質譜分析丨MRM掃描中的定性離子和定量離子

在質譜多反應監測（MRM）模式中的定性離子和定量離子是一個非常核心的概念，對于建立可靠、準確的質譜分析方法至關重要。

一、概念

定量離子對： 這是用于計算目標物含量的離子對。我們選擇響應值z高、z穩定、干擾最少的離子對來進行定量，以確保方法的靈敏度和準確性。

定性離子對： 這是用于確認目標物身份的離子對。我們通過它來確保在色譜峰出現的位置，我們檢測到的信號確實來自目標化合物，而不是其他具有相同母離子的干擾物。

二、詳解

1. MRM 原理回顧

MRM 是在三重四極桿質譜上實現的一種高選擇性、高靈敏度的掃描模式。

• 第一重四極桿： 選擇目標化合物的母離子。

• 碰撞室： 將選中的母離子打碎，生成子離子。

• 第二重四極桿： 選擇特定的子離子進行檢測。這樣一個“母離子 → 子離子"的過程稱為一個離子對或通道。

對于一個化合物，我們通常會監測多個離子對。

2. 定量離子

作用： 用于構建校準曲線并計算樣品中目標化合物的實際濃度。

選擇標準：

• 豐度最高： 通常是該化合物在碰撞后產生的z強碎片離子，能提供最佳的靈敏度。

• 穩定性好： 在不同濃度、不同批次的實驗中，信號響應穩定，重現性好。

• 干擾最小： 盡可能選擇d有的、不易受到樣品基質中其他成分干擾的碎片離子。

實踐： 在一個MRM方法中，每個化合物必須至少有一個定量離子對。

3. 定性離子

作用： 用于對目標化合物進行身份確認，確保定量的特異性，防止假陽性結果。

選擇標準：

• 特異性強： 最好是化合物特征性的碎片離子，能與其他可能共流出的物質區分開。

• 豐度足夠： 雖然不要求是z強的，但信號也不能太弱，需要能被穩定檢測到。

實踐： 通常，每個化合物會配備1-2個定性離子對。行業規范和指南通常要求至少一個定量離子對和一個或多個定性離子對。

三、如何利用它們進行定性確認？

僅僅監測到離子對是不夠的，必須滿足以下兩個（或三個）條件，才能確認目標化合物的存在：

1. 保留時間一致：
樣品中目標化合物的色譜峰保留時間必須與標準品的保留時間高度一致（通常在±2.5%或更小的偏差范圍內）。

2. 離子豐度比一致：
這是最關鍵的定性依據。樣品中定性離子對的信號強度與定量離子對的信號強度之比，必須與標準品中相應離子對的強度比高度一致。

允許偏差： 通常根據行業指南，允許的偏差范圍在±20-30%之間（相對）。這個比值是化合物固有的“指紋"，如果樣品中存在干擾，這個比值就會超出允許范圍，即使有信號，也不能認定為目標化合物。

四、舉例

假設我們要檢測牛奶中的青霉素G。

1. 方法開發：

注入青霉素G標準品，進行二級質譜掃描，找到其母離子和主要的子離子。

我們發現它有幾個主要碎片：m/z 160（z強），m/z 176，m/z 114。

2. 離子對選擇：

• 定量離子對： 我們選擇響應z強的 335 → 160 作為定量離子對。

• 定性離子對： 我們選擇 335 → 176 和 335 → 114 作為定性離子對。

3. 樣品分析：

MRM方法同時監測 335→160（定量）、335→176（定性1）、335→114（定性2）這三個通道。

4. 數據處理與確認：

• 查看色譜圖： 在樣品的特定保留時間（如2.5分鐘）處，三個通道都出現了色譜峰。

• 檢查保留時間： 樣品峰的保留時間（2.50 min）與標準品（2.48 min）一致。

• 計算離子豐度比：

• 在標準品中，(335→176) / (335→160) 的強度比 = 0.50

• 在樣品中，相同位置峰的強度比 = 0.48

• 計算偏差：|0.48-0.50| / 0.50 * 100% = 4%，遠小于20%的要求，通過確認。

• 定量計算： 使用 335→160 這個通道的峰面積，代入由標準品建立的標準曲線，計算出樣品中青霉素G的準確濃度。

五、總結

簡單來說，定量離子告訴我們“有多少"，而定性離子和豐度比告訴我們“是不是"。兩者結合，共同保證了MRM分析結果的準確性和可靠性，是其成為黃金標準定量技術的重要原因。