مصادر التأين في LC-MS
يحوّل مصدر التأين في LC-MS المركبات الخارجة من الكروماتوغراف السائل إلى أيونات في الطور الغازي يستطيع محلل الكتلة قياسها. لذلك يبدأ اختياره من كيمياء المادة والطور المتحرك والتدفق والمصفوفة والأيونات اللازمة للقرار التحليلي، لا من ترتيب عام للحساسية. وقد يؤدي تغيير المصدر إلى تغيير المركبات المرصودة وكيفية استجابتها.
ابدأ بالمادة وطريقة LC
Section titled “ابدأ بالمادة وطريقة LC”أجب عن الأسئلة الآتية قبل مقارنة عتاد المصادر:
- هل المواد أيونية في المحلول، أم سهلة البروتنة أو نزع البروتون، أم أقل قطبية، أم مستقرة حراريًا، أم شديدة الحساسية؟
- أي شكل جزيئي يجب قياسه: الجزيء السليم، أم ناتج إضافة، أم أيون متعدد الشحنات، أم مشتق، أم شظية مميزة؟
- ما المذيبات والمحاليل المنظمة والإضافات والتدفق والتدرج التي يتطلبها الفصل؟
- ما مكونات المصفوفة التي تخرج بالتزامن، وما تحضير العينة أو تحويل التدفق الذي يحد التلوث وتثبيط التأين؟
- هل تتطلب الطريقة مسحًا واسعًا، أم قياسًا كميًا موجهًا، أم تغطية للجزيئات الحيوية، أم تأكيد مركب معروف؟
يجب إثبات المصدر والقطبية بالمعايير ومصفوفة ممثلة. فقد يعطي المصدر إشارة قوية للمعيار، لكنه يؤدي أداءً ضعيفًا حين تغير المواد المتزامنة تكوين القطرات أو تنافس الشحنات أو التأين الكيميائي.
مقارنة مصادر الضغط الجوي الشائعة
Section titled “مقارنة مصادر الضغط الجوي الشائعة”| المصدر | الإطار العام لتكوين الأيون | ما يُقيّم له غالبًا | قيود مهمة |
|---|---|---|---|
| التأين بالرش الإلكتروني (ESI) | ينتج الأيونات من قطرات مشحونة؛ ويلائم المركبات الأيونية أو القابلة لاكتساب شحنة أو فقدها في المحلول. | الجزيئات الصغيرة القطبية، والمستقلبات، والببتيدات، والبروتينات، وكثير من طرق LC-MS الروتينية. | يتأثر بتركيب الطور المتحرك والأملاح والمصفوفة المتزامنة والتدفق وإزالة المذيب ونواتج الإضافة وتلوث المصدر. |
| التأين الكيميائي عند الضغط الجوي (APCI) | يبخّر سائل LC ويستخدم تفريغ كورونا لتكوين أيونات كاشفة تؤين المواد في الطور الغازي. | بعض الجزيئات الصغيرة الأقل قطبية أو المتوسطة القطبية والمستقرة حراريًا التي تستجيب بصورة ضعيفة في ESI. | يتطلب تطايرًا وثباتًا حراريًا مناسبين؛ ويؤثر التبخير وظروف كورونا والتدفق والطور المتحرك في الاستجابة. |
| التأين الضوئي عند الضغط الجوي (APPI) | يستخدم الفوتونات، وغالبًا مسارًا بمساعدة مادة مطعِّمة، لتأيين المواد المناسبة. | بعض المركبات الأقل قطبية التي لا يغطيها ESI أو APCI جيدًا. | يجب إثبات طاقة المصباح وسلوك التأين والمادة المطعِّمة والمذيب والخلفية ودعم المنصة تجريبيًا. |
| ESI النانوي أو منخفض التدفق | يطبق الرش الإلكتروني عند تدفق LC أقل بكثير. | العينات المحدودة، وLC الشعري أو النانوي، والمسارات التي يبرر فيها التأين منخفض التدفق. | تصبح السباكة وثبات الرش والحجم الميت والتعامل مع العمود والتلوث والقدرة الاستيعابية ومهارة المشغل أكثر تطلبًا. |
| مصدر متعدد الأنماط | يجمع آليات شبيهة بـ ESI وAPCI في تصميم مصدر مدعوم واحد. | فئات مركبات مختلطة أو مسح قد تزيد فيه الآليتان التغطية. | لا يضمن استجابة مثلى لكل مادة؛ ويجب تقييم توافق المنصة بدقة والتنازلات في الطريقة. |
يضع عرض مصادر التأين في LC-MS 🔗 الحالي من Agilent تقنية ESI للمركبات القطبية، وAPCI للمركبات الأقل قطبية صعبة التأين بـ ESI، والرش الإلكتروني النانوي للتطبيقات منخفضة التدفق. وهذه فئات بداية مفيدة وليست قواعد عامة.
