Q Exactive与UltiMate3000联用的优化方法有哪些

Q Exactive与UltiMate3000联用的优化方法有哪些？

Q Exactive 与 UltiMate 3000 联用构成的 LC-HRMS（液相色谱-高分辨质谱）系统在分析复杂样品时具有强大能力。为充分发挥其性能，需从液相分离、质谱参数、接口匹配、数据采集策略等多个维度进行优化。以下是关键的优化方法：

一、液相色谱（UltiMate 3000）优化

1. 色谱柱选择

粒径：优先选用 1.7–2.6 μm 的 UHPLC 柱（如 Acclaim RSLC、Hypersil GOLD）

柱长与内径：

常规分析：150 mm × 2.1 mm

高通量/灵敏度要求高：50–100 mm × 2.1 mm

微流/纳流应用：可选 300 μm 内径柱（需配合微流泵）

2. 流动相优化

使用 LC-MS 级溶剂（如甲醇、乙腈）和 超纯水（电阻率 ≥18.2 MΩ·cm）

添加挥发性缓冲盐（如 0.1% 甲酸、5–10 mM 乙酸铵），避免非挥发性盐（如磷酸盐）

pH 控制在 2–8 范围内以保护色谱柱并提升峰形

3. 梯度程序设计

根据目标物极性调整有机相比例梯度斜率

保证足够洗脱强度以避免“鬼峰”或残留

保留时间重现性：控制柱温（±0.1°C）、流速稳定性（建议使用二元泵减少混合延迟）

4. 流速匹配质谱电离效率

ESI 源良佳流速范围：200–500 μL/min

若使用 2.1 mm ID 柱，通常设 0.2–0.4 mL/min

若流速 > 0.6 mL/min，可考虑分流（split flow）或使用 HESI-II 源（耐受更高流速）

二、质谱（Q Exactive）参数优化

1. 离子源条件（HESI-II 电喷雾源）

参数 推荐设置（正离子模式示例）

喷雾电压（Spray Voltage）: 3.5–4.0 kV

毛细管温度（Capillary Temp）: 320–350 °C

加热器温度（Sheath Gas Heater Temp）: 300–400 °C

辅助气（Aux Gas Flow）: 10–20 arb

鞘气（Sheath Gas Flow）: 30–50 arb

吹扫气（Sweep Gas）: 0–3 arb（防污染）

注：负离子模式电压设为 -2.5 至 -3.5 kV，其他参数类似。

2. 质量分析器参数

分辨率（Resolution）：

定性筛查：70,000（@ m/z 200）

精确定量/同分异构体区分：140,000 或更高（注意扫描速度下降）

AGC 目标值（Automatic Gain Control）：

Full MS：1e6

MS/MS：5e4–1e5（避免过饱和）

大的注入时间（Max IT）：

Full MS：50–100 ms

MS/MS：80–200 ms（低丰度离子需延长）

隔离窗口（Isolation Window）：1.0–2.0 Th（窄窗提高选择性，但可能漏检）

3. 扫描模式选择

Full MS/dd-MS2（数据依赖采集）：适用于非靶向筛查

PRM（平行反应监测）：高灵敏度、高特异性靶向定量

All Ion Fragmentation（AIF）或 DIA（数据非依赖采集）：适合复杂样本全景分析

三、LC-MS 接口与系统整合优化

1. 减少死体积

使用短而细的连接管线（如 0.12 mm ID PEEK 管）

确保色谱柱出口到质谱喷针距离最短，避免峰展宽

2. 防止交叉污染

设置强洗针程序（如进样前后用高比例有机相冲洗）

使用在线阀切换进行柱后分流或清洗

3. 系统平衡与稳定性

每次运行前充分平衡色谱柱（≥10 倍柱体积）

质谱预热 ≥30 分钟，确保真空和离子源稳定

四、方法验证与质量控制

保留时间锁定：加入内标（如同位素标记物）校正漂移

质量轴校准：定期使用 Pierce? LTQ Velos 校准液或内置校准源

系统适用性测试（SST）：运行标准品评估峰形、灵敏度、重复性

空白对照：监控背景污染（尤其在痕量分析中）

五、典型优化流程（简要）

1. 初步分离：用梯度洗脱摸索目标物保留行为

2. 质谱调谐：注入标准品，优化喷雾参数与碎裂能量（NCE）

3. 联机测试：运行混合标样，检查峰形、信噪比、碎片完整性

4. 参数微调：根据实际样品基质调整 AGC、IT、分辨率等

5. 稳定性验证：连续进样 5–10 针，评估 RSD（保留时间 <0.5%，峰面积 <10%）