很多國外的實驗室都采用裝備數臺Q/Q/Q并配備一臺離子阱或者QTOF(四極桿-飛行時間串聯質譜)儀器,以彌補定性能力的不足。
一、三重四極桿質譜基本知識
1、三重四極桿其實是三重六極桿,這是為什么呢?
三重四極桿也叫做Q/Q/Q質譜。
一個四極桿根據設定的質合比范圍掃描和選擇所需的離子。
二個四極桿,也稱碰撞池,用于聚集和傳送離子。在選擇離子飛行的途中,引入碰撞氣體氮氣。
第三個四極桿用于分析在碰撞池中產生的碎片離子。
簡單的說:
Q1 可以篩選母離子 mz1;
Q2 通過碰撞碎裂打碎離子,形成碎片離子峰;
Q3 篩選子離子,定量子離子碎片強度 mz2。
實際上,碰撞池采用了六極桿的設計,擁有更好的聚焦及傳輸功能,四級桿就被淘汰了,但還沿用三重四極桿的名稱。
2、每個四極桿分析器工作方式主要有三種:
全離子通過(TTI)、掃描(SCAN )、選擇離子監測(SIM )。
將兩個四極桿在空間上串聯起來,主要的工作方式有全掃描(Scan),選擇離子監測(SIM),子離子掃描(Product Ion Scan),母離子掃描(Precur—sor Ion Scan),多重反應監測(MRM)。
二、三重四極桿如何進行定量
三重四極桿通過離子打碎獲得特異性子離子,子離子在通過Q3后時在接收器上轉化為電信號,反映到分析軟件就是離子強度圖。在一定線性范圍下,分析物濃度越高,打到接收器上的離子就越多,信號越強,這是定量的基礎。
此外在定量時可以選擇用峰高或峰面積定量,一般選用峰面積定量準確。因為是定量,所以需標準曲線,原理與高效液相類似。一般多用內標法定量,以排除質譜重現性和樣品處理造成的影響。
那么,隨著設置離子對越多,如何能保證定量準確呢?
四極桿對于離子的選擇性通過是交替進行的,在所有離子通道之間快速切換。
隨著設置離子對數量的增加,每個離子所占用的檢測時間縮短,這會影響到其檢測靈敏度,但是只要實際樣品和標準溶液所采用的分析方法一致,定量的準確性理論上是不受影響的。
三、使用環境條件
環境要求實驗室溫度為 15~27℃,溫度變化<3℃/h ,相對濕度< 80% ;
質譜儀在工作時,電路板及分子蝸輪泵會產生大量的熱量,要求室溫不大于27℃。
長期處于高溫下運行,會導致電路板損壞及降低泵的使用壽命。
儀器需要的氣體有 3 處,分別是霧化氣,干燥氣和碰撞氣。
安捷倫三重四級桿質譜儀都使用氮氣 ,waters 、島津質譜儀碰撞氣使用氬氣,霧化氣和干燥器使用氮氣。
作為霧化氣和干燥氣的使用的氮氣,要求純度大于95.5% 。
四、單四極與三重四極桿的區別
三重的可以做MS-MS, 如果只從聚焦來講三重其實是個雙四級桿,而單的不能做MSMS.沒有只有雙四級桿的儀器, 至少現在還沒有。
單四級桿也可以實驗MSMS,可以通過源內CID實現。
單四極桿碎片較少,定性信息不如三重四極桿。三重四極桿,實際上起碎片作用的是兩重,中間那個是起碰撞誘導作用。它能產生較多的碎片,定性比單桿要好。而且相對于離子阱而言,雖然定性要差一點,但定量能力超過離子阱。
兩種儀器滿足了不同類別的需求,各自有服務領域。比如化合物合成,定性,用SQ足以,另有紫外、核磁輔助。做個簡單組分定量,面積歸一法,DAD配SQ,就滿足需求。單四級桿并不是毫無用武之地。
總的來說,單四級桿能夠滿足日常檢測需求,三重四極桿成本更高,反而使用效率很低,據了解,多數企業實驗室購買了三重四級桿,卻只用到了MRM掃描模式的功能,其他就連基本的母離子掃描,子離子掃描,中性丟失等功能,也很少用到。
雖然三重四級桿是定量的上佳之選,但相對于飛行時間質譜,離子阱質譜,磁質譜,三重四級桿質譜靈敏度不高,主要還是應用于與液相色譜聯用(LC—MS),用作定量分析。
將液相色譜高效的在線分離能力與質譜的高選擇性、高靈敏度的檢測能力相結合,彌補了傳統液相檢測器的不足,可以同時得到化合物的保留時間、分子量及特征結構碎片等豐富的信息,是組分復雜樣品和微量、痕量樣品分離分析最有力的研究手段。