[Readers Insight] Are You Choosing the Right Quantifier Ion for Mass Spectrometry?

[Взгляд читателей] Выбираете ли вы правильный квантификатор-ион для масс-спектрометрии?

Автор: Chromatography Mound

Введение

Тройная квадрупольная масс-спектрометрия, также известная как тандемная масс-спектрометрия, является одним из наиболее широко используемых методов масс-спектрометрии в современных лабораториях. При разработке метода тройной квадрупольной масс-спектрометрии важным этапом является оптимизация напряжения декластеризации и энергии столкновения для каждого фрагментного иона в режиме мониторинга множественных реакций (MRM).

Как в национальных стандартных методах, так и в методах, основанных на литературных данных, фрагментный ион с наибольшим откликом обычно выбирается в качестве квантификаторного иона , а фрагмент со вторым по величине откликом — в качестве квалификаторного иона для подтверждения идентичности аналита. Этот вторичный отбор важен, поскольку трёхквадрупольная масс-спектрометрия имеет относительно низкое разрешение по массе, а дополнительный квалификаторный ион помогает снизить риск ложноположительных результатов.

В большинстве случаев селективность масс-спектрометрии к данному соединению достаточно высока, поэтому в сочетании со временем удерживания качественная идентификация не представляет проблемы. В результате аналитики, как правило, сосредотачиваются в первую очередь на выборе иона-квантификатора.

Почему ион с самым высоким откликом

Иллюстрация прохождения ионов от источника ионизации к детектору

Обоснование выбора иона с наиболее сильным откликом в качестве квантификатора простое: это максимизирует чувствительность метода и минимизирует предел обнаружения (ПО). На первый взгляд, эта логика верна. Но если задуматься глубже, всегда ли ион с наиболее сильным откликом в MRM-переходе является фрагментарным ионом ?

Мы обычно оптимизируем фрагменты в MRM, чтобы гарантировать правильное отнесение выбранного квантификаторного иона к целевому соединению, избегая ложноположительных результатов. Если два соединения с разными молекулярными формулами образуют фрагментарные ионы с одинаковым отношением массы к заряду (m/z), выбор иона-предшественника первым квадруполем гарантирует однозначность происхождения иона-продукта.

Однако в некоторых ситуациях ион-квантификатор может не быть фрагментным ионом. Этот нюанс становится более очевиден при рассмотрении конкретного примера.

Пример исследования: бензидин

Формула структуры бензидина

Бензидин, содержащий аминогруппу, обладает высокой нуклеофильностью и легко образует ион-предшественник [M+H]⁺ (m/z 185) в масс-спектрометрии. При низкой энергии столкновения ион с m/z 185 демонстрирует сильный отклик, что характерно для многих соединений.

Однако молекулярная структура бензидина весьма стабильна. Даже при увеличении энергии столкновения образуется мало фрагментов с высоким откликом. Только при очень высоких энергиях столкновения появляются значимые фрагментные ионы, а именно m/z 157 и m/z 168.

График зависимости отклика от значения m/z для бензидина

Более того, относительные отклики существенно различаются, так как m/z 185 (ион-предшественник) показывает отклик в 190 раз выше , чем m/z 157 и в 48 раз выше, чем m/z 168. Если бы мы выбрали m/z 168 в качестве иона-квантификатора, предел обнаружения метода ухудшился бы как минимум в 48 раз. Это, скорее всего, привело бы к тому, что большинство положительных образцов остались бы необнаруженными, что поставило бы под сомнение точность.

В этом случае, даже несмотря на то, что использование иона-предшественника увеличивает риск ложноположительных результатов, это все равно более подходящий выбор для гарантированного обнаружения.

Нет абсолютно «правильного» или «неправильного» выбора

В тройном квадрупольном МС выбор иона-квантификатора сводится не к правильному или неправильному, а к его пригодности или неподходящести для конкретного применения .

Если концентрация аналита в образце в целом достаточно высока, использование m/z 168 может удовлетворить требованиям чувствительности. Однако для образцов с низкой концентрацией выбор m/z 185 в качестве квантификатора вполне оправдан. В конечном счёте, для качественного подтверждения время удерживания остаётся важным индикатором идентичности соединения, наряду со значением m/z.