这篇文档属于类型a,是一篇关于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)信号漂移及其定量分析内标校准策略的原创性研究论文。以下是详细的学术报告:
作者与发表信息
本研究由Fulin Jiang、Qian Liu(共同第一作者)等来自中山大学药学院临床药理研究所的研究团队,与广东仁源生物科技有限公司合作完成,发表于《Analytical Chemistry》期刊,网络版发布于2020年5月11日,DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00633。
学术背景
研究领域:分析化学与质谱定量方法学。
研究动机:LC-MS/MS虽因其高灵敏度和选择性成为生物分析(如药物开发、治疗药物监测)的核心工具,但其定量结果存在显著的信号漂移问题(通常超过10%),主要源于离子源电离效率的波动。传统稳定同位素标记内标(isotope IS)虽被广泛使用,但成本高昂且无法完全补偿浓度依赖的信号漂移。
研究目标:系统探究LC-MS/MS信号漂移的规律(时间、系统、浓度依赖性),并提出一种新型内标策略——伪内标(pseudo IS),以提升定量准确性。
研究流程与方法
1. 实验设计与研究对象
- 化合物分组:选择4组化合物,每组包含:
- 目标分析物(如metformin、enalapril等)
- 稳定同位素标记分析物(如metformin-d6)
- 结构类似物(如phenformin)
- 结构无关物(如omeprazole)
- 仪器平台:使用三套LC-MS/MS系统(Thermo LTQ-1/LTQ-2、AB Sciex API 4000),验证跨系统漂移差异。
2. 信号漂移实验
- 时间依赖性:在12小时内每1.5小时重复分析各组化合物,记录响应值变化。
- 系统依赖性:通过交换离子源模拟维护操作,观察漂移模式变化。
- 浓度依赖性:分析不同浓度(2–2048 ng/mL)下的漂移趋势,对比流动注射分析(FIA-MS/MS)与液相色谱分离(LC-MS/MS)的差异。
3. 伪内标方法开发
- 原理:在样品峰后立即注入与样品浓度匹配的分析物标准品作为内标,通过动态调整注入量实现实时校准。
- 技术实现:基于自主开发的软件控制自动进样器,实时计算伪内标体积(公式:*Vpseudo IS = Cest×Vsample/Cpseudo IS*)。
4. 方法验证与应用
- 对比传统内标:评估同位素IS、结构类似IS、无关IS在不同浓度下的校准效果。
- 生物样本分析:以SD大鼠血浆中metformin的绝对生物利用度(48.7%)为案例,验证伪内标法的实际性能。
主要结果
信号漂移特性:
- 结构特异性:仅同位素对(如metformin/metformin-d6)的漂移模式完全一致(*p<0.001*),结构类似物或无关物均无法匹配(图1)。
- 浓度依赖性:低浓度(2 ng/mL)下信号可能下降28%,而高浓度(2048 ng/mL)可上升147%(图3)。LC分离可部分缓解但无法消除此效应。
- 系统依赖性:同一型号仪器(LTQ-1/LTQ-2)的漂移方向可能相反,离子源维护后漂移模式完全改变(图2)。
伪内标法的优势:
- 准确性:在12小时长时分析中,伪内标法对所有QC样本的准确度偏差(RE%)均控制在±15%内,优于传统IS方法(表1)。
- 应用验证:大鼠药代动力学研究中,伪内标法与同位素IS法的浓度相对偏差≤20%(图4)。
结论与意义
- 理论贡献:提出电离过程动力学模型(*r = kCMa*),阐明信号漂移的结构与浓度依赖性机制。
- 方法学创新:伪内标法通过“自身标准实时校准”克服了传统IS的局限性,无需昂贵同位素标记,且校准效果更优。
- 应用价值:为LC-MS/MS定量分析提供了普适性解决方案,尤其适用于长期批次分析或复杂基质样本。
研究亮点
- 发现信号漂移的三重依赖性(结构、浓度、系统),填补了该领域的系统性研究空白。
- 首创伪内标策略,通过软件自动化实现动态校准,技术可扩展性强。
- 跨平台验证:在三种LC-MS/MS系统上均证实伪内标的鲁棒性。
其他价值
- 开源支持:论文补充材料提供了详细的质谱参数、液相条件及稳定性测试数据(表S1-S8)。
- 方法普适性:伪内标法可适配不同色谱柱(C18、极性咪唑柱)与流动相体系,适用于极性跨度大的化合物(如metformin至flunarizine)。
(报告总字数:约1800字)