Claude R Mallet, Waters Corporation, Milford , MA , USA

簡介

本技術(shù)說明介紹了將采用在線 SPE MS/MS 技術(shù)的 Waters® UPLC® 用于水樣分析的方法。
該平臺具有諸多優(yōu)點(diǎn)：  
1    簡化了實(shí)驗(yàn)室工作流程  
2   減少了手工操作，提高了工作效率  
3   最大限度地減少了操作人員誤差，提高了結(jié)果的置信度  
4   加快了樣品的周轉(zhuǎn)，提高了實(shí)驗(yàn)室效能
本系統(tǒng)既可用作完整的 UPLC 在線 SPE 系統(tǒng)，也可用作日常的 LC-MS 系統(tǒng)，從而加快周轉(zhuǎn)速度。

傳統(tǒng)分析方法

采用現(xiàn)有的 LC/MS/MS 或 GC/MS/MS 系統(tǒng)，必須將樣品從原始形式轉(zhuǎn)化為方便進(jìn)樣分析的適當(dāng)形式。樣品的制備通過各種手動萃取方法進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)富集或凈化目的。這些萃取方法相當(dāng)費(fèi)時費(fèi)力。萃取步驟的重復(fù)次數(shù)在很大程度上取決于樣品的復(fù)雜程度和目標(biāo)檢測限 (LOD) 。

對于痕量水平的應(yīng)用，通常做法是將 1 升樣品萃取為 500 微升的最終體積。

在線 SPE 方法

在在線 SPE 方法中，感興趣的分析物首先被吸附在萃取柱上，經(jīng)過清洗，然后直接洗脫到 LC/MS/MS 系統(tǒng)上。省略了萃取方法中的蒸發(fā)和重構(gòu)步驟。該方法的樣品利用率更高，因而所需的樣品體積更小。

只要 20 毫升樣品就可實(shí)現(xiàn)離線方法用 1 升樣品才能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。通過耦合兩根萃取柱，采用在線 SPE 技術(shù)的 Waters UPLC 還可以產(chǎn)生并行事件。采用這種雙柱配置，可以在第一根萃取柱上完成平衡步驟的同時，在第二根萃取柱上完成加載、清洗和洗脫步驟。從而縮短總的運(yùn)行時間和提高工作效率。每次進(jìn)樣后都會清洗 SPE 閥芯，因此可以重復(fù)使用而不會降低效率。

 圖 1. 采用在線 SPE 技術(shù)的 UPLC 。

從有關(guān)使用離線 SPE 分析水中有機(jī)污染物的個人交流中，我們了解到，一名化學(xué)家在一個八小時的輪班中可以準(zhǔn)備 24 個 LC/MS/MS 樣品。這樣算來，一周就是 120 個樣品。相比之下，我們的實(shí)驗(yàn)室中使用了采用在線 SPE 技術(shù)的 Waters UPLC ，而在一周內(nèi)處理的水樣超過了 500 個，并且用戶的干預(yù)非常少。

 圖 2. 采用在線 SPE 技術(shù)的 UPLC 示意圖。

系統(tǒng)說明

圖 1 中所示的是采用在線 SPE 技術(shù)的 UPLC ，它由切換閥、泵、萃取柱、分析柱、自動樣品器和質(zhì)譜儀組成。圖 2 所示的是該系統(tǒng)的示意圖。

分析過程從加載樣品開始，通過 SPE 進(jìn)樣器端口（圖 2 中的閥 A ）加載樣品。加載泵為 ACQUITY® 四元溶劑管理器 (QSM) ，設(shè)置為 2 毫升 / 分的 100% 水溶液。它將樣品從進(jìn)樣環(huán)移動到萃取柱 A 上。目標(biāo)分析物被吸附后，萃取方法繼續(xù)用溫和的清洗液（ < 20 % 的有機(jī)溶劑）清除保留較弱的干擾物。完成清洗步驟后，采用反沖梯度洗脫（ ACQUITY 二元溶劑管理器 (BSM) ）將萃取柱 A 上吸附分析物洗脫到 UPLC 分析柱上，進(jìn)行峰的重聚焦。在萃取柱 A 的洗脫過程中，萃取柱 B 進(jìn)行再生，然后重新平衡到原始條件，進(jìn)行下一個分析。

即便是在 SPE 和 LC 需要不同的條件和吸附劑時，在線 SPE 系統(tǒng)也可以排列多種方法以進(jìn)行連續(xù)操作。使用附加溶劑管路，可以在洗脫前為清洗步驟選擇最佳的溶劑混合方法，并選擇高效的溶劑混合方法進(jìn)行殘留管理，從而進(jìn)一步優(yōu)化萃取方法。此外，本系統(tǒng)還有一項(xiàng)獨(dú)特的功能，可以旁路整個 SPE 通路（閥 C ）以用作標(biāo)準(zhǔn)的 UPLC/MS/MS 系統(tǒng)。

在線 SPE 示意圖

為使應(yīng)用成功，還需要為萃取 (SPE) 和分離 (LC) 仔細(xì)選擇化學(xué)物質(zhì)。這種選擇完全取決于目標(biāo)分析物的物理和化學(xué)特性。 SPE 和 LC 化學(xué)物質(zhì)的選擇必須要能夠在萃取和分離條件之間實(shí)現(xiàn)無縫接合。 Waters Oasis® HLB 和 XBridge™ 萃取柱以及 ACQUITY UPLC BEH 分析柱可以提供最高效和最有效的性能，因?yàn)樗鼈冊谳^大的 pH 范圍內(nèi)具有非常好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。使用這些產(chǎn)品可以分析復(fù)雜混合物中大量類型的化合物。

結(jié)論

采用在線 SPE 技術(shù)的 Waters UPLC 在現(xiàn)有在線 SPE/HPLC 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提供了更多的功能。  
1   本系統(tǒng)可在直接 UPLC/MS/MS 或 SPE/UPLC 進(jìn)樣模式下進(jìn)行多任務(wù)操作。  
2   并行 SPE 配置讓系統(tǒng)可以用同一組 SPE 化學(xué)物質(zhì)排列多種方法，或用不同的 SPE 吸附劑進(jìn)行分析物篩選。  
3    可供選擇的 SPE 和色譜化學(xué)物質(zhì)眾多，可以確保為大量應(yīng)用提供最佳的解決方案。  
4    進(jìn)行痕量水平的分析（低 ppt ）所需的樣品體積很小，讓實(shí)驗(yàn)室可以顯著降低樣品處理和分析的手工干預(yù)，從而提高工作效率。

Waters 、 ACQUITY UPLC 和 UPLC 是沃特世公司的注冊商標(biāo)。 Xevo 、 StepWave 、 T-Wave 、 MassLynx 、 TargetLynx 和 The Science of What’s Possible 是沃特世公司的商標(biāo)。所有其他商標(biāo)屬于各自所有者。