ICP-MS/MS的靈活性使一些用戶認為，ICP-MS/MS的方法開發(fā)一定比在單四極桿ICP-MS困難。然而，現(xiàn)有的單四極桿方法通?？梢灾苯愚D(zhuǎn)移至ICP-MS/MS，無需做重大修改。為了幫助大家做好ICP-MS/MS方法開發(fā)，分享一個ICP-MS/MS 方法開發(fā)的關(guān)鍵步驟給大家。
電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀（ICP-MS/MS）是一種相對較新的技術(shù)，世界上第一臺 ICP-MS/MS（Agilent 8800）于2012年投入商用。然而，這項技術(shù)迅速被接受并應用于各種行業(yè)，包括工業(yè)制造，第三方檢測，政府，研究所和高校等。在本文中，我們將解釋 ICP-MS/MS 方法開發(fā)的關(guān)鍵步驟，并圍繞該技術(shù)澄清一些常見誤解。
與傳統(tǒng)的單四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）相比，ICP-MS/MS的主要優(yōu)點包括：在碰撞反應池（CRC）中使用受控的化學反應消除質(zhì)譜干擾的能力；兩次質(zhì)量過濾可以更好地分離相鄰質(zhì)量的 "峰拖尾"；更高的靈敏度和更低的背景以改善檢出限。
ICP-MS/MS的靈活性使一些用戶認為，ICP-MS/MS的方法開發(fā)一定比在單四極桿ICP-MS困難。然而，現(xiàn)有的單四極桿方法通常可以直接轉(zhuǎn)移至ICP-MS/MS，無需做重大修改。此外，反應模式在ICP-MS/MS上運行相比單桿來說更加穩(wěn)定，方法更加通用，操作更加簡單。以下六個步驟有助于指導ICP-MS/MS的方法開發(fā)設置（圖1）：
1、正確掌握基礎知識
在開發(fā) ICP-MS/MS 方法時，用戶可能會首先關(guān)注需要如何解決特定的質(zhì)譜干擾。然而，與傳統(tǒng)的ICP-MS一樣，ICP-MS/MS方法開發(fā)的起點應優(yōu)先考慮更廣泛的分析需求。這些需求包括幾個容易被忽視的因素。
首先，儀器可以耐受樣品基質(zhì)嗎？基質(zhì)耐受對于許多 ICP-MS 應用來說非常重要。優(yōu)化等離子體以提供低 CeO+/Ce+（<1.5%），確保儀器可以輕松耐受常見樣品基質(zhì)水平。低CeO/Ce表示更好的基質(zhì)分解，從而減少接口上的沉積物，從而實現(xiàn)更好的穩(wěn)定性和更少的維護。低CeO/Ce條件也會增加待測元素電離，提高對難電離元素（如鈹、砷、鎘和汞）的靈敏度。低CeO/Ce表明分子態(tài)物質(zhì)的解離更徹底，否則會形成多原子離子干擾。
其次，樣品組分是未知的還是在變換的？主要元素濃度和樣品間差異性可能是重要的影響因素。不斷變換的樣品基質(zhì)可引發(fā)令人意想不到的多原子離子干擾，固定的反應模式可能無法將其有效去除。在這種情況下，氦氣（He）碰撞模式可以提供更簡單，更通用，更可靠的解決方案。
第三，分析哪些元素，什么濃度水平？He模式已經(jīng)成功運用于大多數(shù)ICP-MS應用，但較低的元素濃度可能需要反應模式方法進一步降低背景并提高檢測限。同樣，如果檢測器無法覆蓋整個濃度范圍，則高濃度元素的分析可能需要手動調(diào)諧或稀釋樣品。
最后，分析多少個樣品？很多參數(shù)會影響大批量樣品的分析速度。ICP-MS/MS 與離散進樣系統(tǒng)兼容，可縮短樣品分析時間。然而，池氣體數(shù)量以及模式間切換時間也會影響分析通量。
2、確認關(guān)鍵需求
