这篇博文有毒：各种质谱（MS）间的较量

这是一场已经持续了一段时间的辩论。我不得不推测，这是一个由一个技术提供者的传播者最初传播的争论。首要问题是什么类型的质谱仪（MS）仪器在复杂混合物的痕量定量分析过程中提供最佳特异性？

电喷雾电离（ESI）是用于MS中液相取样的最常见电离源，是生产气相离子的非常有效的手段；因此，复杂的混合物会产生大量的信号，并且那些感兴趣分析物的信号必须可靠地与那些潜在干扰信号区分开来。显然，MS以质荷比（m / z）的形式提供强有力的定性信息以帮助鉴定化合物，但在复杂混合物中可能存在大量具有非常相似或相同质量的物种。

如果您想将目标分析物与干扰区分开来，是提供高分辨率和高质量准确度的仪器，还是提供串联质谱（MS / MS）的仪器？哪个更好？让我们从主要部分开始讨论，比较轨道阱质量分析仪的高分辨质谱（HRMS）能力与三重四极杆质谱分析仪的MS / MS能力。哪个提供更好的特异性？让我们先把灵敏度放在一边，因为现在的现代ESI-MS仪器通常都能检测到非常好的低丰度的物质。

 QQQ-MS一直被称为定量分析的黄金标准。当在选定的反应监测（SRM）（或多反应监测[MRM]）模式下操作时，一个QQQ-MS系统通过首先分离感兴趣的质量然后通过碰撞诱导解离（CID）从该感兴趣分析物产生独特的诊断高丰度碎片离子来提供特异性。通过关注离子的特定片段，实际上样品中的所有同分异构干扰都将被排除在检测之外，因为只有感兴趣的分析物在其解离后才能产生该片段。与其他质量分析仪相比，四极杆仪器具有很宽的线性范围，许多现代的QQQ-MS仪器具有非常高的扫描速度。这种宽泛的线性范围和高扫描速度使得仪器能够在单次运行中监测许多甚至成百上千个特定的产物离子MRM转换前体。 QQQ-MS仪器也相对便宜，通过常规分析实验室广泛分发，主要用于进行定量分析。最大的缺点是QQQ-MS系统是低分辨率仪器，因此只有整数m / z值一般可以可靠地分配给检测到的离子。

与13年前商业发布的轨道阱运行原理不同。离子是在仪器的高真空区域使主轴电极轨道运行。当它们围绕该主轴旋转时，它们与具有不同m / z值的其他离子以极高的分辨率分离。测量离子运动的频率，然后应用傅里叶变换将该信息转换为质谱图。因此，到达检测器的离子可以被分配非常准确的m / z值，小至四位或五位小数。由于质量精度小于百万分之一的误差，可以将多个碳原子，氧原子，氮原子和其他原子放在一起以产生特定分子式的方法数量大幅减少。因此，通过确保检测到的离子的分子式，能很好地匹配目标分析物离子的分子式来实现高特异性。然而，高分辨率是有代价的。轨道阱仪器通常比QQQ-MS系统昂贵得多，而且它们也相对较慢。与四极杆仪器相比，轨道阱仪器的特征会减小线性范围。即便如此，大多数商用轨道阱仪器也包含串联质量分析能力，这大大拓宽了其应用基础。傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）系统可以被类似地表征。然而，如果没有一定的能力来破碎离子，就没有多少分辨率可以解析相同分子量的物质。

快速搜索将显示之前已经进行了一些重要的工作，以直接比较MS / MS和HRMS的定量性能。在很多情况下，性能相当，但性能还取决于分析物和样品的性质。我认为人们总能找到适合应用的某种方法。一项研究确定，HRMS测量的单个m / z> 50,000分辨率比在QQQ-MS系统上执行SRM更具有选择性。有了这样一份报告，人们可能会认为这个辩论案例会以被HRMS系统取代而结束，但是在大多数人的购买决策中，成本仍然是一个重要的驱动因素。因此，QQQ-MS仪器的市场仍然比HRMS系统大很多。

事实是，理想情况下，你想拥有两种能力。如今，随着对各种“组学”主题的持续和日益增长的兴趣，研究人员希望结合有针对性和无针对性的数据采集功能。有针对性的方法是你知道你在找什么方法，而非目标方法是为了收集可能在样本中的任何东西的信号。在这种情况下，有理由认为四极杆飞行时间（QTOF）质谱仪可提供HRMS和MS / MS之间的最佳折衷。

在QTOF系统中，快速扫描四极杆可通过CID单元与TOF质量分析器连接。TOF测量飞行时间以确定m / z值，这可以通过相当好的分辨率和质量精度来完成。飞行时间测量不如离子频率测量精确，但前者比后者更简单，成本更低。QTOF系统保持很宽的线性范围，速度很快，并且可以在30,000-50,000范围内提供标准分辨率的MS和MS / MS测量。尽管QTOF系统功能多样且功能强大，但TOF系统的一个常见问题是校准的稳定性。随着时间的推移，温度的微小变化会导致质量精度的显着偏差。实验室的温度需要仔细维护，或者TOF系统需要经常校准。在许多情况下，用于调谐TOF飞行时间的校准混合物可能非常粘稠，使得使用后很难从系统清洁。一个稳定的QTOF，不需要经常校准，当然是一个理想的项目。

有一件事是肯定的——在质谱仪市场上有很多选择。做出正确的选择非常重要。你永远不会有太多的解决方案，但它的代价是（分析时间和金钱）。如果我没有提到通常出现在质谱仪之前的样品制备和色谱系统的关键作用，那么我也会失职。如果样品采集，准备和分离都做得不好，无论您花了多少钱，质谱仪都不会提供高质量的数据。

　　（本文由LCGC Kevin A. Schug博客编译）