對于二手質譜指標,驗收的建議有幾個是比較重要的:
(1)靈敏度,須在單位質量分辨率下
(2)分辨率,須指明在哪個具體的質量處
(3)單位質量分辨下的m/z范圍
一、關于m/z范圍
須是單位質量分辨以內的m/z范圍(m/z范圍跟質量分析器有關)
1、四極桿型
四極桿擅長做什么呢?就是定量!m/z范圍大約在3000~4000 amu,但同時,四極桿對大質量數有歧視,所以,過分強調m/z范圍沒有特別意義,因為這不是四極桿的擅長。
2、離子阱型
大約在4000(單位質量分辨下),有些公司說到6,000,甚至說到20,000 amu,其實也是瞎掰,因為這時分辨率差,m/z 500 和503 都分不開。
離子阱普遍對小質量有歧視(1/3效應),但對大質量(比如1000 amu以上的)反而比四極桿的響應好。
3、飛行時間TOF
這是它的強項!單獨的TOF做個十幾萬沒什么問題,但在串聯了前端的四極桿、離子阱后,二級質譜(MS/MS)的m/z范圍就會受到四極桿、離子阱的限制。但如果一定要測定大分子,TOF(或者串聯TOF)還是遲早要買一臺的。
單從液質聯用來說,能做串聯質譜(tandam mass)是非常重要的,因為液質的背景干擾比氣質大得多,串聯質譜就是要去除背景。作為前端的質量選擇器,大部分都采用四極桿或者離子阱,所以,現在看來,對于液質聯用,m/z范圍就不是一個特別重要的指標。如AB 5500 Qtrap,m/z上限僅做到1000 amu。因為這類儀器,夠用了。
二、分辨率
分辨率好像總是個永遠討論不清的話題。
可參見:有機質譜的分辨率
談談有機質譜的分辨率
需要強調的是:
1)對于磁質譜,我們如果說分辨率為10000,比常規有機質譜10000的分辨率,要好很多很多。
2)對于四極桿、離子阱,分辨率用10000表示是不科學的,因為它總在變,所以用FWHM或R=nM表示比較好,因為它在基本m/z范圍內是不變的。或者,說明是在哪個質量數下測定的,比如在500 m/z時,分辨率優于5000。
3)對于TOF/FT/Orbitrap等,須指明在哪個質量數下面測定的,也用10000、20000 之類的數字來表示。
三、談掃描速度有沒有用?
掃描速度不是非常重要的一個指標。因為實際獲得一種譜圖,我們考慮的是duty cycle的時間,也就是采集一張譜圖需要多少時間。所以,考察儀器“快"、“慢" 的主要衡量標準,應該是duty cycle時間,而不是掃描速度。
掃描速度指的是:把規定m/z范圍內的離子一個一個“掃描"出質量分析器的能力,表示為:amu/sec。這僅僅指從分析器出來的一段時間,質量分析器不同、工作模式不同,差別就很大。
1、四極桿:
duty cycle時間=掃描時間+掃描之間的間隔時間
對于全掃描,比如 掃描m/z 50~550 amu,掃描速度1000 amu/sec,可知道掃描時間為:
500/1000=0.5秒=500 毫秒,間隔時間為幾個毫秒,所以,大約每秒可以采集2張全掃描譜圖
對于SIM,比如掃描 m/z 499.5~500.5 amu,掃描速度1000 amu/sec,可知道掃描時間為:
1/1000=0.001秒。間隔時間就比較重要了,為幾個毫秒,所以,用SIM,每秒可采集幾百張譜圖
2、三重四極桿
參見:三重四極桿的掃描速度和譜圖采集速率
3、離子阱
參見:為什么離子阱質譜的采集速度不由掃描速度決定?
