Waters QuattroMicro API MS/MS 質譜儀調諧參數淺解

兩年前開始接觸Waters的QuattroMicro API 時對調諧界面上的參數沒有什么深入的了解。使用時基本上是無原則的嘗試。不但消耗了大量的時間，而且效果也不佳。最近有機會和工程師進行了比較深入的探討，對這些參數的調諧有了深入的認識。在此把自己的收獲和理解做一個備忘錄。同時也希望能夠對有需求的同行有所幫助。歡迎討論指導。在此也感謝Waters 的工程師。


毛細管電壓：高壓提供液滴過量電荷，從而離子化。過低離子化效率低。過高會引起離子源內碎裂。調諧目標是得到較高的分子離子信號強度。一般在2－4V之間。


錐孔電壓(Cone voltage): 錐孔電壓主要是影響離子進入質譜的速度。錐孔電壓高，離子速度快，離子損失小，檢測靈敏度高。反之則相反。過高的錐孔電壓會增加離子間的碰撞，引起源內裂解，產生碎片離子。通常再25－70V之間優化。低分子量選用低電壓，高分子量選用高電壓。


二級錐孔萃取電壓（Extractor）: 二級錐孔電壓的作用是讓進入到一級錐孔的離子發生偏轉(大家都知道waters 的Z-spray 哈), 從而使樣品離子進入六級桿透鏡前去除大部分基質, 減少干擾. 二級錐孔電壓的工作機理以及對分析的影響與前面談到的錐孔電壓(Cone voltage)基本相同. 通常再3－10V之間優化。


射頻透鏡(RF lens): 射頻透鏡也就是六級桿, 其上加載射頻脈沖電壓和一很小偏置電壓. 六級桿主要起聚焦離子的作用, 類似光學的透鏡, 所以稱作射頻透鏡. 六級桿的清潔程度會影響離子的聚焦效果, 從而影響靈敏度. 對于新儀器六級桿比較清潔, 電壓為”0” 時及可獲得較高的靈敏度. 如果你的儀器需要較高的六級桿電壓才能達到較高的靈敏度, 則說明你的儀器比較臟了.


源溫度(source temperature): 高溫幫助溶劑蒸發。源溫度設定主要受樣品溶劑影響. 如果樣品溶劑沸點較高則需要較高的源溫度, 如水. 一般情況下源溫度不超過120攝氏度. 當離子由大氣壓進入到真空時會膨脹吸熱, 造成溫度降低. 在這種情況下, 水, 甲醇可能會凝結產生M+18等離子造成靈敏度降低.


脫溶劑氣溫度(Desolvation temperature): 高溫提高溶劑、 離子蒸發氣化。根據流動相的比例和流速大小優化。含水比例高需要較高的溫度。通常設在350C左右。一般不超過400C。溫度過高”O”圈易被氧化。


脫溶劑氣流量(Desolvation Gas): 脫溶劑氣主要的作用是去除溶劑。如果溶劑含水量高，流速大，脫溶劑氣流量應大些。一般在500－600升/小時。


氣簾氣流量（Cone Gas）：氣簾氣的主要作用是去除中性離子。氣簾氣過高會造成靈敏度降低。在我的實際應用中一般設在40－50。如果發現升高氣簾氣流量時靈敏度急劇降低，有可能是”O”型圈老化了。清洗錐孔時盡量不要洗“O”型圈。


低端/高端分辨率（LM/HM Resolution）: 主要是通過調節直流電壓和射頻電壓的比值來調整分辨率。LM/HM 高，譜峰窄，分辨率高，但靈敏度有所降低。LM/HM低則相反。個人以為在做多反應監測時一級四極桿的分辨率可以設的稍微低一點兒，從而提高靈敏度。優化其它參數時一般先用比較低的分辨率。其它參數調好后，再設置到希望的高分辨率。


離子能量（Ion Energy）：離子能量主要影響離子在四極桿內的運行速度。離子能量高，運行速度快，損失小，靈敏度高。但速度快，分辨率會降低。（看來靈敏度和分辨率很難兼得）。調諧時在不降低信號強度的情況下，離子能量越低越好。Ion energy 1 一般設在0.5。Ion energy 2 在調諧時一般也設在0.5，在分析時一般不超過3。


碰撞室進口電壓/碰撞室出口電壓(Entrance/Exit)：進口出口電壓影響離子在碰撞室的通過速度。電壓高通過速度快，電壓低通過速度低。在做全掃描（mass scan）或選擇離子（SIM）時，由于不需要碰撞，我們希望離子快速通過，減少離子損失，從而提高靈敏度。在這種情況下進出口電壓都設得比較高，如50/50。在做多反應監測（MRM）時，我們希望離子在碰撞室通過慢一些，從而充分碰撞、反應，提高靈敏度。這時進出口電壓可以設的低一些，如1 /1。


碰撞室真空（Vacuum, Gas cell pirani）: 碰撞室真空如何影響分析本人還不甚了解, 大概室影響碰撞能量吧。（個人理解：真空度高，離子自由行程大，碰撞能量大，但子離子產率低）碰撞室真空貌似有一個行業的標準設定。一般發表的文章上都說明設定值，看起來還比較重要。一般設定在3.3*10-3mbar。