液质联用仪最佳校准条件选择分析

马之攀，任理顺，侯军

【摘要】 本文从液质联用仪的工作原理入手，分析该仪器进行校准的参数设置，以及最佳校准条件的选择技巧，从而使液质联用仪能够做到精准的计量。

【关键词】 液质联用仪;最佳校准条件;选择

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.009

Selection and Analysis of Optimum Calibration Conditions for LC-MS

MA Zhi-pan，REN Li-shun，HOU Jun

（Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection，Chongqing 401200，China）

Abstract： Starting from the working principle of the LC-MS instrument，this paper analyzes the parameter setting of the instrument for calibration and the selection skills of the best calibration conditions，so that the LC-MS instrument can achieve accurate measurement.

Key words： LC-MS;optimum calibration conditions;choice

《2021-2025年中国液质联用仪行业发展前景及投资风险规避建议报告》由新思界产业研究中心发布，其中分析了当前液质联用仪的行业发展前景和具体的投资方向状况。现阶段，要想发展液质联用仪不仅需要技术方面的支撑，还需要打破相应的资金壁垒。液质联用仪的用途相当广泛，涉及很多领域，最常见的就是在药物代谢和药物动力学中的应用。在药物研发中液质联用仪能够用于分析难度大且干扰多的样品，并且能够多级裂解准分子离子，为药物代谢提供有效的化合物相对分子量和所需要的碎片信息，同时，液质联用仪还可以用在食品安全、环境安全、临床研究、法医毒理学等领域中。

JJF 1317—2011《液相色谱-质谱联用仪校准规范》中规定了液质联用仪校准参数设置的相关内容，但是，针对参数的设置原因和参数内容没有提出详细的说明。要想对液质联用仪做全面且准确的计量校准工作，进行最佳校准条件的选择是十分必要的。选择好最佳的校准条件，能够获得更加准确的液质联用仪的信噪比、分辨率和峰面积以及保留时间重复性等参量信息。基于对液质联用仪的最佳校准条件选择的分析，可以从以下三个方面着手。

1 从色谱条件的角度来分析

液质联用仪离子源产生的雾化效果和很多因素都有一定的关系，其中包括流动相的流速、色谱柱内径、流动相的组成和流动相的纯度等。对这些影响因素进行具体的分析，有利于掌握色谱的条件。

1.1 流动相的流速和色谱柱内径的影响

液质联用仪最主要的特点就是灵敏度高和通量性能好，其还具备高流量性能、可靠的接口设计、离子抑制效应和快速地分析等特点。液质联用仪的灵敏度是十分重要的，而流动相的流速和色谱柱内径是其重要的影响因素。如果流动相处于低流速下的雾化时，很容易就能够满足库仑分裂的条件，这不仅能够产生气相离子，还能增强信号的强度[1]。通常情况下，当处于低流速和小柱径的状态时，就能够获得高灵敏度，也就缩短了出峰的时间，提升了离子化的效率，使出峰的浓度保持比较高。一般情况下，色谱柱内径有三个参数，即1 mm、2.1 mm和4.6 mm。对于流速来说，通常是在1 nL/min～1 μL/min、1 μL/min～0.2 mL/min、0.2 mL/min～1.0 mL/min之中。对色谱柱的载样量进行综合的考虑，并且基于《液相色谱-质谱联用仪校准规范》规定2.1 mm的C18柱，且其流速为0.2～0.4 mL/min。

1.2 流动相组成的影响

能够将待检测的离子从溶液中提取出来，将其从液态转化成气态的形式，并且改变溶剂的表面扩张力，或者说对其酸碱性进行改变，这就叫作离子源，其最大的作用就是使雾化的效果和实际效率得到提升。对于纯水来说，其表面的扩张力是相当高的，更有利于形成Taylor锥，并且其实际想要获得稳定的雾化效果就需要更高的电压。要想降低纯水的表面扩张力，可以借用相关的溶液（如甲醇水溶液），只有这样才能够最终得到离子化效率提升的效果。化合物的酸碱性直接决定了离子源的正负离子选择，在离子源的正负离子模式之下，酸性溶液的加入会使溶液呈现出相应的酸性，而负离子的模式则需要通过添加氨水来让溶液达到碱性的要求。对表面的扩张力和酸碱性进行综合考虑，在JJF 1317—2011中规定正离子模式下流动相中需要加入0.1%浓度的甲酸和乙酸，而在负离子模式之下，应当加入浓度为0.1%的氨水，两种模式下流动相应选择甲醇∶水（80∶20，体积分数）[2]。

