液質聯用儀最佳校準條件選擇分析

馬之攀，任理順，侯軍

【摘要】 本文從液質聯用儀的工作原理入手，分析該儀器進行校準的參數設置，以及最佳校準條件的選擇技巧，從而使液質聯用儀能夠做到精準的計量。

【關鍵詞】 液質聯用儀;最佳校準條件;選擇

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.009

Selection and Analysis of Optimum Calibration Conditions for LC-MS

MA Zhi-pan，REN Li-shun，HOU Jun

（Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection，Chongqing 401200，China）

Abstract： Starting from the working principle of the LC-MS instrument，this paper analyzes the parameter setting of the instrument for calibration and the selection skills of the best calibration conditions，so that the LC-MS instrument can achieve accurate measurement.

Key words： LC-MS;optimum calibration conditions;choice

《2021-2025年中國液質聯用儀行業發展前景及投資風險規避建議報告》由新思界產業研究中心發布，其中分析了當前液質聯用儀的行業發展前景和具體的投資方向狀況。現階段，要想發展液質聯用儀不僅需要技術方面的支撐，還需要打破相應的資金壁壘。液質聯用儀的用途相當廣泛，涉及很多領域，最常見的就是在藥物代謝和藥物動力學中的應用。在藥物研發中液質聯用儀能夠用于分析難度大且干擾多的樣品，并且能夠多級裂解準分子離子，為藥物代謝提供有效的化合物相對分子量和所需要的碎片信息，同時，液質聯用儀還可以用在食品安全、環境安全、臨床研究、法醫毒理學等領域中。

JJF 1317—2011《液相色譜-質譜聯用儀校準規范》中規定了液質聯用儀校準參數設置的相關內容，但是，針對參數的設置原因和參數內容沒有提出詳細的說明。要想對液質聯用儀做全面且準確的計量校準工作，進行最佳校準條件的選擇是十分必要的。選擇好最佳的校準條件，能夠獲得更加準確的液質聯用儀的信噪比、分辨率和峰面積以及保留時間重復性等參量信息。基于對液質聯用儀的最佳校準條件選擇的分析，可以從以下三個方面著手。

1 從色譜條件的角度來分析

液質聯用儀離子源產生的霧化效果和很多因素都有一定的關系，其中包括流動相的流速、色譜柱內徑、流動相的組成和流動相的純度等。對這些影響因素進行具體的分析，有利于掌握色譜的條件。

1.1 流動相的流速和色譜柱內徑的影響

液質聯用儀最主要的特點就是靈敏度高和通量性能好，其還具備高流量性能、可靠的接口設計、離子抑制效應和快速地分析等特點。液質聯用儀的靈敏度是十分重要的，而流動相的流速和色譜柱內徑是其重要的影響因素。如果流動相處于低流速下的霧化時，很容易就能夠滿足庫侖分裂的條件，這不僅能夠產生氣相離子，還能增強信號的強度[1]。通常情況下，當處于低流速和小柱徑的狀態時，就能夠獲得高靈敏度，也就縮短了出峰的時間，提升了離子化的效率，使出峰的濃度保持比較高。一般情況下，色譜柱內徑有三個參數，即1 mm、2.1 mm和4.6 mm。對于流速來說，通常是在1 nL/min～1 μL/min、1 μL/min～0.2 mL/min、0.2 mL/min～1.0 mL/min之中。對色譜柱的載樣量進行綜合的考慮，并且基于《液相色譜-質譜聯用儀校準規范》規定2.1 mm的C18柱，且其流速為0.2～0.4 mL/min。

1.2 流動相組成的影響

能夠將待檢測的離子從溶液中提取出來，將其從液態轉化成氣態的形式，并且改變溶劑的表面擴張力，或者說對其酸堿性進行改變，這就叫作離子源，其最大的作用就是使霧化的效果和實際效率得到提升。對于純水來說，其表面的擴張力是相當高的，更有利于形成Taylor錐，并且其實際想要獲得穩定的霧化效果就需要更高的電壓。要想降低純水的表面擴張力，可以借用相關的溶液（如甲醇水溶液），只有這樣才能夠最終得到離子化效率提升的效果。化合物的酸堿性直接決定了離子源的正負離子選擇，在離子源的正負離子模式之下，酸性溶液的加入會使溶液呈現出相應的酸性，而負離子的模式則需要通過添加氨水來讓溶液達到堿性的要求。對表面的擴張力和酸堿性進行綜合考慮，在JJF 1317—2011中規定正離子模式下流動相中需要加入0.1%濃度的甲酸和乙酸，而在負離子模式之下，應當加入濃度為0.1%的氨水，兩種模式下流動相應選擇甲醇∶水（80∶20，體積分數）[2]。