ESI: كيمياء المحلول تصل إلى المصدر
Section titled “ESI: كيمياء المحلول تصل إلى المصدر”في ESI يُرذذ سائل LC إلى قطرات مشحونة، ثم يؤدي التبخر وتفكك القطرات إلى أيونات في الطور الغازي. ولأن العملية تبدأ في المحلول، تهم حالة شحنة المادة وpH والمذيب والإضافات والأملاح ومكونات المصفوفة المنافسة.
القطبية الموجبة والسالبة خياران منفصلان في الطريقة. وقد تظهر أيونات مبرطنة أو منزوعة البروتون أو نواتج إضافة أو متعددة الشحنات بحسب المركب والظروف. وليس الأيون الأعلى إشارةً بالضرورة الأكثر انتقائية أو متانة للقياس الكمي. سجّل شكل الأيون السابق وسلوك النظائر أو نواتج الإضافة والتشظي داخل المصدر واستجابة المصفوفة.
قد تثبط الأملاح غير المتطايرة والإضافات غير الملائمة الإشارة وتلوث المصدر. وحتى الإضافات المتطايرة قد تغير الاحتجاز والتأين وتكوين نواتج الإضافة والاستجابة. لذلك ينبغي تنسيق تطوير طريقة LC ومصدر التأين بدل تحسين كل منهما بمعزل عن الآخر.
APCI: التبخير وتفاعلات الطور الغازي
Section titled “APCI: التبخير وتفاعلات الطور الغازي”يرذذ APCI السائل الخارج ويبخره عادةً قبل أن يكوّن تفريغ كورونا أيونات كاشفة. وقد يفيد لبعض المركبات الأصغر والأقل قطبية والمستقرة حراريًا التي لا تستجيب بما يكفي في ESI. ويجب أن تتحمل المادة بيئة التبخير وأن تشارك في كيمياء الطور الغازي المعنية.
قد تغير درجة حرارة المصدر وظروف المبخر وتدفق الطور المتحرك وتركيبه وإعدادات كورونا الاستجابة. وليس APCI مجرد نسخة أقوى من ESI، كما أنه ليس محصنًا تلقائيًا من تأثيرات المصفوفة.
APPI والخيارات المتخصصة
Section titled “APPI والخيارات المتخصصة”يوسع APPI التأين عند الضغط الجوي ليشمل بعض المركبات ضعيفة الاستجابة في ESI أو APCI. ويعتمد التأين الضوئي المباشر أو بمساعدة مادة مطعِّمة على طاقة الفوتون ومسارات كيميائية يجب مواءمتها مع المادة والمذيب. يختلف التوافر والدعم بين عائلات الأجهزة؛ لذلك أكد المصدر والمصباح وطريقة المادة المطعِّمة والتدفق المتوافق والبرمجيات بدقة.
ينبغي تقييم الواجهات الأخرى، ومنها تصاميم ESI المسخنة أو المعززة، والمرشات المزدوجة، وواجهات الرحلان الكهربائي الشعري، ومصادر الاستخلاص على الخط، والأنظمة المتخصصة منخفضة التدفق، بوصفها مسارات عمل مهيأة. ولا يغني اسم مصدر مملوك عن الأسئلة الأساسية حول آلية التأين والتدفق والتوافق والتلوث والأدلة.
