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主题:【转帖】液质联用仪基本参数解释及如何衡量好坏

发布时间:2020-11-08 06:10 作者:千亿app

  扫描功能:多顺序方式功能 扫描/SIM/正离子/负离子/CID切换,最多可64种方式同时采集数据

  一、仪器公司声称的指标,在验收时很多都不进行测定。比如,某些质谱公司说灵敏度有多高,标书上是一种说法,验收时并不是这种做法。气质联用这个现象还好一些,液质联用就完全没有规范。中国的很多仪器公司声称的指标,验收时是不做的。

  有种意见是:因为指标能做到这种程度,也就证明了它潜在有这种能力,比如,有家灵敏度比别人高,就证明了他潜在有这种能力。

  但还有种意见是:很多原则不能滥用。有些公司为了过分追求每一个指标,把仪器专门设置一种极限状态来测量某一种指标(比如灵敏度),而这时的分辨率、扫描速度都非常差(实际应用根本不可能)。这时,指标是上来了,过分地上来了,但对用户就一点用都没有了。

  在仪器中,质量范围、灵敏度、分辨率、扫描速度有些是相互冲突的指标,所以,片面强调某种指标,对用户没有什么意义。可中国的招标制度,招标时只看指标,仪器到货后,招标公司和政府就完全不管了。严格的用户还想对着指标验收一下,不严格的用户就也甩手掌柜,任凭仪器公司宰割。

  一、四极杆型,最高的极限大约在3000~4000 amu,但同时,四极杆对大质量数有歧视,所以,过分强调m/z范围没有特别意义,因为这不是四极杆的擅长。

  二、离子阱型,最高的极限大约在4000(单位质量分辨下),有些公司说到6,000,甚至说到20,000 amu,其实也是瞎掰,因为这时分辨率极差,m/z 500 和503 都分不开。

  离子阱普遍对小质量有歧视(1/3效应),但对大质量(比如1000 amu以上的)反而比四极杆的响应好。

  三、飞行时间TOF这是它的强项!单独的TOF做个十几万没什么问题,但在串联了前端的四极杆、离子阱后,二级质谱(MS/MS)的m/z范围就会受到四极杆、离子阱的限制。但如果一定要测定大分子,TOF(或者串联TOF)还是迟早要买一台的。

  单从液质联用来说,能做串联质谱(tandam mass)是非常重要的,因为液质的背景干扰比气质大得多,串联质谱就是要去除背景。作为前端的质量选择器,大部分都采用四极杆或者离子阱,所以,现在看来,对于液质联用,m/z范围就不是一个特别重要的指标。最新的AB 5500 Qtrap,m/z上限仅做到1000 amu。因为这类仪器,够用了。

  1)对于磁质谱,我们如果说分辨率为10000,比常规有机质谱10000的分辨率,要好很多很多。

  2)对于四极杆、离子阱,分辨率用10000表示是不科学的,因为它总在变,所以用FWHM或R=nM表示比较好,因为它在基本m/z范围内是不变的。或者,说明是在哪个质量数下测定的,比如在500 m/z时,分辨率优于5000。

  3)对于TOF/FT/Orbitrap等,必须指明在哪个质量数下面测定的,也用10000、20000 之类的数字来表示。

  首先必须声明,扫描速度不是非常重要的一个指标。因为实际获得一种谱图,我们考虑的是duty cycle的时间,也就是采集一张谱图需要多少时间。所以,

  考察仪器“快”、“慢”的主要衡量标准,应该是duty cycle时间,而不是扫描速度。

  扫描速度,指的是:把规定m/z范围内的离子一个一个“扫描”出质量分析器的能力,表示为:amu/sec。这仅仅指从分析器出来的一段时间,质量分析器不同、工作模式不同,差别就很大。

  500/1000=0.5秒=500 毫秒,间隔时间为几个毫秒,所以,大约每秒可以采集2张全扫描谱图

  1/1000=0.001秒。间隔时间就比较重要了,为几个毫秒,所以,用SIM,每秒可采集几百张谱图

  TOF是最快的质量分析器,如果只求快,不要求分辨率,可以快到每秒采集几万张全扫描谱图。

  就我看来,大家谈到TOF,是比较注重用正确的duty cycle时间来表达仪器快、慢的,这是对的。

  谈到四极杆,对定性倒还无所谓,因为转换时间一般都在几个毫秒量级,比如这两年,仪器公司已经把转换时间从20个毫秒,提高到1毫秒的水平。

  但对定量,用duty cycle表示,要科学得多,因为在定量时,分析器的扫描速度用的时间已经不是决定duty cycle的时间,MRM通道间的转换时间,已经变成了决定时间。