1.3 流动相纯度的影响

溶剂纯度和离子源清洁度之间有密切的关系，前者能够为后者提供充足的保障，可以使用纯度高的试剂来消除溶剂中存在的各种杂质。通过这种方法，可以直接减少噪音的产生，并且还能够起到很好的电离抑制作用。根据JJF 1317—2011的规定，针对电导率和可溶性硅的选用，应当符合一级纯水的要求。

2 从仪器的调楷角度来分析

液质联用仪的调楷实质上就是仪器校准，对离子源、质量分析器和检测器等参数进行调节，以求获取更高的分辨率、灵敏度和质量准确性。通常来说，仪器在使用一段时间后，就会出现质量偏移和灵敏度降低等情况，为了保证获取离子信息的准确性，必须要进行调楷。调楷可以起到优化仪器的参数和调准灵敏轴的作用。调楷需要进行调整的参数包括离子光学系统中的电压、偏值和宽度增益等。液質联用仪的调楷利用的是调楷液校正的方法，不同仪器厂家的离子源调楷液是不同的，如Waters公司的液质联用仪使用的是碘化钠铯溶液，而AB公司的液质联用仪使用的是PPG系列的溶液。另外，液质联用仪的调楷液还可能不是单一的溶液而是混合物，如Agilent公司使用的就是由甜菜碱、三氟醋酸铵盐和膦嗪等化合物组合而成的混合液[3]。

3 从质谱条件优化的角度来分析

对液质联用仪校准用到的溶液是利血平/甲醇溶液，但是对于不同类型的仪器，该溶液对毛细管电压、锥孔气压、碰撞能量、辅助气温度和流量等参数的影响就会有所不同。因此，要对这些参数进行具体的优化。

3.1 对毛细管电压参数的优化

毛细管电压是为了方便雾化后的物质电离，将喷雾转化成离子化的电压。在大气压的作用下，电喷雾能够产生带电的液滴，但是对于离子而言，其主要是在真空或亚真空中产生。而毛细管电压的作用是为了能够增加带电滴液的数量。

3.2 对锥孔电压参数的优化

锥孔电压是在离子源区内，将分子离子再次电离，最终产生碎片离子电压。通常情况下液质联用仪的离子化利用的都是软电离技术，大多以分子离子峰占据主要地位，增加合适的锥孔电压，能够使粒子之间产生相互碰撞，还会得到一定程度的加强，其结果会使电荷较弱的吸收加合物，然后产生解离，从而使单体的强度得以增加。这样一来，就能够使离子源区得到的碎片峰增加。锥孔电压的作用还表现在减少分子加合峰，提升锥孔电压上[4]。

3.3 碰撞能量参数的优化

碰撞能量是母离子碎裂成子离子而产生的，对碰撞能量进行增加，能够获得更多的动能，然后进一步转化成内能，最终达到提升母离子破碎效率的作用，从而获取更多的内能[5]。

3.4 辅助气参数的优化

设置参数要考虑温度的选择和优化，对于干燥气体而言，需要设置干燥器的温度高于分析物沸点20 ℃左右。对于热不稳定的化合物，采用的温度更低一些，以防止分解状况的产生。干燥气温度、流量大小和流动相组成之间有明显的关系，能够产生相互影响[6]。如Agilent公司和AB公司的液质联用仪就是参照质谱优化的条件来进行相应的调整，从而保证优化成效。

4 结语

要想做好液体联用仪的最佳校准条件选择工作，就应从多个角度进行全方位思考，明确各影响要素之间的关系，结合实际情况。这样才能确保液体联用仪的最佳校准条件，保证对液体联用仪的精确和科学计量。

【参考文献】

[1] 姚祖媛.液质联用仪检测水产品中孔雀石绿[J].现代食品，2020（21）：199-200+221.

[2] 侯晓，母艳萍，聂迪.液质联用仪在食品安全检测中的应用[J].现代食品，2020（20）：137-138+141.

[3] 王雪颖，焦玉佩，许丽娜，等.基于三重四级杆液质联用的大型仪器管理方法探讨[J].实验室研究与探索，2020（10）：277-279+290.

[4] 王学虎，胡浩男，蒋国军，等.利用高分辨液质联用仪检测新型合成大麻素[J].刑事技术，2020（2）：165-168.

[5] 李仁勇，梁立娜，牟世芬.高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测食品中糖的应用进展[J].食品与发酵工业，2010（7）：97-101.

[6] 张涛，崔鹤，胡东青，等.离子色谱-质谱联用同时测定海产加工品中亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐和溴酸鹽[J].食品科技.2017（11）：326-330.

【作者简介】

马之攀，男，1984年出生，工程师，学士，研究方向为计量测试。