التدفق والكروماتوغرافيا جزء من اختيار المصدر
Section titled “التدفق والكروماتوغرافيا جزء من اختيار المصدر”يجب أن تلائم أبعاد العمود وتدفقه المصدر من دون تقسيم أو تخفيف أو تكاثف مفرط أو فقد للأداء الكروماتوغرافي. وتتطلب القمم الضيقة كذلك استجابة مصدر واقتناء بيانات مناسبين. وعند اقتراح طريقة أقل تدفقًا، احسب حجم الوصلات وتأخر التدرج والحمل المتبقي وتحميل العمود والاتزان والمتانة.
راجع اختيار عمود HPLC للفصل الأمامي وHPLC مقابل UHPLC عندما تكون منصة LC الأعلى كفاءة جزءًا من التغيير.
يجب اختبار تأثيرات المصفوفة والتلوث
Section titled “يجب اختبار تأثيرات المصفوفة والتلوث”قد تثبط المصفوفة المتزامنة استجابة الأيون أو تعززها من دون إنذار كروماتوغرافي واضح. قارن الاستجابة في المحلول والمصفوفة وفق منهج تطوير الطريقة في المختبر، وقيّم الاحتجاز وتحضير العينة والتخفيف والمعايير الداخلية وتوقيت صمام التحويل والكروماتوغرافيا البديلة عند الحاجة.
قد ينشأ التلوث من العينات ومكونات الطور المتحرك والأنابيب والحاويات والأختام ومنتجات المختبر والطرق السابقة. ولا يمكن وصف تكرار تنظيف عام. اتبع دليل المصدر والجهاز الحالي، وتتبّع مؤشرات الأداء، وابحث عن مصادر التلوث قبل زيادة التنظيف أو استبدال القطع.
طابق المصدر مع محلل الكتلة والأدلة
Section titled “طابق المصدر مع محلل الكتلة والأدلة”يحدد المصدر الأيونات الداخلة إلى النظام، بينما يحدد المحلل كيفية ترشيحها أو تشظيتها أو قياسها. ولا يستطيع محلل عالي الاستبانة استعادة مركب لم يُؤيّن أو يُنقل، كما أن قوة إشارة المصدر لا تثبت الهوية بذاتها.
استخدم رباعي الأقطاب الثلاثي مقابل QTOF مقابل Orbitrap للفصل بين أسئلة القياس الكمي الموجّه، والمسح دقيق الكتلة، والبيانات البنيوية بعد إثبات معقولية مسار التأين.
سجل تقييم المصدر
Section titled “سجل تقييم المصدر”- المواد والأيونات المتوقعة وحالات الشحنة والقطبية ونواتج الإضافة والشظايا داخل المصدر.
- المصفوفة وتحضير العينة والمعايير الداخلية والمصادر المحتملة للتثبيط أو التلوث.
- العمود والطور المتحرك والإضافات وpH والتدفق والتدرج وتوقيت التحويل.
- آلية المصدر المرشح وسبب إدراجه.
- معاملات المصدر المثبتة أو المحسّنة أثناء المقارنة.
- الاستجابة وقابلية التكرار وسلوك المعايرة والحمل المتبقي والمتانة وتأثير المصفوفة.
- التنظيف والضبط والمعايرة والمواد الاستهلاكية والغازات والعادم والتدريب ومتطلبات الخدمة.
- التوافق الدقيق بين المصدر والجهاز ودعم البرمجيات.
ينبغي أن يكون المصدر النهائي أبسط تكوين مدعوم ينتج أيونات مناسبة وأدلة قابلة للتكرار للطريقة المقصودة. ويجب تحديد حدود الكشف وفترات الصيانة ومعايير قبول إثبات الصلاحية لذلك المسار المحدد.
أدلة ذات صلة
Section titled “أدلة ذات صلة”- LC-MS
- سلاسل منتجات LC-MS
- رباعي الأقطاب الثلاثي مقابل QTOF مقابل Orbitrap
- HPLC
- اختيار عمود HPLC
- اختيار كاشف HPLC
- HPLC مقابل LC-MS
- Agilent
- Shimadzu