藥物研究領(lǐng)域中最常使用的設(shè)備就是液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS），它提供了高靈敏度、高選擇性的分析方法。在藥物分析中，結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。而且隨著儀器的靈敏度越來(lái)越高，為確保獲得更好的分析結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各種因素都要考慮到。無(wú)論是溶劑、色譜柱還是提供給質(zhì)譜離子源部分的氣體，都可能因基質(zhì)效應(yīng)或離子抑制對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生潛在影響（1）。
 

基質(zhì)效應(yīng)可定義為除分析物以外的其他組分對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響的一種綜合效應(yīng)（2）。由于有不同的樣品前處理方法和樣品本身性質(zhì)的差異，背景基質(zhì)將或多或少地影響到一位分析實(shí)驗(yàn)人員可靠地、可重復(fù)地檢測(cè)某些目標(biāo)化合物的能力（3）。
 

離子抑制是基質(zhì)效應(yīng)的一種形式，其機(jī)制很復(fù)雜。供應(yīng)給質(zhì)譜儀的氣體中的雜質(zhì)是一種可導(dǎo)致信噪比（S/N）降低的因素，這可能意味著LC-MS系統(tǒng)將無(wú)法提供可重復(fù)的結(jié)果，或者實(shí)際上質(zhì)譜連調(diào)諧都無(wú)法通過(guò)。


本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式的結(jié)果進(jìn)行比較，觀察不同條件下的信噪比S/N的數(shù)據(jù)，以判斷是否存在導(dǎo)致離子抑制的干擾，系統(tǒng)的靈敏度是否在預(yù)期的范圍內(nèi)。


制藥實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常會(huì)使用鋼瓶、杜瓦罐或氮?dú)獍l(fā)生器為L(zhǎng)C-MS提供氮?dú)狻?/span>


氮?dú)獍l(fā)生器消除了氮?dú)夤��?yīng)的許多麻煩，包括搬運(yùn)鋼瓶以及頻繁更換高壓鋼瓶或杜瓦罐帶來(lái)的不便和安全問(wèn)題。有了發(fā)生器，實(shí)驗(yàn)室氣體供應(yīng)不會(huì)間斷，無(wú)需擔(dān)心氣體會(huì)用完，無(wú)需等待氣體鋼瓶的輸送。此外，使用氣體發(fā)生器可以消除連續(xù)定購(gòu)或租用氮?dú)饣蛞旱�以及運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。成本可控，不受氮?dú)夂鸵旱獌r(jià)格波動(dòng)的影響。此外，若實(shí)驗(yàn)室中儲(chǔ)存大量液氮，若泄露，它有可能迅速改變實(shí)驗(yàn)室的氣體成分，在通風(fēng)不足或的情況下給實(shí)驗(yàn)室人員帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，但使用發(fā)生器時(shí)，實(shí)驗(yàn)室中的氧氣和氮?dú)獾钠胶獠粫?huì)被打破（4）。
 

德國(guó)3B Pharmaceuticals選擇Peak Genius XE氮?dú)獍l(fā)生器為L(zhǎng)C-MS供氣

 
什么是NMHC，這是否是個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題？

環(huán)境中可揮發(fā)的碳?xì)浠�合物，例如乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等，稱為非甲烷碳?xì)浠�合物（NMHC），其濃度范圍從十億分之一（ppb）到百萬(wàn)分之一（ppm），具體含量與季節(jié)和地理位置有關(guān)（5）。大氣中的NMHC超過(guò)一定濃度，會(huì)對(duì)環(huán)境和人類造成危害，是環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。并且，作為氮?dú)庵锌赡軙?huì)存在的雜質(zhì)，會(huì)對(duì)LC-MS的分析結(jié)果造成干擾。


由于氮?dú)馐菑沫h(huán)境空氣中分離得到的，因此任何環(huán)境中可能存在的雜質(zhì)都會(huì)對(duì)氮?dú)獾馁|(zhì)量造成影響。因此，在某些實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，或在沒(méi)有充分凈化過(guò)濾的情況下，空氣中存在的有機(jī)化合物可能會(huì)進(jìn)入到質(zhì)譜，影響儀器的靈敏度，并增加儀器的維護(hù)頻率。


創(chuàng)新的解決方案
當(dāng)我們意識(shí)到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，為了避免氣體品質(zhì)對(duì)分析結(jié)果造成的影響，Peak為Genius XE氮?dú)獍l(fā)生器設(shè)計(jì)了專有的凈化技術(shù)，為實(shí)驗(yàn)室氣源提供更高程度的保護(hù)。


一些實(shí)驗(yàn)室使用在線捕集阱來(lái)減少NMHC的影響，但市場(chǎng)上大多數(shù)捕集阱的容量非常低，不能提供長(zhǎng)期解決實(shí)驗(yàn)室環(huán)境挑戰(zhàn)的方案，捕集阱的頻繁更換會(huì)導(dǎo)致成本增加。