4、TOF
TOF是非常快的質量分析器,如果只求快,不要求分辨率,可以快到每秒采集幾萬張全掃描譜圖。
如果還要求高分辨率,可以每秒采集1~20張全掃描譜圖
就我看來,大家談到TOF,是比較注重用正確的duty cycle時間來表達儀器快、慢的,這是對的。
其它在討論四極桿、離子阱時都不注重
談到四極桿,對定性倒還無所謂,因為轉換時間一般都在幾個毫秒量級,比如這兩年,儀器公司已經把轉換時間從20個毫秒,提高到1毫秒的水平。
但對定量,用duty cycle表示,要科學得多,因為在定量時,分析器的掃描速度用的時間已經不是決定duty cycle的時間,MRM通道間的轉換時間,已經變成了決定時間。
比如:在MRM單位分辨下(即掃描質量范圍為1 amu),掃描速度是1000 amu/sec,掃描時間是1/1000=1 毫秒,如果MRM通道轉換時間是20毫秒,那么每秒可采集的譜圖數是:1000/21=47.6張;
如果MRM通道轉換時間是1毫秒,那么每秒可采集的譜圖數是:1000/2=500張
將會有數量級的巨大提升。
再比如談到離子阱,上面引用的講得明白,離子阱duty cycle時間,掃描速度關系很小,主要是注入離子、穩定到阱中的時間。
對離子阱,談掃描速度有多大,沒有啥意思;倒是談談把掃描速度降低,分辨率能到達多高有意思。因為在離子阱里,掃描速度一放慢,分辨率就可以大幅提高,甚至可以分辨0.05 amu的質量;
離子阱所謂27,000 amu/sec(或60,000 amu/sec)的掃描速度,不僅對duty cycle 沒什么貢獻,而且沒有人會這么做,因為這時的分辨率差到了3~5個 amu。
四、關于靈敏度
QUOTE:
靈敏度說“利血平 10pg S/N> 500(RMS) " 中10pg,是說的質量么,怎么靈敏度不用濃度來衡量的么。
靈敏度是用信噪比來表示的,S/N,信噪比的計算又有峰-峰比和RMS之分(RMS計算的信噪比一般要比峰-峰比計算的高5~10倍)
RMS是在待測峰周圍,找一段質量范圍,然后做均方根平均,作為噪音高度(強度)。再拿待測峰的高度除以平均高度,即為RMS。
我自己想來,儀器廠家一般都傾向于用RMS來表示,因為驗收時各家實驗室的氣體、水、溶劑都不是很確定,所以,用RMS更合理些,可以盡可能地平均掉(消除掉)這種差別。
而峰-峰比,是尋找待測峰周圍一個高的噪音峰,拿待測峰的高度去比上強的那個噪音峰。可能藥物殘留檢測時要求如何判定時會用到(o(∩_∩)o…,因為這是法規判定啊,要排除掉任何一種假象)。儀器驗收時,不會做這事,因為即使做,也是一針好一針壞,每個實驗室的結果都不一樣。
質譜的一大特色,就是它是一個質量檢測器,峰面積跟質量成正比(記得好像UV紫外是濃度型檢測器)。也就是說,我拿1 pg/uL,進樣10 uL;跟拿5 pg/uL,進樣2 uL相比,如果其它條件都一樣,峰面積應該是一樣的。
我個人的感覺,從實驗人員來說,稀釋樣品可能比較容易,很容易比較準確;而進樣器的定量環一般為20 uL,所以進樣10 uL,一定比進樣2 uL來得準確一些。
五、看掃描功能時,主要是:
(1)如果是同一類型儀器,可以幾家不同的廠家比,看差別;看這個差別是不是真的差別(還是只是各個廠家的叫法不同)。
看看這個差別對自己現在和將來的工作是不是有用?有用就再看看,沒用就可以忽略不計。
(2)有些指標是相互沖突的,不同的分析器適用的工作范圍也是不同的。
只是就目前趨勢來講,據說國際上正在流行一種同時滿足幾項高指標,一次實驗多做幾種掃描的觀點,比如:一次實驗同時定性定量,在高速度時還可以高分辨等等。