美國Waters沃特世質(zhì)譜系統(tǒng)分析儀
使用 StepWave™ XS 改善 Xevo™ G3 QTof 質(zhì)譜儀上不穩(wěn)定物質(zhì)的傳輸
摘要
質(zhì)譜儀離子光學(xué)元件中不穩(wěn)定離子的碎裂會導(dǎo)致分析物離子傳輸減少并產(chǎn)生誤導(dǎo)性的MS譜圖，這會對檢測限、數(shù)據(jù)庫搜索和結(jié)構(gòu)解析產(chǎn)生不利影響。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，Xevo G3 QTof配備了新型StepWave XS離子導(dǎo)入器，可將信號傳輸提高至22倍。使用“軟傳輸"模式可將信號進一步提高至57.8倍，用于本次評估中所示化合物的特定、脆弱的分析物。隨著離子傳輸增加，靈敏度和完整分析物與碎片離子比顯著提高，從而改善了分析物離子檢測和結(jié)構(gòu)確認(rèn)。
優(yōu)勢
采用新的StepWave XS離子導(dǎo)入器時，不穩(wěn)定物質(zhì)的傳輸增加，從而提高了靈敏度和完整分析物與碎片離子比。驗證StepWave XS上不穩(wěn)定化合物傳輸?shù)膬?yōu)化參數(shù)，以適應(yīng)缺省參數(shù)的簡單快速轉(zhuǎn)換。
簡介
精確質(zhì)譜法在許多學(xué)科（例如藥物質(zhì)量控制、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、天然產(chǎn)物、藥物代謝、環(huán)境監(jiān)測、法醫(yī)毒理學(xué)和食品分析）中廣泛應(yīng)用于不穩(wěn)定化合物的分析，從而分析成分和識別單個分析物。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，分析物可能出現(xiàn)明顯的意外碎裂，因此靈敏度和專屬性對于分析物檢測和結(jié)構(gòu)分析至關(guān)重要，這些分析物包括：小分子藥物、藥物代謝物、殺蟲劑和內(nèi)源性生物分子。
意外的分析物碎裂通常是由于不穩(wěn)定的分子鍵分解，這是由離子從離子源傳輸?shù)劫|(zhì)量分析器的過程中發(fā)出的能量所導(dǎo)致的。這種碎裂會導(dǎo)致完整分析物離子信號減少，甚至丟失，并可能導(dǎo)致誤鑒關(guān)鍵分析物。使用其他市售的QTof質(zhì)譜儀驗證或定量這些不穩(wěn)定化合物可能需要對子離子而不是目標(biāo)分析物（母離子）離子進行積分，并會妨礙分析物的可靠鑒定或定量。
Waters Xevo G3質(zhì)譜儀（圖1）配備了StepWave XS離子導(dǎo)入器，這是一種新設(shè)計，有利于不穩(wěn)定離子的完整傳輸。我們通過本研究證明，與配備舊款離子傳輸光學(xué)元件設(shè)計的QTof儀器相比，即使StepWave XS使用缺省設(shè)置，Xevo G3 QTof上不穩(wěn)定分析物的碎裂也顯著減少。我們還展示了調(diào)整StepWave XS設(shè)置以促進“軟傳輸"模式的能力，這進一步減少了意外碎裂效應(yīng)并改善了分析物離子的檢測。
圖1.展示StepWave XS設(shè)計的Xevo G3示意圖結(jié)果與討論
為了評估StepWave XS離子導(dǎo)入器在LC/MS分析中的優(yōu)勢，我們在Xevo G3 QTof和上一代Xevo G2-XS QTof上分析了已知可能發(fā)生碎裂的小分子化合物的混合物。所選分析物列于下方（表1）：
小分子藥物：****、去甲舍曲林、***、*****。
殺蟲劑：氯苯胺靈。
內(nèi)源性化合物：25-羥基維*素D3。
使用反相色譜梯度分析測試化合物，然后在正離子MS模式和負(fù)離子MS模式下進行檢測。在包含舊StepWave設(shè)計的QTof儀器(Xevo G2-XS QTof)上，使用缺省StepWave調(diào)諧參數(shù)進行評估，并在Xevo G3 QTof上使用缺省StepWave XS調(diào)諧參數(shù)以及優(yōu)化的“軟傳輸"調(diào)諧參數(shù)進行評估（表2）。每臺儀器在每種運行模式下進行六次測試溶液進樣，并測量每種分析模式下母離子的平均峰面積值。
表1.化合物母離子和碎片離子的詳細信息