1.3 流動相純度的影響

溶劑純度和離子源清潔度之間有密切的關系，前者能夠為后者提供充足的保障，可以使用純度高的試劑來消除溶劑中存在的各種雜質。通過這種方法，可以直接減少噪音的產生，并且還能夠起到很好的電離抑制作用。根據JJF 1317—2011的規定，針對電導率和可溶性硅的選用，應當符合一級純水的要求。

2 從儀器的調楷角度來分析

液質聯用儀的調楷實質上就是儀器校準，對離子源、質量分析器和檢測器等參數進行調節，以求獲取更高的分辨率、靈敏度和質量準確性。通常來說，儀器在使用一段時間后，就會出現質量偏移和靈敏度降低等情況，為了保證獲取離子信息的準確性，必須要進行調楷。調楷可以起到優化儀器的參數和調準靈敏軸的作用。調楷需要進行調整的參數包括離子光學系統中的電壓、偏值和寬度增益等。液質聯用儀的調楷利用的是調楷液校正的方法，不同儀器廠家的離子源調楷液是不同的，如Waters公司的液質聯用儀使用的是碘化鈉銫溶液，而AB公司的液質聯用儀使用的是PPG系列的溶液。另外，液質聯用儀的調楷液還可能不是單一的溶液而是混合物，如Agilent公司使用的就是由甜菜堿、三氟醋酸銨鹽和膦嗪等化合物組合而成的混合液[3]。

3 從質譜條件優化的角度來分析

對液質聯用儀校準用到的溶液是利血平/甲醇溶液，但是對于不同類型的儀器，該溶液對毛細管電壓、錐孔氣壓、碰撞能量、輔助氣溫度和流量等參數的影響就會有所不同。因此，要對這些參數進行具體的優化。

3.1 對毛細管電壓參數的優化

毛細管電壓是為了方便霧化后的物質電離，將噴霧轉化成離子化的電壓。在大氣壓的作用下，電噴霧能夠產生帶電的液滴，但是對于離子而言，其主要是在真空或亞真空中產生。而毛細管電壓的作用是為了能夠增加帶電滴液的數量。

3.2 對錐孔電壓參數的優化

錐孔電壓是在離子源區內，將分子離子再次電離，最終產生碎片離子電壓。通常情況下液質聯用儀的離子化利用的都是軟電離技術，大多以分子離子峰占據主要地位，增加合適的錐孔電壓，能夠使粒子之間產生相互碰撞，還會得到一定程度的加強，其結果會使電荷較弱的吸收加合物，然后產生解離，從而使單體的強度得以增加。這樣一來，就能夠使離子源區得到的碎片峰增加。錐孔電壓的作用還表現在減少分子加合峰，提升錐孔電壓上[4]。

3.3 碰撞能量參數的優化

碰撞能量是母離子碎裂成子離子而產生的，對碰撞能量進行增加，能夠獲得更多的動能，然后進一步轉化成內能，最終達到提升母離子破碎效率的作用，從而獲取更多的內能[5]。

3.4 輔助氣參數的優化

設置參數要考慮溫度的選擇和優化，對于干燥氣體而言，需要設置干燥器的溫度高于分析物沸點20 ℃左右。對于熱不穩定的化合物，采用的溫度更低一些，以防止分解狀況的產生。干燥氣溫度、流量大小和流動相組成之間有明顯的關系，能夠產生相互影響[6]。如Agilent公司和AB公司的液質聯用儀就是參照質譜優化的條件來進行相應的調整，從而保證優化成效。

4 結語

要想做好液體聯用儀的最佳校準條件選擇工作，就應從多個角度進行全方位思考，明確各影響要素之間的關系，結合實際情況。這樣才能確保液體聯用儀的最佳校準條件，保證對液體聯用儀的精確和科學計量。

【參考文獻】

[1] 姚祖媛.液質聯用儀檢測水產品中孔雀石綠[J].現代食品，2020（21）：199-200+221.

[2] 侯曉，母艷萍，聶迪.液質聯用儀在食品安全檢測中的應用[J].現代食品，2020（20）：137-138+141.

[3] 王雪穎，焦玉佩，許麗娜，等.基于三重四級桿液質聯用的大型儀器管理方法探討[J].實驗室研究與探索，2020（10）：277-279+290.

[4] 王學虎，胡浩男，蔣國軍，等.利用高分辨液質聯用儀檢測新型合成大麻素[J].刑事技術，2020（2）：165-168.

[5] 李仁勇，梁立娜，牟世芬.高效陰離子交換色譜-脈沖安培檢測食品中糖的應用進展[J].食品與發酵工業，2010（7）：97-101.

[6] 張濤，崔鶴，胡東青，等.離子色譜-質譜聯用同時測定海產加工品中亞氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽和溴酸鹽[J].食品科技.2017（11）：326-330.

【作者簡介】

馬之攀，男，1984年出生，工程師，學士，研究方向為計量測試。