文章来源：Poster @ASMS 2025

　　作者：1. Jayesh Gandhi，瑞士万通；2. Sue D'Antonio，John Wright，安捷伦；3. Yongdong Wang，Cerno Bioscience

　　离子色谱-质谱联用（IC/MS）在广泛的行业中获得了广泛的应用，用于检测、确认和分析存在于药品、工业材料和环境样品中的重要离子。由于原料药配方和环境背景的基质干扰，需要准确分离出紧密洗脱的质谱信号，以便更有信心进行定性分析和准确的定量。然而，由于成本过高或使用困难，这种技术的可及性往往具有挑战性。

　　在这里，我们提出了一种方法，不仅提供准确的精确质量测定，以帮助离子的定性鉴定，而且还提供质谱分辨上相互干扰的离子的解卷积能力，以更准确的定量，所有这些都在成本低廉且简单易用的单位分辨率IC/MS系统上实现。

图1：离子色谱-四极杆质谱联用仪（Metrohm 940 IC – Agilent iQMSD）

实验方法

　　1. 实验仪器及材料

　　离子色谱：瑞士万通 940 IC离子色谱

　　色谱柱: Metrosep ASUPP19-150/4mm

　　流动相 A = 25mM Na2CO3 + 0.5mM NaHCO3

　　流动相 B = 90% Water + 10% Acetonitrile

　　柱流速 = 0.7 mL/Min

　　四极杆质谱：Agilent iQMSD

　　氮气流速= 10L/Min

　　氮气温度 = 325°C

　　ESI  -电离，OpenLab CDS 2.8 采集 m/z 30-125 的全扫描轮廓模式质谱数据，间隔 0.1 Da（运行时间 31.0 分钟）

　　精确质量校正标样

　　10ppm 硫酸（H₂SO₄）和高氯酸（HClO₄）：在进样序列中作为第 3-8 针进样

　　20ppm 硫酸（H₂SO₄）和高氯酸（HClO₄）：在进样序列中作为第 9-13 针进样

　　测试水样：加入 ¹⁸O标记的高氯酸盐（5ppb）作为内标

　　去离子水在进样序列中作为第 1、2、14 和 15 针进样

　　2. MassWorks 精确质量分析与解卷积软件

　　Cerno Bioscience公司的MassWorks 软件可直接读取 OpenLab CDS 数据，并执行采集后的数据分析，用于精确质量校准和离子信号解卷积。通过使用包含一个或多个标准离子的校准标样（覆盖目标 m/z 范围），MassWorks 将质谱峰形校准为精确的数学函数，使质量准确度从 0.x Da 提升至 0.00x Da，同时实现 99% 的谱图准确度。

　　如下图 2 所示，本案例中使用进样 #9 的 20ppm HSO₄⁻标准离子（m/z 97）作为唯一校准标样。值得注意的是，HSO₄⁻的 A+2 同位素（带有显著的 34S 特征信号）会与 HClO₄⁻的单同位素（m/z 99）重叠，为精确质量质谱图的解卷积提供了理想的测试场景。

结果与讨论

　　不同浓度和加标标准品的精确质量和谱图准确度评估

　　使用来自9号进样的20ppm HSO4-作为校正数据，校准来自同一次进样的其他离子包括ClO4-以及来自其他进样数据的HSO4-和ClO4-，我们在整个实验中测试了校准质量精度、谱图准确度和不同进样的稳定性。所有质量误差<0.006Da，标准偏差<0.002Da，所有的谱图准确度为98.50%。

图3：高氯酸盐离子ClO4-（Injection#10,20ppm）的精确质量和谱图准确度

表1：10和20ppm两个标样在不同进样时的精确质量和谱图准确度结果

　　不同进样中各种¹⁸O标记的高氯酸盐离子的相对丰度

　　当将所有¹⁸O标记的高氯酸盐离子归一化为总丰度 1.000 并在不同进样中进行考察时，发现这些离子的相对丰度在进样间非常一致，正如预期的将相同内标加标到去离子水样品中一样。占主导的 Cl¹⁸O₄⁻相对丰度为 81%，ClO¹⁸O₃⁻为 15%，其余离子形式被认为反映了本实验中使用的实际 ¹⁸O标记的标准品。

　　混合离子的解卷积分析

　　谱图准确度的缺乏，特别是质谱谱图拟合的缺乏，表明存在其他可能的谱图干扰离子，这一点得到了m/z 107精确质量测量的大系统误差（>+20mDa）的证实（表2）。随着质谱数据的精确质量和更重要的谱图准确度的校准，现在可以考虑这些可能的额外离子形式，看看实际的质谱数据是否支持解释，通过离子系列或混合分析，在这种情况下，总共涉及6个可能的离子。

图5：混合离子解卷积分析（共六种可能的离子）

　　¹⁸O标记内标测定去离子水样品中高氯酸盐浓度

　　全质谱图拟合不仅可以测定各种不同标记的高氯酸盐内标的相对丰度，还可以测定包括高氯酸盐本身在内的其他离子的相对丰度。这样就可以确定每个进样中高氯酸盐的绝对浓度，见表2。在随后的进样（#14&15）中发现的水平升高可能是由于高浓度10ppm和20ppm标样的残留引起。然而，为了准确起见，我们需要弄清楚加入的¹⁸O标记的内标的5ppb浓度：它是指¹⁸O标记标样的总和还是特定形式。由于各种¹⁸O标记形式的丰度不同，可能存在显著的系统误差。表2中报告的高氯酸盐估计浓度假设5ppb浓度是所有¹⁸O标记形式的总和。

　　不同进样中不同¹⁸O富集高氯酸盐离子的相对丰度

　　当所有¹⁸O标记的高氯酸盐离子归一化到1000总丰度并在不同的进样中进行检测时，我们发现所有这些离子的相对丰度在每次进样中都非常一致，正如人们所期望的那样，将相同的内标加入去离子水样品中。主要形式Cl¹⁸O4-的相对丰度为81%，ClO¹⁸O₃⁻的相对丰度为15%，其余离子形式反映了本实验中实际使用的¹⁸O标记标样。

图5：不同进样中¹⁸O富集离子的相对丰度测定

结论

　　● 在现有的单位质量分辨率质谱上，IC-MS即可实现离子的精确的质量测定和谱图准确度分析。

　　● 精确质量可以帮助识别正确的离子和可能的离子干扰。

　　● 通过考虑所有可能存在的离子，包括各种不同标记的内标，谱图准确度分析允许这些混合离子的全质谱图拟合分析。

　　● 通过质谱图解卷积分析可以实现标记内标物的精确定量。

　　参考文献：

　　1. EPA Document #: EPA/600/R-05/049, Method 332.0, Determination of Perchlorate in Drinking Water by Ion Chromatography with Suppressed Conductivity and Electrospray Ionization Mass Spectrometry, Rev 1.0, March 2005

　　2. Wang, Y.； Gu, M., The Concept of Spectral Accuracy for Mass Spectrometry, Anal. Chem., 2010, 82, 17, 7055.