表2.StepWave XS的缺省調(diào)諧參數(shù)以及經(jīng)過優(yōu)化的“軟傳輸"模式下的調(diào)諧參數(shù)當(dāng)使用缺省調(diào)諧參數(shù)時，與Xevo G2-XS QTof相比，Xevo G3 QTof上觀察到所有測試分析物的完整分析物離子響應(yīng)顯著增加。這種改善取決于化合物，范圍從布*芬母離子峰面積增加3.9倍到****母離子峰面積增加22.7倍。此外，與使用缺省StepWave XS調(diào)諧設(shè)置運行Xevo G3 QTof獲得的結(jié)果相比，當(dāng)對Xevo G3 QTof StepWave XS調(diào)諧設(shè)置進行“軟傳輸"優(yōu)化時，所有測試分析物的完整分析物離子響應(yīng)均進一步增加。與使用Xevo G2-XS QTof獲得的母離子峰面積相比，Xevo G3 QTof的完整分析物離子響應(yīng)的進一步改善使母離子峰面積總體增加5.6~57.8倍（圖2）。
圖2.每種不穩(wěn)定分析物的靈敏度改善總結(jié)，已針對Xevo G2-XS數(shù)據(jù)對響應(yīng)進行了歸一化。顯示了相對于Xevo G2-XS上觀察到的母離子響應(yīng)的倍數(shù)變化的改善。除了監(jiān)測不穩(wěn)定分析物峰面積響應(yīng)的增加外，還可以評估意外碎裂占分析物離子的百分比。該碎裂值計算為完整分析物母離子響應(yīng)與母離子和碎片離子的總離子響應(yīng)的百分比（母離子/（母離子+碎片離子）*100）。通過此計算可以看出，與Xevo G2-XS QTof相比，六種測試分析物中有五種在Xevo G3 QTof上產(chǎn)生的分析物母離子碎裂明顯較少。布*芬的母離子信號與碎片離子之比在兩種儀器上都相對較高(>50%)，它是一種在Xevo G3 QTof上分析時未表現(xiàn)出改善的分析物。
當(dāng)在Xevo G3 QTof上使用“軟傳輸"調(diào)諧參數(shù)進行分析時，所有化合物的完整分析物離子強度與總組合離子信號相比有所提高。與Xevo G2-XS QTof中的傳統(tǒng)離子光學(xué)元件相比，使用具有“軟傳輸"參數(shù)的Xevo G3 QTof，去甲舍曲林信號顯示出20倍以上的增加（相當(dāng)于0.7%至20.3%）。氯苯胺靈和阿*匹林這兩種化合物在分析時都出現(xiàn)>99%的碎裂。盡管碎裂仍然很明顯，但在Xevo G3 QTof上實施“軟傳輸"調(diào)諧參數(shù)時，這兩種分析物的完整母離子信號確實略有改善（圖3）。
圖3.每種不穩(wěn)定分析物的母離子占總分析物離子百分比改善的總結(jié)。結(jié)論
不穩(wěn)定化合物會在質(zhì)譜儀的離子源和離子光學(xué)元件中發(fā)生碎裂，這會對峰檢測、檢測限、靈敏度、數(shù)據(jù)庫搜索和結(jié)構(gòu)解析產(chǎn)生不利影響。Waters StepWave XS設(shè)計已被證明可以減少質(zhì)譜儀離子光學(xué)元件中不穩(wěn)定離子的碎裂。這項研究表明，Waters StepWave XS離子導(dǎo)入器可以顯著改善不穩(wěn)定化合物的完整分析物離子的傳輸，尤其是在使用“軟傳輸"模式優(yōu)化參數(shù)時。有關(guān)StepWave技術(shù)的詳細信息，請參閱文檔：StepWave - Enhancing MS Sensitivity and Robustness（《StepWave - 增強MS靈敏度和穩(wěn)定性》）(720004175)。
在測試的六種不穩(wěn)定化合物中：四種在正電離模式下電離*有效，兩種在負(fù)電離模式下電離*有效。該數(shù)據(jù)集中分析的大多數(shù)化合物的完整分析物離子信號與“總"組合離子強度相比有所提高。與之前的StepWave設(shè)計相比，使用StepWave XS時，進樣的所有分析物的響應(yīng)提取離子流色譜圖(XIC)（母離子的峰面積）都有顯著改善。與缺省StepWave設(shè)置相比，使用優(yōu)化的“軟傳輸"StepWave參數(shù)在Xevo G3 QTof上分析時，所有分析物也有所改善。
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