經(jīng)英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試和驗(yàn)證，Genius XE可以將NMHC含量降低到<1ppm的水平。在運(yùn)行更高靈敏度的分析或NMHC可能干擾目標(biāo)分析物的情況下，Genius XE中的NMHC凈化系統(tǒng)保證您的分析結(jié)果具有更高的可靠性和準(zhǔn)確性。


我們進(jìn)行了一組對(duì)比分析，在一個(gè)比較有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，分別由Peak研發(fā)、制造的Genius XE氮?dú)獍l(fā)生器和不含NMHC去除技術(shù)的發(fā)生器提供氣源，測(cè)試質(zhì)譜儀的性能。


使用氯霉素和利血平兩種標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行五次重復(fù)。在正離子模式下測(cè)定利血平的信噪比，在負(fù)離子模式下測(cè)定氯霉素的信噪比。


結(jié)果分析
 

結(jié)果表明，分別由兩臺(tái)發(fā)生器提供氣源，測(cè)試結(jié)果有很大差異。
 

在負(fù)離子模式下測(cè)試氯霉素標(biāo)準(zhǔn)品的信噪比S/N，平均5次測(cè)試結(jié)果表明，若不去除碳?xì)浠�合物的情況下，平均S/N為2179:1，而在去除碳?xì)浠�合物的情況下，平均S/N為93402:1。
 

在正離子模式下測(cè)試?yán)�血平�?biāo)準(zhǔn)品的信噪比S/N，若不去除碳?xì)浠�合物的情況下，平均S/N為36526:1，而在去除碳?xì)浠�合物的情況下，平均S/N為113431:1。
 

在某些實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，如果沒(méi)有NMHC凈化系統(tǒng)，S/N會(huì)受到顯著影響。



 

發(fā)生器的選擇也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

盡管實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)設(shè)施和建造工藝在不斷升級(jí)，但環(huán)境的影響和空氣中雜質(zhì)的變化對(duì)許多實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)仍然是不可控的因素。例如導(dǎo)致溫度和降水量的季節(jié)性波動(dòng)會(huì)改變空氣中污染物含量的水平（6），尤其對(duì)大城市中的實(shí)驗(yàn)室的空氣質(zhì)量有較為明顯的影響（5）。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室人員越來(lái)越意識(shí)到測(cè)試過(guò)程中的每一部分都對(duì)最佳分析結(jié)果有著重要的影響，隨著分析儀器的改進(jìn)，包括氣體發(fā)生器在內(nèi)的所有產(chǎn)品都需要不斷優(yōu)化其性能。這是畢克發(fā)生器產(chǎn)品開發(fā)和性能優(yōu)化的推動(dòng)力。

分析結(jié)果顯示了Genius XE氮?dú)獍l(fā)生器中采用的NMHC凈化技術(shù)在減少離子抑制方面的重要性，并說(shuō)明了如何通過(guò)使用性能優(yōu)異的氮?dú)獍l(fā)生器來(lái)提高LC-MS性能。

Genius XE氮?dú)獍l(fā)生器
 

Genius XE是針對(duì)LC-MS最暢銷的氮?dú)獍l(fā)生器之一，將先進(jìn)的技術(shù)、精妙的設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的功能完美結(jié)合。為高性能的LC-MS和其它對(duì)性能以及穩(wěn)定性有高要求的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用提供最優(yōu)的一體式獨(dú)立的氮?dú)饨鉀Q方案。

Genius XE氮?dú)獍l(fā)生器采用膜分離技術(shù)生產(chǎn)氮?dú)�，將壓縮空氣通過(guò)纖維膜管束，進(jìn)而將氮?dú)鈴目諝庵蟹蛛x出來(lái)并收集。這種生產(chǎn)氮?dú)獾姆椒�可以滿足LC-MS應(yīng)用所需的流量（通常為15-70L/min，與儀器型號(hào)有關(guān)），產(chǎn)生純度高達(dá)99.5%的高純氮?dú)狻?/span>

高質(zhì)量的氮?dú)夤��?yīng)可以保障LC-MS最穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，保證用氣無(wú)憂，讓分析人員可以更加專注在實(shí)驗(yàn)研究上。

Genius XE 70/Genius XE 35
 

參考資料

[1] Silvestro, L., Tarcomnicu, & Savu, S. (2013) Matrix effects in mass spectrometry combined with separation methods - comparison HPLC, GC and discussion on methods to control these effects. lntech Ltd.

[2] IUPAC Gold Book: Matrix Effect.

[3] Kim, H-J. & Kang, J- S. (2016) Matrix effects: hurdle for development and validation of bioanalytical LC-MS methods in biological samples. Biodesign 4(2), 46-48.

[4] Eiga - Hazards of oxygen-deficient atmospheres.

[5] Radaideh, J. (2017) Effect of meteorological variables on air pollutants in arid climates. Journal of Environmental & Analytical Toxicology 7:4      DOI:10.4172/2161-0525.1000478.

[6] Eiga - Hazards of oxygen-deficient atmospheres.