一旦分析基本需求得到解決，就應考慮關(guān)鍵需求。該階段通常側(cè)重于困難的樣品類型、特殊的分析元素或極低的濃度水平。在ICP-MS/MS方法開發(fā)的背景下，此步驟應優(yōu)先聚焦于受質(zhì)譜干擾影響的元素。
3、最簡潔方法解決干擾
ICP-MS/MS具有性能優(yōu)勢，因為在CRC之前增加了四極桿Q1，可以控制池中的反應過程。反應模式能夠非常有效地去除干擾，比如用于高純試劑的分析。然而，反應模式方法可能會針對不同干擾具有特異性，因此多元素的方法往往需要多個池條件。這些條件可能并不完全適用于各種樣品類型。
如上所述，大多數(shù)ICP-MS干擾通常都可以使用He模式來解決。ICP-MS中的主要質(zhì)譜干擾是由多原子（分子）離子產(chǎn)生。例如，40Ar35Cl+ 在 m/z 75 處與 75As+重疊。He模式使用動能歧視（KED）來減少多原子離子傳輸以避免它們干擾單原子離子。因此，He模式支持多元素分析，并兼容許多元素的次級（確認性）同位素，同時也降低對不可靠的數(shù)學校正方程需求的依賴。
He模式的主要吸引力在于，相同的池條件可用于不同樣品類型的多種元素，因此方法開發(fā)簡單且一致。He模式是單四極桿ICP-MS方法的默認模式，并且可以在ICP-MS/MS上以相同的方式使用。大多數(shù)元素使用He模式也使得僅針對少數(shù)元素的反應模式的方法開發(fā)變得相對簡單。
4、識別He模式無法解決的分析物或干擾物
許多用戶之所以使用 ICP-MS/MS，正是因為即便使用經(jīng)優(yōu)化的 He 模式，依然無法在單四極桿 ICP-MS 達到分析要求。通常，這些需求涉及特定的質(zhì)譜干擾或相鄰質(zhì)量數(shù)干擾，只能使用反應氣或兩次質(zhì)量篩選（MS/MS）來解決。
ICP-MS/MS可以使用反應模式來消除強烈的質(zhì)譜干擾，例如28Si上的14N2，31P上的14N16O1H和32S上的16O2，從而可以在低濃度水平上分析這些以前難以測量的元素。反應模式還可以將源于基質(zhì)的質(zhì)譜干擾減至較低水平，從而實現(xiàn)痕量分析。
He模式無法解決同質(zhì)異位素干擾，例如48Ti上的48Ca，40Ca上的40Ar，204Pb上的204Hg等。在常規(guī)ICP-MS分析中，通過測量替代質(zhì)量數(shù)（上面的例子中為47Ti，44Ca和206/207/208Pb）可以避免這些干擾。然而，對于某些應用，被干擾的同位素的測量是必需的，或是某些應用中性能優(yōu)勢，例如更高的靈敏度。在這些情況下，反應模式可以解決上述干擾問題。
當一個原子在等離子體中失去兩個電子并形成雙電荷（M2+）離子時，就會形成雙電荷離子干擾。四極桿質(zhì)量過濾器根據(jù)質(zhì)荷比（m/z）分離離子，因此M2+離子呈現(xiàn)其真實質(zhì)量的一半。大多數(shù)元素形成微不足道濃度的M2+離子，但有些元素，如稀土元素（REE），確實形成了一小部分M2+離子。這些 REE2+ 離子會導致干擾。例如，150Nd2+ 和 150Sm2+ 與 75As+ 重疊。單四極桿ICP-MS可以校正常規(guī)水平的M2+干擾，但這種方法在高濃度干擾下無效。對于稀土礦物中的痕量砷和硒等分析，反應模式更為有效。
主要元素峰拖尾會強烈影響旁邊測量的痕量元素。一個例子是在鐵或鋼基體中的痕量錳（m/z 55）分析（鐵主要同位素在m/z 54和56）。使用MS/MS的雙質(zhì)量數(shù)篩選來解決峰拖尾，因為串聯(lián)質(zhì)譜的豐度靈敏度（AS）是兩個質(zhì)量過濾器AS的乘積，因此在ICP-MS/MS的情況下Q1 AS x Q2 AS。
