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非甲烷碳氢化合物(NMHC)净化对LC-MS/MS结果的影响

浏览次数:2171 发布日期:2022-7-22  来源:毕克气体

药物研究领域中最常使用的设备就是液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS),它提供了高灵敏度、高选择性的分析方法。在药物分析中,结果的准确性和一致性对于保证产品质量至关重要。而且随着仪器的灵敏度越来越高,为确保获得更好的分析结果,实验过程中各种因素都要考虑到。无论是溶剂、色谱柱还是提供给质谱离子源部分的气体,都可能因基质效应或离子抑制对分析结果产生潜在影响(1)。
 

基质效应可定义为除分析物以外的其他组分对分析结果的准确性造成影响的一种综合效应(2)。由于有不同的样品前处理方法和样品本身性质的差异,背景基质将或多或少地影响到一位分析实验人员可靠地、可重复地检测某些目标化合物的能力(3)。
 

离子抑制是基质效应的一种形式,其机制很复杂。供应给质谱仪的气体中的杂质是一种可导致信噪比(S/N)降低的因素,这可能意味着LC-MS系统将无法提供可重复的结果,或者实际上质谱连调谐都无法通过。


本文对标准品的多反应监测(MRM)模式的结果进行比较,观察不同条件下的信噪比S/N的数据,以判断是否存在导致离子抑制的干扰,系统的灵敏度是否在预期的范围内。


制药实验室经常会使用钢瓶、杜瓦罐或氮气发生器为LC-MS提供氮气。


氮气发生器消除了氮气供应的许多麻烦,包括搬运钢瓶以及频繁更换高压钢瓶或杜瓦罐带来的不便和安全问题。有了发生器,实验室气体供应不会间断,无需担心气体会用完,无需等待气体钢瓶的输送。此外,使用气体发生器可以消除连续定购或租用氮气或液氮以及运输的费用。成本可控,不受氮气和液氮价格波动的影响。此外,若实验室中储存大量液氮,若泄露,它有可能迅速改变实验室的气体成分,在通风不足或的情况下给实验室人员带来风险,但使用发生器时,实验室中的氧气和氮气的平衡不会被打破(4)。
 


德国3B Pharmaceuticals选择Peak Genius XE氮气发生器为LC-MS供气

 
什么是NMHC,这是否是个值得关注的问题?

环境中可挥发的碳氢化合物,例如乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等,称为非甲烷碳氢化合物(NMHC),其浓度范围从十亿分之一(ppb)到百万分之一(ppm),具体含量与季节和地理位置有关(5)。大气中的NMHC超过一定浓度,会对环境和人类造成危害,是环境领域的一个重要的评价指标。并且,作为氮气中可能会存在的杂质,会对LC-MS的分析结果造成干扰。


由于氮气是从环境空气中分离得到的,因此任何环境中可能存在的杂质都会对氮气的质量造成影响。因此,在某些实验室环境中,或在没有充分净化过滤的情况下,空气中存在的有机化合物可能会进入到质谱,影响仪器的灵敏度,并增加仪器的维护频率。


创新的解决方案
当我们意识到实验室环境所带来的挑战,为了避免气体品质对分析结果造成的影响,Peak为Genius XE氮气发生器设计了专有的净化技术,为实验室气源提供更高程度的保护。


一些实验室使用在线捕集阱来减少NMHC的影响,但市场上大多数捕集阱的容量非常低,不能提供长期解决实验室环境挑战的方案,捕集阱的频繁更换会导致成本增加。


经英国国家物理实验室的测试和验证,Genius XE可以将NMHC含量降低到<1ppm的水平。在运行更高灵敏度的分析或NMHC可能干扰目标分析物的情况下,Genius XE中的NMHC净化系统保证您的分析结果具有更高的可靠性和准确性。


我们进行了一组对比分析,在一个比较有挑战性的实验室环境中,分别由Peak研发、制造的Genius XE氮气发生器和不含NMHC去除技术的发生器提供气源,测试质谱仪的性能。


使用氯霉素和利血平两种标准品进行五次重复。在正离子模式下测定利血平的信噪比,在负离子模式下测定氯霉素的信噪比。


结果分析
 

结果表明,分别由两台发生器提供气源,测试结果有很大差异。
 

在负离子模式下测试氯霉素标准品的信噪比S/N,平均5次测试结果表明,若不去除碳氢化合物的情况下,平均S/N为2179:1,而在去除碳氢化合物的情况下,平均S/N为93402:1。
 

在正离子模式下测试利血平标准品的信噪比S/N,若不去除碳氢化合物的情况下,平均S/N为36526:1,而在去除碳氢化合物的情况下,平均S/N为113431:1。
 

在某些实验室环境中,如果没有NMHC净化系统,S/N会受到显著影响



 

结果讨论
可能会影响测试结果的因素很多,包括溶剂,管路、接头的材质等等,应当选择合适的溶剂,以避免与样品等发生相互作用;选择合适的管路,防止杂质迁移导致的基质效应,干扰目标分析物,影响仪器性能。

 

发生器的选择也会对结果产生一定影响。

 

尽管实验室的基础设施和建造工艺在不断升级,但环境的影响和空气中杂质的变化对许多实验室来说仍然是不可控的因素。例如导致温度和降水量的季节性波动会改变空气中污染物含量的水平(6),尤其对大城市中的实验室的空气质量有较为明显的影响(5)。

 

当实验室人员越来越意识到测试过程中的每一部分都对最佳分析结果有着重要的影响,随着分析仪器的改进,包括气体发生器在内的所有产品都需要不断优化其性能。这是毕克发生器产品开发和性能优化的推动力。

 

分析结果显示了Genius XE氮气发生器中采用的NMHC净化技术在减少离子抑制方面的重要性,并说明了如何通过使用性能优异的氮气发生器来提高LC-MS性能。

Genius XE氮气发生器
 

Genius XE是针对LC-MS最畅销的氮气发生器之一,将先进的技术、精妙的设计和强大的功能完美结合。为高性能的LC-MS和其它对性能以及稳定性有高要求的实验室应用提供最优的一体式独立的氮气解决方案

 

Genius XE氮气发生器采用膜分离技术生产氮气,将压缩空气通过纤维膜管束,进而将氮气从空气中分离出来并收集。这种生产氮气的方法可以满足LC-MS应用所需的流量(通常为15-70L/min,与仪器型号有关),产生纯度高达99.5%的高纯氮气。

高质量的氮气供应可以保障LC-MS最稳定的运行状态,保证用气无忧,让分析人员可以更加专注在实验研究上。


Genius XE 70/Genius XE 35
 

 

参考资料

[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.

来源:毕克气体仪器贸易(上海)有限公司
联系电话:400-888-1612
E-mail:jexu@peakscientific.com

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