GC-MS:阴离子与LC-MS的阳性


在大多数情况下,这些实验室中使用的质谱往往与某种液相色谱分离相结合,这种配置称为LC-MS。LC-MS与极性和非极性化合物广泛兼容,这是该技术如此受欢迎的一个原因,加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所代谢组学和质谱中心主任Gary Siuzdak解释道。另一个原因是LC-MS的液体分离自然适合某些液相软电离技术,如电喷雾电离,可以电离并转移到MS等生物聚合物中,如蛋白质,而不会破坏它们。

但还有另一种选择。GC-MS,或气相色谱耦合质谱,是对LC-MS阳的阴。在LC-MS基于溶剂的情况下,GC-MS是一种气相技术。LC-MS基本上可以溶解溶剂中的分析物; 它仅受分子通过LC解析并通过耦合电离源电离的能力的限制,使其成为肽,药物和大多数代谢物的理想选择。相比之下,GC-MS分离在高温下发生,通常用于观察挥发性化合物以及小的代谢物如类固醇或更简单的衍生化后的极性化合物如氨基酸和有机酸。

事实上,LC-MS和GC-MS是高度互补的,科罗拉多州科罗拉多州立大学蛋白质组学和代谢组学设施的代谢组学设施经理Corey Broeckling表示。 Thermo Fisher Scientific Trace DSQ单四极杆GC-MS和Waters的三种LC-MS仪器。

Broeckling说,DSQ主要用于从血清和尿液到植物和土壤样品的各种小型极性有机分子的非靶向分析。(因为这些分子是极性的,它们**先通过用三甲基硅烷进行硅烷化而“衍生化”,使其成为非极性和挥发性的。)“大多数液相色谱是反相的,并且你不能保留我们在气相色谱中看到的LC上的大多数化合物。所以他们是非常互补的方法。“

好处和缺点

Siuzdak在他的工厂中有20台LC-MS仪器,只有三台GC-MS--两台较旧的单四极杆和一台全新的四极杆飞行时间(GC-qTOF)混合机,均来自安捷伦科技公司。

Siuzdak解释说,GC-MS非常强大 - 它提供了精致的分离,例如,“远远超出了你用LC实现的目标” - 但它通常与生命科学研究不相容。他说,**先,许多生物分子相对不稳定,并且在GC分离之前经常使用的高温(300 oC)下分解以使其蒸发。

Siuzdak说,“某些分子只是不能通过电喷雾电离特别好地电离”。“**极端的例子是碳氢化合物,没有什么可以放质子的。但是你可以用通常在GC-MS中用作电离源的电子电离束来电离它们。“

但这也是另一个问题,Siuzdak说。电子电离(EI)比通常与LC-MS相关的软电离方法更加苛刻。这些分子在电离过程中经常会发生碎片,这使得很难知道哪种离子(如果有的话)是完整的分子离子,这种缺陷会使分子识别复杂化。(相反,电喷雾电离和基质辅助激光解吸/电离(MALDI)等软电离技术在很大程度上保留了这些离子。)另一方面,由于基于EI的碎片也非常可重复,研究人员编制了数百个库。成千上万的碎片模式来简化问题。

GC-MS中另一种流行的电离形式是化学电离(CI)。他说,一些新仪器,包括Siuzdak的Agilent 7200 GC-qTOF,可以进行APCI或大气压化学电离,比EI更温和。

根据Siuzdak的说法,GC-MS技术近来​​经历了一些复苏,主要得益于新型GC-MS配置的开发。大多数GC-MS都是单四极杆仪器; 安捷伦科技公司GC-MS营销总监Terry Sheehan估计,每年销售的产品多达4,500种。但现在,研究人员还可以购买高灵敏度和定量的GC-triple四元组和GC-qTOFs,它们具有高质量准确度和分辨率。(Sheehan估计每年销售大约一千个GC三重四边形,使其成为GC-MS市场中增长**快的部分。)

三重四极杆和qTOF都可以实现所谓的串联质谱或MS / MS应用(第三种配置,GC离子阱)。Sheehan说,这种系统的优势在于它使用户能够专注于复杂离子背景中的选择离子,同时抑制可能会使信号模糊的外来“基质离子”。因此,串联质谱仪器虽然更复杂和昂贵,但在某种意义上也比单个四边形更容易使用。

“如果你能在质谱仪上获得更多的选择性,那么你可以在其他地方做更少的工作,例如样品制备,这是相当费力的,而且往往容易出错,”Sheehan解释道。

实际上,Sheehan说,一位研究人员告诉他,三重四极杆需要在样品制备方面降低运营成本,以**于工作流程的节省平衡了三重四极杆相对于单四极杆的更高购买价格(约175,000美元对75,000美元)经过短短六个月的使用。

GC-qTOFs在更高的分辨率和质量准确度方面提供了额外的优势,使用户能够将质量与电荷比率从199.9998区分为200.0001。Sheehan说,这相当于分子式信息,大大增强了GC / MS提供的定性信息。

购买建议

在选择GC-MS系统时,预算显然是一个**考虑因素。Sheehan说,安捷伦的GC-qTOF定价约为375,000美元,比单四极杆系统高出四到五倍。

但他也想到应用程序。例如,您将使用哪种样品?“如果我有一个非常简单的基质,如饮用水,那么我不需要三重四极杆或qTOF系统的所有选择性,”他说。“随着样品复杂性的增加,我**重新考虑MS的性能,即使分析物是相同的。”

另一个考虑因素是您是否将量化已知化合物或寻找未知物。三重四极杆是高灵敏度和定量的,但是对于没有编程找到的离子是盲目的。在那种情况下,Sheehan说,考虑单个四极杆(例如安捷伦新的5977A系统)或qTOF系统,两者都收集分析物的全离子光谱。

Broeckling也提出了一些实际考虑因素。“不要被销售宣传所左右,”他说。例如,考虑控制和分析软件,尤其是本地服务代表的可用性。本地或区域技术支持团队可以比**前往实验室的人更快地为仪器提供服务; 另外,您可能会因旅行和酒店费用而陷入困境。

简而言之,Broeckling说,购买GC-MS不仅仅是硬件。“你买的是整个包裹。”

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