5、選擇合適反應模式
對于使用He模式無法解決的質(zhì)譜干擾，選擇適當?shù)姆磻Ｊ?，并不像新用戶通常認為的那樣困難，因為ICP-MS/MS離子-分子化學反應已經(jīng)得到了很好的認知和記錄。安捷倫應用程序通?？梢允褂脙x器軟件提供的預定義方法設置來運行。制造商的應用說明和用戶出版物記錄了更多成熟應用方法。
ICP-MS/MS用戶還受益于獨特的方法開發(fā)工具，包括產(chǎn)物離子和前級離子掃描。這些對于識別合適的分析物產(chǎn)物離子和潛在的源于基質(zhì)的產(chǎn)物離子干擾非常有用。
6、管控池內(nèi)反應產(chǎn)物離子
當反應氣用于ICP-MS時，可以在CRC中形成新的產(chǎn)物離子。與He模式相比，產(chǎn)生潛在的干擾產(chǎn)物離子是反應模式的主要缺點，但控制產(chǎn)物離子形成是串聯(lián)質(zhì)譜配置的關(guān)鍵優(yōu)勢。在CRC之前，Q1質(zhì)量過濾器確保只有目標質(zhì)量的離子（ 即待測元素和對應同質(zhì)量數(shù)干擾）進入CRC。因此，Q1可防止其他質(zhì)量數(shù)的分析物或基質(zhì)元素形成產(chǎn)物離子。然而，產(chǎn)物離子仍然可以從反應氣本身產(chǎn)生。例如，當在有機基質(zhì)中測量52Cr+時，Q1設置為m/z 52，允許52Cr+和40Ar12C+進入池中。NH3氣通過電荷轉(zhuǎn)移反應去除40Ar12C+：
然而，NH4+產(chǎn)物離子可與NH3池氣體進一步反應，在m/z 52處形成新的NH4(NH3)2+簇離子：
根據(jù)ICP-MS/MS碰撞反應池的配置和條件，可以使用質(zhì)量歧視或能量歧視來防止形成NH4(NH3)2+產(chǎn)物離子的順序反應。其中能量歧視方法是有效的，因為從池氣體產(chǎn)生的產(chǎn)物離子僅具有它們從碰撞中獲得的動能。這些低能產(chǎn)物離子的能量不足以通過充滿氣體的反應池，因此它們不會出現(xiàn)在質(zhì)譜圖中（圖2）。
ICP-MS/MS方法開發(fā)需要注意以下幾點：
1）樣品制備：樣品制備是ICP-MS/MS方法開發(fā)的關(guān)鍵步驟之一。樣品制備應該考慮到樣品的物理和化學性質(zhì)，以及分析目的。樣品制備過程中應注意避免污染和樣品損失。
2）標準曲線制備：標準曲線是ICP-MS/MS方法開發(fā)的另一個關(guān)鍵步驟。標準曲線應該覆蓋分析范圍內(nèi)的所有濃度，并且應該包括至少五個濃度點。標準曲線應該在每次分析前重新制備。
3）儀器條件優(yōu)化：ICP-MS/MS方法開發(fā)需要優(yōu)化儀器條件，包括離子源溫度、氣體流量、離子透鏡電壓等。優(yōu)化儀器條件可以提高分析的準確性和靈敏度。
4）質(zhì)量控制：ICP-MS/MS方法開發(fā)需要進行質(zhì)量控制，包括空白、加標回收率、精密度和準確度等。質(zhì)量控制可以評估方法的可靠性和準確性。
5）數(shù)據(jù)處理：ICP-MS/MS方法開發(fā)需要進行數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)校正、結(jié)果計算和數(shù)據(jù)報告等。數(shù)據(jù)處理應該遵循國際標準和規(guī)范，以確保結(jié)果的準確性和可靠性。
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