LCMS的溶劑選擇

LCMS適用的溶劑

通常根據目標化合物的溶解性和與LCMS中使用的各種電離技術的兼容性選擇溶劑。在ESI和其它常壓電離技術中，溶劑的揮發(fā)性和給質子的能力很重要。使用的主要質子溶劑像甲醇和其與水的混合物，比如1:1的甲醇水，或1:1的乙腈水(甲醇水混合物增加的粘度超過了純凈的水或甲醇，因為發(fā)生了放熱反應)。當使用100%的水時，水相對低的蒸汽壓可能對靈敏度不利。通過添加揮發(fā)性有機溶劑，降低表面張力，能提高靈敏度。表面活性劑，雖然能增加從噴霧液滴中釋放出離子，但因其較高的質子親和力，可能降低靈敏度。質子惰性的共溶劑，像10%DMSO水溶液和異丙醇，對一些化合物，能提高溶解度。在確保被測物比溶劑更偏堿性的前提下，甲酸通常以較低的水平(0.1%)添加，便于電離。一些酸，即使是很少量，像TFA，也可能限制靈敏度，但對增加一些化合物的溶解度可能是必需的。

在ESI電離模式中，緩沖液和鹽(Na+，k+和磷酸鹽)可降低蒸汽壓，導致信號減弱。液滴的表面張力增加，揮發(fā)性降低，可用相對更易揮發(fā)的緩沖液，像醋酸銨，形成弱酸-堿對，進行補救。

選擇溶劑需要考慮的問題
- 對于比溶劑更偏堿性的分子，氣相中的溶劑將限制ESI電離。光電離除外(不是酸堿電離)，但受溶劑調節(jié)。
- 從電離區(qū)域去除溶劑和水蒸氣，增加在大氣壓下電離化合物的種類。
- 相對于樣品或溶解在液體中的目標被測物減少液體體積，將提高ESI的性能(如，使用較低流速)。
- 有用的溶劑
- 可接受的添加物
- 非揮發(fā)性鹽(磷酸鹽，硼酸鹽，檸檬酸鹽等等)
會在離子源沉積，阻塞毛細管，因此需要更多的清洗和維護操作。現代離子源設計，相比以往的設計，能較好地處理非揮發(fā)性物質。
- 表面活性試劑(表面活性劑/去垢劑)抑制電噴霧電離的效率
- 無機酸具有腐蝕性
- 三氟乙酸(TFA)
超過0.01%的水平時，會在一定程度上抑制陽離子電噴霧。大大的抑制了陰離子電噴霧。
- 三乙基胺(TEA)
高 PA(232千卡/摩爾)在m/z102處，產生強[M+H]離子。抑制弱堿性化合物陽離子的電噴霧。
- 四氫呋喃(THF)
100%的THF具有高可燃性，因此APCI和絕大多數接口技術使用氮氣作為噴霧氣。(使用空氣可能引起爆炸危險。)會與PEEK^®管反應。

離子抑制
離子抑制是質譜學家使用ESI作為電離方式時面對的比較多的具體問題之一。2001年，美國食品藥品管理局(美國FDA)出版了工業(yè)生物分析有效方法指南(聯(lián)邦注冊號，66，100，28526)，表明確保分析質量的要求是不能妥協(xié)的。該條款指明了可用于評估離子抑制是否存在的幾個實驗方案。將基質提取后加標樣品中的被測物的多反應監(jiān)測(MRM)響應(峰面積或峰高)，與直接溶于純流動相的被測物的多反應監(jiān)測響應進行對比。基質中被測物的信號比在純溶劑中的地，表明基質中存在干擾物質。

C.Mallet等發(fā)表的文章表明，在色譜圖中被測物(和內標物)基質效應的存在。試驗人員使用三通裝置，將含有目標被測物及其內標物的溶液以連續(xù)進樣方式引入質譜，將空白基質樣品抽取物通過LC系統(tǒng)自動進樣引入質譜后，連續(xù)的基線出現下降，表明連續(xù)進樣的被測物的電離受到抑制，因為基質中有干擾物質存在。柱化學雜交柱化學和直徑低于2微米的高選擇性顆粒的使用，是色譜柱技術的一項革命性進步。這種雜交化學性質不依賴于可能引起離子抑制的流動相的改性，并且增加了顆粒的選擇性。

超高壓力LC與傳統(tǒng)HPLC

通常稱為UHPLC(超高壓液相色譜)，J．Jorgenson教授(北卡羅來納大學)的工作近來實現了這項技術的商業(yè)化，UHPLC為增加常規(guī)LCMS分析的信息量提供了可能。Waters公司對這項技術進行了商業(yè)化，稱為UPLC技術，或超高效液相色譜，與HPLC相比，UPLC的峰容量增加，對HPLC中形成較寬峰的共流出物，可以在UPLC能夠實現分離。將色譜峰形(通常條件下)濃縮成2秒或更短的譜帶，為靈敏度的提高提供了可能，有利于質譜響應，改善信噪比。UPLC技術的概念改變了傳統(tǒng)LC分離實踐中建立起來的一些熟知的參數，比如流速、顆粒大小，甚至對范第姆特曲線的理解。其工作壓力從大約2000psi增加到高達20000psi，固定相顆粒直徑小于2μm，接近1969年John Knox在其"Knox方程式"中理論極限。一些伴隨出現的問題，象增大機械壓力和過大的熱效應等，促進了MS性能的提高，也稍微偏離了對理論結果的直覺。

圖 20：由范第姆特曲線描述的線速度的變化，導致分離效能變化的趨勢。由圖可知，1.7μm直徑顆粒色譜柱效能更好，且不隨流速變化而改變。雖然所有色譜柱的證據表明在極端低線速度下會降低柱效，但是對HPLC我們所熟知的一個事實是，填料直徑越小分離性能越好，并且隨著線速度的增加，性能較少受到影響。在現在被稱為‘傳統(tǒng)'HPLC分離與UPLC分離的比較中，可以認為是一個關于技術怎樣重新定義實驗設計方法的事例。不但在原理上重新定義分離技術(速度快近4倍)，而且增強了選擇性，揭示了一些常規(guī)HPLC無法看清的細節(jié)，比如在圖中的咪達唑侖的代謝物。提高的分離度顯示出葡萄糖苷酸的二次級代謝物，m/z=548.125。

圖 21：技術的提高通常能揭示更多未知細節(jié)，比如單一葡萄糖苷酸代謝物的色譜峰。

咪達唑侖的氧化代謝是由肝臟細胞色素P450蛋白催化的。在上述藥物結構式中，代謝氧化[羥化]最可能發(fā)生的分子內主要位點已使用紅星標出。1對咪達唑侖在膽汁中的代謝物，使用HPLC/MS和UPLC/MS比較分析，發(fā)現在HPLC上有一名義m/z為548的色譜峰。但在UPLC/MS中，則分離出一對色譜峰，每個的準確質量值相同，m/z為548.1248。實測裂解確認這兩個代謝物均為葡萄糖苷酸化代謝物。作者給出了完全分離的兩種物質準確質量對應的經驗分子式，表明咪達唑侖在標示的位點發(fā)生雙羥化，然后可能在一個位點發(fā)生O-甲基化，另一個與葡萄糖醛酸結合，反之亦然。