  比如:在MRM单位分辨下(即扫描质量范围为1 amu),扫描速度是1000 amu/sec,扫描时间是1/1000=1 毫秒,如果MRM通道转换时间是20毫秒,那么每秒可采集的谱图数是:1000/21=47.6张;

  如果MRM通道转换时间是1毫秒,那么每秒可采集的谱图数是:1000/2=500张

  再比如谈到离子阱,上面引用的讲得明白,离子阱duty cycle时间,扫描速度关系很小,主要是注入离子、稳定到阱中的时间。

  对离子阱,谈扫描速度有多大,没有啥意思;倒是谈谈把扫描速度降低,分辨率能到达多高有意思。因为在离子阱里,扫描速度一放慢,分辨率就可以大幅提高,甚至可以分辨0.05 amu的质量;

  离子阱所谓27,000 amu/sec(或60,000 amu/sec)的扫描速度,不仅对duty cycle 没什么贡献,而且没有人会这么做,因为这时的分辨率差到了3~5个 amu。

  灵敏度说“利血平 10pg S/N 500(RMS) ” 中10pg,是说的质量么,怎么灵敏度不用浓度来衡量的么。

  灵敏度是用信噪比来表示的,S/N,信噪比的计算又有峰-峰比和RMS之分(RMS计算的信噪比一般要比峰-峰比计算的高5~10倍)

  RMS是在待测峰周围,找一段质量范围,然后做均方根平均,作为噪音高度(强度)。再拿待测峰的高度除以平均高度,即为RMS。

  我自己想来,仪器厂家一般都倾向于用RMS来表示,因为验收时各家实验室的气体、水、溶剂都不是很确定,所以,用RMS更合理些,可以尽可能地平均掉(消除掉)这种差别。

  而峰-峰比,是寻找待测峰周围一个最高的噪音峰,拿待测峰的高度去比上最强的那个噪音峰。可能药物残留检测时要求如何判定时会用到(o(∩_∩)o...,因为这是法规判定啊,要排除掉任何一种假象)。仪器验收时,不会做这事,因为即使做,也是一针好一针坏,每个实验室的结果都不一样。

  质谱的一大特色,就是它是一个质量检测器,峰面积跟质量成正比(记得好像UV紫外是浓度型检测器)。也就是说,我拿1 pg/uL,进样10 uL;跟拿5 pg/uL,进样2 uL相比,如果其它条件都一样,峰面积应该是一样的。

  我个人的感觉,从实验人员来说,稀释样品可能比较容易,很容易比较准确;而进样器的定量环一般为20 uL,所以进样10 uL,一定比进样2 uL来得准确一些。

  个人觉得,扫描功能是跟各个分析器原理有关的,就不用一一解释了,有些也是厂家新造出来的词儿。

  (1)如果是同一类型仪器,可以几家不同的厂家比,看差别;看这个差别是不是真正的差别(还是只是各个厂家的叫法不同)。

  看看这个差别对自己现在和将来的工作是不是有用?有用就再看看,没用就可以忽略不计。

  只是就目前趋势来讲,据说国际上正在流行一种同时满足几项高指标,一次实验多做几种扫描的观点,比如:一次实验同时定性定量,在高速度时还可以高分辨等等。

  至于灵敏度、分辨率、测量范围(m/z范围)等,都是其它谱学也关心的东西。

  我们要分析任何东西,都得打破平衡,把东西取出来,然后把它分出来,这就是色谱。

  估计每个红外专家、核磁专家,都在梦想着把色谱跟红外、核磁很好地联用,但目前做不到。而做到了液相和质谱很好联用的专家们,就获得了Nobel奖(指发明了ESI)。

  所以,回到主题,判断扫描功能有没有用。就是看它是不是让我们跟色谱联用时,工作的效率提高了?比如以前两次甚至三次实验做的事,现在一次实验就搞定。

  谢谢在招标参数上进行这么详细的说明。选什么仪器,首要的感觉很重要,或者说要谁的仪器,为什么要很重要。至于品牌确定了以后再写标书,说白了就是限制某些品牌,能够买到自己想要的,这才是写标书真正要注意的,有时一个指标即使没有用都要把他写死,不然你就不一定能买到自己想要的东西。因为评标的时候是以标书的要求为准啊!

  谢谢在招标参数上进行这么详细的说明。选什么仪器,首要的感觉很重要,或者说要谁的仪器,为什么要很重要。至于品牌确定了以后再写标书,说白了就是限制某些品牌,能够买到自己想要的,这才是写标书真正要注意的,有时一个指标即使没有用都要把他写死,不然你就不一定能买到自己想要的东西。因为评标的时候是以标书的要求为准啊!


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