「SCIEX质谱档案」定量分析与速度(乐高盲盒活动)

四极杆飞行时间(QTOF)质谱是鉴别未知化合物的常用分析工具之一，特别是分析复杂样品更是如此。但是，更常规的问题是不仅仅需要回答“它是什么”，还要回答“它有多少”。正如SCIEX首席科学家Yves LeBlanc在《Generation Quant》（定量的一代）第一集中所说的那样，“检测到一些东西总是很容易的。但是在一天结束的时候，这意味着什么呢?我们总是需要把它变成一个定量的答案”。

那么，一个高分辨准确质量质谱系统用于定量分析的特点是什么呢？高质量精度和高分辨率性能肯定是必需的，因为这二个性能是高分辨质谱的高选择性工具，同时还需要宽动态范围、高灵敏度、高重现性和快速扫描这些性能，QTOF质谱系统具备所有这些性能，且非常好。事实上，QTOF质谱系统同时具有这些性能，这使得QTOF仪器在需要同时定性和定量分析的应用中会变的非常强大。

质谱技术进行定量分析最广泛的策略是单一反应监测(SRM)或多反应监测(SRM, MRM)，这是因为串联质谱方法有很好的选择性，但QTOF仪器也可以使用质谱数据进行定量。利用母离子的精确质量和高分辨率，TOF MS数据也可以在没有干扰或不能很好地碎裂离子的情况下提供出色的定量数据。但对于未知化合物和复杂样品，用二级质谱碎片离子可以进行明确的鉴定和低水平的定量；二级碎片离子可用MS/MS扫描的数据依赖采集 (IDA)获得，也可用SWATH^®采集策略的数据非依赖采集(DIA)或用高分辨率MRM (MRM^HR)扫描获得，MRM^HR策略与三重四极杆的MRM策略类似。

选择一个独特的子离子进行定量，而不是母离子的精确质量和高分辨率，通常可以获得非常好的特异性和灵敏度，如图1所示。从二级质谱数据中选择无干扰和高背景的碎片离子，从而实现更好的定量。此外，它的数据还可以进行化合物定性和确认。

图1、用一级质谱数据(TOF MS，右)或二级质谱碎片离子(MRM^HR，左)定量分析不同的分析物。MRM^HR (顶部)显示了一个更低的基线和更好的信噪声比（联苯醚）。(底部) 一级质谱的干扰峰和背景给定量分析带来了很大的挑战;而螺旋体美芬的MRM^HR数据中，这些干扰大大降低。

因此，虽然高分辨率和准确质量一级质谱数据可以为许多化合物提供优秀的定量结果，但在很多情况下，二级质谱数据更能提高结果的可信度，并消除歧义和假阳性。

无论使用哪种类型的数据，目标物的色谱峰必须能采集到更多的数据点，以获得峰形的准确描述和良好的积分，这就需要对色谱峰进行快速扫描；基于QTOF的MS/MS策略(如IDA、SWATH采集、MRM^HR)，通过极快的扫描采集，在整个色谱峰上采集母离子和相应的二级碎片离子数据。TOF MS数据或MS/MS数据都可用于定量，而MS/MS数据的优点是能提供明确的定性鉴别和确认。

上面讨论的所有数据采集策略，一级高分辨数据或二级数据都可以用于定量。通常情况下，并不知道哪种数据类型工作得最好，在每个分析物上同时采集一级质谱数据和二级质谱数据是迄今为止对任何高分辨质谱平台最好的策略，而QTOF系统具有创新和强大的工作流程，可以同时提供这两种数据。

此外，对于任何定量策略，高速扫描都是极其重要的。它不仅有更好的统计结果，而且还可降低分析时间，也能分析更多化合物。扫描速度可能是全面定性分析和高度准确的定量分析中最重要的方面。这对于复杂基质样品来说，可能变得尤其重要。

【真相3】

QTOF系统可以定量分析非常小的分子和很大的分子等不同种类的化合物，其检出限(LLOQ)可低到ppt(pg/mL) 和4- 5个数量级的动态范围，有多种数据采集模式，包括IDA、SWATH采集和MRM^HR。无论哪种采集策略，采集的都是高分辨率精确的海量一级质谱数据和二级质谱数据，用户可以在采集后轻松地在数据类型之间切换，以选择最适合每个目标物的定量数据。

快速扫描对于任何液相色谱质谱(LC-MS)分析都至关重要。LC-MS分析过程中，色谱峰出峰过程中有一段有限的时间（保留时间），分析物色谱峰突然出现、然后达到最大值（峰顶），最后结束。根据实验的目的(例如，鉴别，目标定量)不同，分析物必须在出峰过程中对其进行多次采集信号。因此，随着色谱分辨率的提高(峰形变窄)，或运行时间的缩短或样品复杂度的增加(更多的化合物共洗脱)，更高的扫描速度变得越来越关键。

然而，不能为了更高的扫描速度而牺牲数据质量。正如在之前所讨论的那样，高质量准确度和高分辨率以及精确的同位素丰度比是可以给出最明确的鉴定结果和最准确的定量。因此，更快的扫描不能以牺牲其他性能为代价，否则会影响结果。即使扫描速度非常快，QTOF系统仍能保持准确的同位素丰度比，这是用于化合物定性鉴别的重要特征。由于峰形和同位素比没有失真，快速扫描可以高精度地检测和定量更多的分析物。

此外，QTOF系统，在更快的扫描速度下，分辨率和质量精度不会降低。如图6所示，即使将扫描时间缩短到10 ms，也能保持高质量分辨率、高质量精度和高峰值强度。这就可以与快速色谱分离能力相匹配。

图6、扫描速度和数据质量。即使扫描速度高达100张/秒(10 ms扫描次数)，SCIEX TripleTOF™ 6600+系统的质谱数据仍能有高分辨率、质量准度和离子流强度。

随着扫描速度的提高，扫描时间减少，系统采集任意给定的质谱数据所用的的时间将越来越少；尽管扫描速度非常快，但数据质量最终会受到影响，所有质谱平台都是如此。但 QTOF系统可以达到这个要求的更高扫描速度。只要数据质量保持不变(分辨率、峰形、同位素丰度、质量精度、峰强度)，快速扫描就可以鉴别和定量更多的分析物，并缩短液相的运行时间。

定量和定性更多化合物

在保证数据质量的同时，快速扫描速度可以在一次进样情况下，增加定量和定性分析物的总量，例如，图7显示了快速扫描可以提高鉴别多肽和蛋白质数量；如图所示，将扫描时间缩短到15 ms，二级质谱扫描速度从30 张/秒提高到90张/秒时 ，蛋白质鉴定数量可显著增加约50%，多肽鉴定数量显著增加近70%^[4]

图10、超快速可靠的有机炸药物分析。利用SCIEX X500R QTOF系统的SWATH策略，在2.5分钟内分析了14个有机炸药物。^[8]