21_離子色譜——四極桿質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)離子進(jìn)行精確質(zhì)量定性分析和同位素標(biāo)記混合物的定量分析
文章來源:Poster @ASMS 2025
作者:1. Jayesh Gandhi,瑞士萬通;2. Sue D'Antonio,John Wright,安捷倫;3. Yongdong Wang,Cerno Bioscience
離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(IC/MS)在廣泛的行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用,用于檢測(cè)、確認(rèn)和分析存在于藥品、工業(yè)材料和環(huán)境樣品中的重要離子。由于原料藥配方和環(huán)境背景的基質(zhì)干擾,需要準(zhǔn)確分離出緊密洗脫的質(zhì)譜信號(hào),以便更有信心進(jìn)行定性分析和準(zhǔn)確的定量。然而,由于成本過高或使用困難,這種技術(shù)的可及性往往具有挑戰(zhàn)性。
在這里,我們提出了一種方法,不僅提供準(zhǔn)確的精確質(zhì)量測(cè)定,以幫助離子的定性鑒定,而且還提供質(zhì)譜分辨上相互干擾的離子的解卷積能力,以更準(zhǔn)確的定量,所有這些都在成本低廉且簡(jiǎn)單易用的單位分辨率IC/MS系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。
圖1:離子色譜-四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(Metrohm 940 IC – Agilent iQMSD)
實(shí)驗(yàn)方法
1. 實(shí)驗(yàn)儀器及材料
離子色譜:瑞士萬通 940 IC離子色譜
色譜柱: Metrosep ASUPP19-150/4mm
流動(dòng)相 A = 25mM Na2CO3 + 0.5mM NaHCO3
流動(dòng)相 B = 90% Water + 10% Acetonitrile
柱流速 = 0.7 mL/Min
四極桿質(zhì)譜:Agilent iQMSD
氮?dú)饬魉? 10L/Min
氮?dú)鉁囟?= 325°C
ESI -電離,OpenLab CDS 2.8 采集 m/z 30-125 的全掃描輪廓模式質(zhì)譜數(shù)據(jù),間隔 0.1 Da(運(yùn)行時(shí)間 31.0 分鐘)
精確質(zhì)量校正標(biāo)樣
10ppm 硫酸(H?SO?)和高氯酸(HClO?):在進(jìn)樣序列中作為第 3-8 針進(jìn)樣
20ppm 硫酸(H?SO?)和高氯酸(HClO?):在進(jìn)樣序列中作為第 9-13 針進(jìn)樣
測(cè)試水樣:加入 1?O標(biāo)記的高氯酸鹽(5ppb)作為內(nèi)標(biāo)
去離子水在進(jìn)樣序列中作為第 1、2、14 和 15 針進(jìn)樣
2. MassWorks 精確質(zhì)量分析與解卷積軟件
Cerno Bioscience公司的MassWorks 軟件可直接讀取 OpenLab CDS 數(shù)據(jù),并執(zhí)行采集后的數(shù)據(jù)分析,用于精確質(zhì)量校準(zhǔn)和離子信號(hào)解卷積。通過使用包含一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)離子的校準(zhǔn)標(biāo)樣(覆蓋目標(biāo) m/z 范圍),MassWorks 將質(zhì)譜峰形校準(zhǔn)為精確的數(shù)學(xué)函數(shù),使質(zhì)量準(zhǔn)確度從 0.x Da 提升至 0.00x Da,同時(shí)實(shí)現(xiàn) 99% 的譜圖準(zhǔn)確度。
如下圖 2 所示,本案例中使用進(jìn)樣 #9 的 20ppm HSO??標(biāo)準(zhǔn)離子(m/z 97)作為唯一校準(zhǔn)標(biāo)樣。值得注意的是,HSO??的 A+2 同位素(帶有顯著的 34S 特征信號(hào))會(huì)與 HClO??的單同位素(m/z 99)重疊,為精確質(zhì)量質(zhì)譜圖的解卷積提供了理想的測(cè)試場(chǎng)景。
結(jié)果與討論
不同濃度和加標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品的精確質(zhì)量和譜圖準(zhǔn)確度評(píng)估
使用來自9號(hào)進(jìn)樣的20ppm HSO4-作為校正數(shù)據(jù),校準(zhǔn)來自同一次進(jìn)樣的其他離子包括ClO4-以及來自其他進(jìn)樣數(shù)據(jù)的HSO4-和ClO4-,我們?cè)谡麄€(gè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了校準(zhǔn)質(zhì)量精度、譜圖準(zhǔn)確度和不同進(jìn)樣的穩(wěn)定性。所有質(zhì)量誤差<0.006Da,標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.002Da,所有的譜圖準(zhǔn)確度為98.50%。
