在2010年，島津推出液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS儀器時(shí)就提出了UFMS（Ultra-Fast Mass Spectrum）理念，具體表現(xiàn)在極性切換時(shí)間以及掃描速度兩項(xiàng)指標(biāo)。島津LCMS-8030，15ms極性切換時(shí)間以及15000 Da/s掃描速度已是當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)優(yōu)異的指標(biāo)。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，目前島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS極性切換時(shí)間可達(dá)5 ms，掃描速度為30000 Da/s。那么，如何正確理解極性切換時(shí)間及掃描速度這兩項(xiàng)指標(biāo)，它們對(duì)于實(shí)驗(yàn)到底能帶來(lái)哪些好處？隨本文來(lái)一探究竟。

極性切換時(shí)間解讀

? 島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS極性切換時(shí)間指標(biāo)

1.基本概念：在一個(gè)掃描事件中有正負(fù)離子同時(shí)檢測(cè)時(shí)，質(zhì)譜的工作模式是先完成所有正離子化合物的掃描再切換至負(fù)模式掃描，而非頻繁間隔極性切換。在一個(gè)完整的掃描循環(huán)中，電壓共切換兩次（正模式切換至負(fù)模式 & 負(fù)模式恢復(fù)到正模式，見(jiàn)圖1）

圖1

2.循環(huán)時(shí)間Cycle Time = n*駐留時(shí)間Dwell Time + (n-1)延遲時(shí)間Delay Time + 2*極性切換時(shí)間Polarity Switching Time 【注：n=MRM通道數(shù)，循環(huán)時(shí)間Cycle Time為單次掃描完所有離子所需要的時(shí)間，延遲時(shí)間Delay Time為掃描不同MRM通道不同電壓間切換所需時(shí)間，固定值】

3. 應(yīng)用案例介紹：點(diǎn)擊此處打開(kāi)

從20 ms到50 ms，不同極性切換時(shí)間比較：當(dāng)循環(huán)時(shí)間為400 ms，65組MRM同時(shí)測(cè)定時(shí)，駐留時(shí)間（藍(lán)色）、延遲時(shí)間（紅色)，極性切換時(shí)間（綠色）的比例（見(jiàn)圖2）

圖2

當(dāng)極性切換時(shí)間為5 ms:  每個(gè)離子的駐留時(shí)間325/65=5.00 ms

當(dāng)極性切換時(shí)間為20 ms: 每個(gè)離子的駐留時(shí)間 295/65=4.53 ms

當(dāng)極性切換時(shí)間為50 ms: 每個(gè)離子的駐留時(shí)間 235/65=3.61 ms

結(jié)論：當(dāng)循環(huán)時(shí)間Cycle Time一定時(shí)，越快的極性切換時(shí)間Polarity Switching Time能為每個(gè)MRM通道提供更充裕的駐留時(shí)間Dwell Time，從而提升靈敏度。

4. 極性切換時(shí)間對(duì)掃描點(diǎn)數(shù)帶來(lái)的影響

繼續(xù)用上述案例介紹：點(diǎn)擊此處打開(kāi)

4.1 設(shè)置駐留時(shí)間Dwell Time為*值5 ms，計(jì)算不同極性切換時(shí)間Polarity Switching Time對(duì)應(yīng)的循環(huán)時(shí)間Cycle Time，從而考察對(duì)色譜峰點(diǎn)數(shù)Peak Points的影響。    

4.2 根據(jù)公式：循環(huán)時(shí)間Cycle Time = n*駐留時(shí)間Dwell Time + (n-1)延遲時(shí)間Delay Time + 2*極性切換時(shí)間Polarity Switching Time可計(jì)算出不同極性切換時(shí)間所對(duì)應(yīng)的循環(huán)時(shí)間（圖3）【注：駐留時(shí)間Dwell Time=5 ms；延遲時(shí)間Delay Time=1 ms】

4.3 根據(jù)公式：色譜峰掃描點(diǎn)數(shù)Peak Points = 色譜峰寬Peak Width ÷ 循環(huán)時(shí)間 Cycle Time可計(jì)算出不同循環(huán)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的掃描點(diǎn)數(shù)（圖3）【注：色譜峰寬按照常見(jiàn)UPLC色譜柱8 s為例】

圖3

結(jié)論：當(dāng)駐留時(shí)間Dwell Time一定時(shí)，越快的極性切換時(shí)間Polarity Switching Time可以獲得更快的循環(huán)時(shí)間Cycle Time，從而獲得更多的色譜峰掃描點(diǎn)，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性更加可靠。

5. 答疑解惑：相對(duì)于單一模式采集數(shù)據(jù)的方式，當(dāng)使用正負(fù)極性切換模式采集數(shù)據(jù)時(shí)，是否會(huì)犧牲靈敏度？

答：使用正負(fù)極性切換模式與單一模式采集可獲得同樣的靈敏度，靈敏度并不會(huì)出現(xiàn)明顯損失。（見(jiàn)圖4）

圖4

掃描速度解

? 島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS掃描速度指標(biāo)

? 應(yīng)用案例介紹

1. 基于島津LCMS-8060檢測(cè)多農(nóng)藥殘留，利用正負(fù)極性切換掃描模式掃描，同時(shí)發(fā)揮出島津LCMS-8060 30000 Da/s的超快掃描速度優(yōu)勢(shì)，建立了共1919 個(gè)MRM Transitions選擇離子通道的檢測(cè)方法。（見(jiàn)下圖5）

圖5

2. 在保留時(shí)間6.45至6.60 min，9 s范圍內(nèi)，共流出25種農(nóng)藥化合物。得益于島津LCMS-8060超快的掃描速度， 25種農(nóng)藥化合物峰面積的RSD<3%（見(jiàn)圖6）

圖6

結(jié)論：

1. 在色譜峰寬，循環(huán)時(shí)間cycle time一定的前提下，越快的掃描速度意味著可以得到更多的掃描點(diǎn)。

2. 在色譜峰寬恒定的前提下，越快的掃描速度意味著在共流出時(shí)可以檢測(cè)到更多的化合物。

總結(jié)

島津液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜LC-MS/MS*的UFMS設(shè)計(jì)理念可以提供快速的極性切換時(shí)間和掃描速度。當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作人員利用正負(fù)切換掃描模式分析多MRM通道及多共流出化合物時(shí)，越快的極性切換時(shí)間和掃描速度可以獲得更好的靈敏度及更優(yōu)異的穩(wěn)定性表現(xiàn)。