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质谱定量的简介和LC/MS监测的模式

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-11-18  来源:丁香通  浏览次数:3267
核心提示:质谱定量的简介和LC/MS监测的模式

使用质谱作小分子药代动力学分析,即PK/MS。除此之外,这些同样的原则也可用于生物基质中肽和蛋白的定量。
传统上,在使用现代质谱定量之前,定量是用HPLC高效液相色谱和UV紫外检测器实现的。HPLC 药代动力学分析建立在保留时间、峰面积和紫外光谱性质的基础上的。HPLC方法的缺点是灵敏度不够、缺乏特异性。我们已经看到一些实例,一个化合物的确已经代谢了,然而保留时间和紫外光谱上,母离子和代谢物无法区分。这种缺少特异性的分析时不时会误导研究者。所以在药代动力学分析中,基于质谱的表征现在是一种新型的重要的工具。
质谱定量中已经被广泛接受的方式是MS/MS定量。这种定量常通过三级四极杆或离子阱质谱实现。要求使用MS/MS的原因是:许多化合物有同样的质量。当使用第一个维度即单级质谱MS去定量时,也会缺乏特异性,尤其是对于像血液那样的复杂的基质。第二个维度的MS(即MS/MS)在大多数情况下,能够提供唯一的断裂。合并特异的母离子质量和唯一的碎片离子信息,可以选择性地监测被定量的化合物。下面我们将讨论获得和可视化LC/MS数据的方法。
获得和可视化LC/MS的数据,或称为:质谱数据如何在一个LC/MS实验中表达?
典型的方法,质谱被设置为扫描特定的质量范围。在全扫描分析中,质量扫描范围较宽;在选择离子监测SIM时,质量扫描范围较窄。依赖于扫描的类型,一个独立的质量扫描时间可以从10 ms到5秒。在一次LC/MS分析中可获得许多个扫描。LC/MS数据的表示方法为:把每个质量扫描的离子流信息叠加,画出随时间变化的总离子流,横轴是时间,纵轴是强度。总离子流图非常像HPLC的紫外图,见图1。

下面我们将讨论各种扫描的模式,和这些模式同质谱定量的关系。
最常见的LC/MS数据模式为:
(1)   总离子流图
(2)   选择离子监测(SIM)
(3)   选择反应监测(SRM)或多反应监测(MRM):MRM和SRM本质上是同样的实验模式。
全扫描分析
从药代分析中得到的全质量范围的总离子流图(TIC)非常像HPLC UV图,除了:质谱能检测到更多的化合物,尤其是没有紫外吸收的化合物。总离子流是一个叠加图,叠加了每个质量扫描的离子流。当一个小分子或小肽流出HPLC色谱柱时,相对强度上升,在TIC图上出现了一个峰,横轴是时间。每个质量的化合物都被记录在TIC图上。找出感兴趣的化合物可能是困难的,因为许多化合物有相同的质量。化合物的天然质量不是鉴定的唯一性数据。设置一个确定的质量,可以画出一个提取离子流图,但这个图的强度会比下面介绍的SIM实验中的强度低。
(注意:TIC指的是在一段时间内采集的质量扫描数据,不特指扫描范围或质谱实验的类型。例如,我们可以在SIM或SRM实验中获得TIC图。然而,为简单起见,我们将把这些图称为SIM和SRM图,而不是SIM TIC图。)
Selected Ion Monitoring选择离子监测
在选择离子监测中,质谱被设置为扫描一个非常小的质量范围,典型的是一个质量数的宽度。选择的质量宽度越窄,SIM的确定度越高。SIM图就是从非常窄的质量范围中得到的离子流图。只有被该质量范围选择的化合物才会被画在SIM图中。图1和图2是同一个样品的谱图,然而它们看起来很不相同。原因是在SIM图中,画的是TIC图中较少的组分。SIM图是比TIC图更确定的图。

然而,SIM图仍显示了许多峰,不能唯一地确认我们感兴趣的化合物。一个复杂的样品(比如血清或血浆)中,这样的图是一个典型的SIM图。许多化合物有同样的质量,在ESI中还有多电荷峰也和我们感兴趣的化合物有同样的m/z值。SIM实验比全扫描实验更灵敏,因为质谱在一个更小的质量范围上驻留(dwell)更长的时间。
Selected Reaction Monitoring选择反应监测 (SRM)
SRM被大多数科学家在质谱定量中使用,见图3。SRM中,可以监测一个特征的唯一的碎片离子,在很多非常复杂的基质中进行定量。SRM图非常简单,通常只包含一个峰。这种特征性使SRM图成为灵敏度高且特异性强的理想的定量工具。

SRM的过程:选择一个特征的母离子做MS/MS,在其碎片中选择一个特征的子离子作为监测离子。可以把SRM理解为碎片离子的SIM。这种特征性的实验被成为“transition”(跃迁)。

 

编辑:songjiajie2010

 
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关键词: 质谱定量 LC/MS监测
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