Variable electron voltage (VeV) on Q Exactive GC and Exactive GC Orbitrap GC-MS systems

Význam tématu

V analytické chemii je klíčové kombinovat vysokou citlivost s dostatečnou informační hodnotou o molekulární hmotě a struktuře analytů. Tradiční elektronová ionizace (EI) při 70 eV poskytuje bohatou fragmentaci, ale často postrádá molekulární ion, zatímco chemická ionizace (CI) nabízí méně fragmentace, nižší citlivost a slabší univerzálnost. Technologie variabilních elektronových voltů (VeV) umožňuje řídit energii ionizujících elektronů mezi 12 a 150 eV a vytváří měkčí ionizační podmínky, které zvyšují intenzitu vybraných vysokých m/z signálů a molekulárních iontů, čímž zlepšují identifikaci, citlivost i selektivitu měření.

Cíle a přehled studie

Cílem tohoto technického poznámkového článku bylo ukázat možnosti VeV na přístrojích Thermo Scientific Q Exactive GC-MS/MS a Exactive GC Orbitrap GC-MS. Výzkum se zaměřil na rutinní screening 111 dopin­gových analytů (anabolické androgenické steroidy) ve vzorcích moči na úrovni poloviny minimálního povinného výkonu (1/2 MRPL). Srovnávala se citlivost, poměr signál/šum a přesnost hmotnostního určení při energiích 70, 50, 40, 30, 20, 15 a 12 eV.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívala v plnoskenovacím měření s rozlišením 60 000 FWHM (m/z 200). Automatikou bylo nastavení energie VeV v rozsahu 12–150 eV a plně automatické dolaďování systému (<30 s).

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Q Exactive GC-MS/MS
• Thermo Scientific Exactive GC Orbitrap GC-MS
• Orbitrapová detekce s vysokým rozlišením a přesnou hmotností

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukázaly výrazné zvýšení relativní intenzity vybraných iontů při nižších energiích:

• VeV 30 eV dosáhlo průměrného zlepšení signálu o 254 % oproti 70 eV.
• Nejnižší energie 12 eV podpořila molekulární ion 19-NA (420.28738 m/z) se zvýšením signálu a snížením fragmentace malých m/z iontů o ~20 %, což zjednodušuje spektrum.
• Poměr signál/šum molekulárního iontu vzrostl ze 1587 (70 eV) až na 7790 (12 eV).
• Přesnost hmotnostního určení zůstala pod 1 ppm při všech energiích.

Přínosy a praktické využití metody

Technika VeV přináší:

• Větší citlivost a nižší limity detekce, klíčové pro stopovou analýzu farmakologicky aktivních látek.
• Posílení důležitých vysokých m/z a molekulárních iontů, zjednodušení spektra a vyšší selektivitu.
• Plně automatizované doladění ionizačních podmínek bez zásahu obsluhy.
• Vhodnost pro identifikaci v komplexních matricích díky přesné hmotnosti a úzkým extrahovaným iontovým chromatogramům.

Budoucí trendy a možnosti využití

VeV má potenciál pro široké aplikace:

1. Screening zbytkových pesticidů a environmentálních kontaminantů.
2. Analýzu přírodních produktů a metabolomiky s cílem získat informaci o molekulárních iontech.
3. Farmaceutickou kontrolu kvality a forenzní toxikologii.
4. Rozvoj knihoven s rozlišením energeticky závislých fragmentačních vzorců.

Závěr

Tato technika kombinuje výhody tvrdé i měkké ionizace a umožňuje rychlé, citlivé a vysoce selektivní analýzy za plně automatizovaných podmínek. VeV významně rozšiřuje schopnosti HRAM GC-MS pro široké spektrum aplikací.

Reference

1. Märk TD, Dunn GH. Electron Impact Ionization. Springer; 2013.
2. Munson MSB, Field FH. Chemical Ionization Mass Spectrometry I General Introduction. J Am Chem Soc. 1966;88:2621–2630.