圖3:高氯酸鹽離子ClO4-(Injection#10,20ppm)的精確質(zhì)量和譜圖準(zhǔn)確度
表1:10和20ppm兩個(gè)標(biāo)樣在不同進(jìn)樣時(shí)的精確質(zhì)量和譜圖準(zhǔn)確度結(jié)果
不同進(jìn)樣中各種1?O標(biāo)記的高氯酸鹽離子的相對(duì)豐度
當(dāng)將所有1?O標(biāo)記的高氯酸鹽離子歸一化為總豐度 1.000 并在不同進(jìn)樣中進(jìn)行考察時(shí),發(fā)現(xiàn)這些離子的相對(duì)豐度在進(jìn)樣間非常一致,正如預(yù)期的將相同內(nèi)標(biāo)加標(biāo)到去離子水樣品中一樣。占主導(dǎo)的 Cl1?O??相對(duì)豐度為 81%,ClO1?O??為 15%,其余離子形式被認(rèn)為反映了本實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)際 1?O標(biāo)記的標(biāo)準(zhǔn)品。
混合離子的解卷積分析
譜圖準(zhǔn)確度的缺乏,特別是質(zhì)譜譜圖擬合的缺乏,表明存在其他可能的譜圖干擾離子,這一點(diǎn)得到了m/z 107精確質(zhì)量測(cè)量的大系統(tǒng)誤差(>+20mDa)的證實(shí)(表2)。隨著質(zhì)譜數(shù)據(jù)的精確質(zhì)量和更重要的譜圖準(zhǔn)確度的校準(zhǔn),現(xiàn)在可以考慮這些可能的額外離子形式,看看實(shí)際的質(zhì)譜數(shù)據(jù)是否支持解釋,通過離子系列或混合分析,在這種情況下,總共涉及6個(gè)可能的離子。
圖5:混合離子解卷積分析(共六種可能的離子)
1?O標(biāo)記內(nèi)標(biāo)測(cè)定去離子水樣品中高氯酸鹽濃度
全質(zhì)譜圖擬合不僅可以測(cè)定各種不同標(biāo)記的高氯酸鹽內(nèi)標(biāo)的相對(duì)豐度,還可以測(cè)定包括高氯酸鹽本身在內(nèi)的其他離子的相對(duì)豐度。這樣就可以確定每個(gè)進(jìn)樣中高氯酸鹽的絕對(duì)濃度,見表2。在隨后的進(jìn)樣(#14&15)中發(fā)現(xiàn)的水平升高可能是由于高濃度10ppm和20ppm標(biāo)樣的殘留引起。然而,為了準(zhǔn)確起見,我們需要弄清楚加入的1?O標(biāo)記的內(nèi)標(biāo)的5ppb濃度:它是指1?O標(biāo)記標(biāo)樣的總和還是特定形式。由于各種1?O標(biāo)記形式的豐度不同,可能存在顯著的系統(tǒng)誤差。表2中報(bào)告的高氯酸鹽估計(jì)濃度假設(shè)5ppb濃度是所有1?O標(biāo)記形式的總和。
不同進(jìn)樣中不同1?O富集高氯酸鹽離子的相對(duì)豐度
當(dāng)所有1?O標(biāo)記的高氯酸鹽離子歸一化到1000總豐度并在不同的進(jìn)樣中進(jìn)行檢測(cè)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)所有這些離子的相對(duì)豐度在每次進(jìn)樣中都非常一致,正如人們所期望的那樣,將相同的內(nèi)標(biāo)加入去離子水樣品中。主要形式Cl1?O4-的相對(duì)豐度為81%,ClO1?O??的相對(duì)豐度為15%,其余離子形式反映了本實(shí)驗(yàn)中實(shí)際使用的1?O標(biāo)記標(biāo)樣。
圖5:不同進(jìn)樣中1?O富集離子的相對(duì)豐度測(cè)定
結(jié)論
● 在現(xiàn)有的單位質(zhì)量分辨率質(zhì)譜上,IC-MS即可實(shí)現(xiàn)離子的精確的質(zhì)量測(cè)定和譜圖準(zhǔn)確度分析。
● 精確質(zhì)量可以幫助識(shí)別正確的離子和可能的離子干擾。
● 通過考慮所有可能存在的離子,包括各種不同標(biāo)記的內(nèi)標(biāo),譜圖準(zhǔn)確度分析允許這些混合離子的全質(zhì)譜圖擬合分析。
● 通過質(zhì)譜圖解卷積分析可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)記內(nèi)標(biāo)物的精確定量。
參考文獻(xiàn):
1. EPA Document #: EPA/600/R-05/049, Method 332.0, Determination of Perchlorate in Drinking Water by Ion Chromatography with Suppressed Conductivity and Electrospray Ionization Mass Spectrometry, Rev 1.0, March 2005
2. Wang, Y.; Gu, M., The Concept of Spectral Accuracy for Mass Spectrometry, Anal. Chem., 2010, 82, 17, 7055.
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