质谱分析丨MRM扫描中的定性离子和定量离子

质谱分析丨MRM扫描中的定性离子和定量离子

在质谱多反应监测（MRM）模式中的定性离子和定量离子是一个非常核心的概念，对于建立可靠、准确的质谱分析方法至关重要。

一、概念

定量离子对： 这是用于计算目标物含量的离子对。我们选择响应值z高、z稳定、干扰最少的离子对来进行定量，以确保方法的灵敏度和准确性。

定性离子对： 这是用于确认目标物身份的离子对。我们通过它来确保在色谱峰出现的位置，我们检测到的信号确实来自目标化合物，而不是其他具有相同母离子的干扰物。

二、详解

1. MRM 原理回顾

MRM 是在三重四极杆质谱上实现的一种高选择性、高灵敏度的扫描模式。

• 第一重四极杆： 选择目标化合物的母离子。

• 碰撞室： 将选中的母离子打碎，生成子离子。

• 第二重四极杆： 选择特定的子离子进行检测。这样一个“母离子 → 子离子"的过程称为一个离子对或通道。

对于一个化合物，我们通常会监测多个离子对。

2. 定量离子

作用： 用于构建校准曲线并计算样品中目标化合物的实际浓度。

选择标准：

• 丰度最高： 通常是该化合物在碰撞后产生的z强碎片离子，能提供最佳的灵敏度。

• 稳定性好： 在不同浓度、不同批次的实验中，信号响应稳定，重现性好。

• 干扰最小： 尽可能选择d有的、不易受到样品基质中其他成分干扰的碎片离子。

实践： 在一个MRM方法中，每个化合物必须至少有一个定量离子对。

3. 定性离子

作用： 用于对目标化合物进行身份确认，确保定量的特异性，防止假阳性结果。

选择标准：

• 特异性强： 最好是化合物特征性的碎片离子，能与其他可能共流出的物质区分开。

• 丰度足够： 虽然不要求是z强的，但信号也不能太弱，需要能被稳定检测到。

实践： 通常，每个化合物会配备1-2个定性离子对。行业规范和指南通常要求至少一个定量离子对和一个或多个定性离子对。

三、如何利用它们进行定性确认？

仅仅监测到离子对是不够的，必须满足以下两个（或三个）条件，才能确认目标化合物的存在：

1. 保留时间一致：
样品中目标化合物的色谱峰保留时间必须与标准品的保留时间高度一致（通常在±2.5%或更小的偏差范围内）。

2. 离子丰度比一致：
这是最关键的定性依据。样品中定性离子对的信号强度与定量离子对的信号强度之比，必须与标准品中相应离子对的强度比高度一致。

允许偏差： 通常根据行业指南，允许的偏差范围在±20-30%之间（相对）。这个比值是化合物固有的“指纹"，如果样品中存在干扰，这个比值就会超出允许范围，即使有信号，也不能认定为目标化合物。

四、举例

假设我们要检测牛奶中的青霉素G。

1. 方法开发：

注入青霉素G标准品，进行二级质谱扫描，找到其母离子和主要的子离子。

我们发现它有几个主要碎片：m/z 160（z强），m/z 176，m/z 114。

2. 离子对选择：

• 定量离子对： 我们选择响应z强的 335 → 160 作为定量离子对。

• 定性离子对： 我们选择 335 → 176 和 335 → 114 作为定性离子对。

3. 样品分析：

MRM方法同时监测 335→160（定量）、335→176（定性1）、335→114（定性2）这三个通道。

4. 数据处理与确认：

• 查看色谱图： 在样品的特定保留时间（如2.5分钟）处，三个通道都出现了色谱峰。

• 检查保留时间： 样品峰的保留时间（2.50 min）与标准品（2.48 min）一致。

• 计算离子丰度比：

• 在标准品中，(335→176) / (335→160) 的强度比 = 0.50

• 在样品中，相同位置峰的强度比 = 0.48

• 计算偏差：|0.48-0.50| / 0.50 * 100% = 4%，远小于20%的要求，通过确认。

• 定量计算： 使用 335→160 这个通道的峰面积，代入由标准品建立的标准曲线，计算出样品中青霉素G的准确浓度。

五、总结

简单来说，定量离子告诉我们“有多少"，而定性离子和丰度比告诉我们“是不是"。两者结合，共同保证了MRM分析结果的准确性和可靠性，是其成为黄金标准定量技术的重要原因。