聚离子([3M + H+]、[2M + Na+]等)。

这些加合离子的形成可为未知物质分子量的确定提供额外的信息。不过,过量的碱金属正离子会抑制其他化合物的电离,可能需要在分析前去除。在某些情况下,如果质子化不容易发生,可能需要在样品中添加微量的正离子源来促进复合正离子的形成。

分析物浓度的影响

如前所述,ESI 响应与浓度有关。当分析物浓度超过这一限度时,ESI 响应会趋于平缓。这是因为 ESI 强度与离子的表面浓度成正比。在约 10-5 M 时,液滴表面完全饱和,更高的浓度不会增加可用于形成离子的表面电荷总数。这将对使用 LC/ESI-MS 进行高浓度定量产生影响。对于低浓度情况,检测限取决于 LC-MS 系统的灵敏度,包括有效的离子转移/检测和去除系统中的化学噪音。

选择反应离子监测(SIM)和多重反应监测(MRM)

通常采用两种方法来改善检测限,包括选择离子监测 (SIM) 和多反应监测 (MRM)。在液相色谱/质谱研究中,通常希望通过将质谱分析仪的扫描限制在一个离子上(即 SIM)来提高检测灵敏度。在这种模式下,质谱仪持续监测一个感兴趣的离子,而不检测其他离子。这大大提高了信噪比。SIM 以特异性换取灵敏度。一般来说,与全扫描质谱相比,SIM 的灵敏度可提高 100 到 1000 倍。这对于检测和定量低浓度的特定化合物非常有用。

另一种相关技术 MRM 涉及 MS/MS 实验,通常在三重四极杆质谱仪中进行。通常情况下,Q1 设置为通过母离子,Q2 用作碰撞池以破碎母离子。Q3 只传输母离子的产物离子。MRM 在三重四极杆中提供最高负载循环扫描,广泛用于定量分析复杂基质中的多种分析物。
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