Impact of Dwell Time and Ion Flux on Multiple Reaction Ion Monitoring (MRM) Measurement Precision

Význam tématu

Triple quadrupolové hmotnostní spektrometry spárované s kapalinovou chromatografií umožňují cílenou kvantifikaci při vysoké specifičnosti a citlivosti. Rychlejší analytické protokoly a rostoucí počet sledovaných MRM přechodů vyžadují optimalizaci doby detekce (dwell time) a zajištění vhodného iontového toku pro zachování přesnosti a detekčního limitu.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo zjistit vliv volby MRM dwell time a iontového toku na opakovatelnost měření (RSD) a hranici detekce LC-MS/MS. Studie kombinuje data z analytických měření na LC-MS/MS a přímou infuzi pro plošné vyhodnocení statistiky iontů.

Použitá instrumentace

• Agilent 6495C Triple Quadrupole Mass Spectrometer
• Agilent 1290 Infinity II LC
• Nástroj pro přímou infuzi se 16µs časovým rozlišením

Použitá metodika

• LC-MS/MS přesnost: ~190 MRM přechodů z Agilent pesticidních submixů 2, 4 a 7 při 20 pg na kolonu, dwell time 0,5–15 ms, cyklus ~500–600 ms, 10 replikací bez vyhlazení.
• Direct infusion: měření pulzní výšky a RSD signálu pro ion m/z 118 při různé intenzitě toku iontů.
• Stanovení IDL: pět modelových látek (acetaminofen, kofein, sulfagvanadin, sulfadimethoxin a Val-Tyr-Val) v rozsahu 10 fg–10 000 fg, dwell time 0,5–15 ms, cyklus ~500 ms, 10 injekcí; IDL spočteny na úrovni RSD ~15–20 %.

Hlavní výsledky a diskuse

Signál iontů vykazuje fluktuace řízené Poissonovým rozdělením, teoreticky RSD ~1/√n bez vyhlazení a ~√(2/n) při průměrování. Experimentální data pro RSD vs. iontový tok potvrzují teoretické odhady. V LC-MS/MS je plošná RSD vyšší při nižším toku iontů a kratších dwell times, což se projevuje zvýšenou nestabilitou ploch chromatogramů u slabě ionizovaných pesticidů. Detekční limit se zhoršuje až o řád při dwell time 0,5 ms ve srovnání s 15 ms.

Přínosy a praktické využití metody

Optimalizace dwell time na základě grafů plocha vs. RSD umožňuje vyvážit rychlost analýzy a požadovanou přesnost. Metodu lze aplikovat v regulační analýze i vysoce nárokových kvantitativních aplikacích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj předpokládá vyšší rychlost elektroniky pro adaptivní dwell time, zlepšené ionizační zdroje pro zvýšení toku iontů a automatizované softwarové nástroje pro dynamickou optimalizaci metod.

Závěr

Iontový tok a dwell time jsou klíčové parametry LC-MS/MS měření ovlivňující přesnost a detekční limit. Opatrný výběr dwell time na základě empirických RSD dat optimalizuje výkon analytické metody.

Reference

• H. N. Lee, A. G. Marshall, Anal. Chem. 2000, 72, 2256.
• B. Zekavat, L. L. Pollum, H. Wang, H. Nguyen, H. Bui, S. E. Tichy, ASMS 2018, San Diego, MP-387.