利用 Xevo TQ-S 增加低暴露量化合物的生物分析靈敏度

Paul D. Rainville 和 Robert S. Plumb

美國米爾福德馬薩諸塞州沃特世公司

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

這款新型的串聯(lián)四極桿質(zhì)譜系統(tǒng)大大增加了低濃度組織樣品的藥物化合物分析的靈敏度。

沃特世解決方案

Xevo™ TQ-S

MassLynx™ 與 TargetLynx™ 的聯(lián)合使用

ACQUITY UPLC ®

ACQUITY UPLC BEH 色譜柱化學(xué)品

關(guān)鍵詞

StepWave™ 、 T-Wave,™ 生物分析、藥物化合物、丙酸氟替卡松、沙美特羅琥珀酸鹽

簡介

對(duì)生物體液中的藥物進(jìn)行準(zhǔn)確定量有助于準(zhǔn)確測(cè)定藥物的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。低暴露量組織樣品中的化合物（如：吸入型藥品或強(qiáng)代謝型藥品）需要靈敏度非常高的分析，才可準(zhǔn)確地確定藥代動(dòng)力學(xué)曲線的消除相。這對(duì)于現(xiàn)代的 LC/MS/MS 儀器靈敏度而言無疑是個(gè)挑戰(zhàn)。

Xevo TQ-S 是一款超高靈敏度的串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀。它具備以創(chuàng)新離軸離子源設(shè)計(jì)為特色的 StepWave 離子傳輸技術(shù)。這項(xiàng)設(shè)計(jì)顯著提高了從離子源到四極桿分析器的離子傳輸效率，同時(shí)其離軸離子通路還可將中性污染物排除。這兩個(gè)特點(diǎn)的結(jié)合大幅度增加了 LC/MS/MS 系統(tǒng)的靈敏度。

本應(yīng)用紀(jì)要中 ， 我們對(duì) 2 類藥物化合物，丙酸氟替卡松和沙美特羅琥珀酸鹽的分析靈敏度的增加進(jìn)行了描述 ， 這些藥物均為吸入型藥物 ， 且在人體循環(huán)系統(tǒng)中表現(xiàn)為極低水平的濃度。 Xevo TQ-S 的數(shù)據(jù)高捕獲率特性可允許快速收集大量的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（ MRM ）遷移離子，并同時(shí)采集全掃描 /MRM 數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)

色譜條件

液相色譜（ LC ）系統(tǒng)： ACQUITY UPLC （二元溶劑管理系統(tǒng)、樣品管理器、 HT 色譜柱恒溫箱）

液相色譜柱 ： ACQUITY UPLC BEH C 18 柱 ， 1.7 微米 ， 2.1 × 50 毫米

梯度 ： A ： 0.1 ％ 氨水 （ Aq ） B ： 甲醇 5 ~ 95%B 洗脫 1.5 分鐘以上

流速： 600 微升 / 分鐘

進(jìn)樣量： 10 微升

質(zhì)譜條件

質(zhì)譜系統(tǒng)： Xevo TQ-S 和 Xevo TQ 于電噴霧正離子模式下操作

MRM 數(shù)據(jù)采集： 501 => 292.95 氟替卡松

416.15 => 380 沙美特羅

電壓 ： 每個(gè)質(zhì)譜儀及錐孔氣流的毛細(xì)管、錐孔和碰撞電壓都進(jìn)行了最優(yōu)化

源溫度： 140 °C

脫溶劑溫度： 625 °C

噴霧氣體流量： 1200 升 / 小時(shí)

數(shù)據(jù)管理

MassLynx 4.1

使用 TargetLynx 應(yīng)用管理系統(tǒng)進(jìn)行定量分析

結(jié)果和討論

憑借從背景噪聲中對(duì)目標(biāo)峰的識(shí)別能力，對(duì)生物體液中的藥物化合物進(jìn)行精確定量。 Xevo TQ-S 中的 StepWave 源專為優(yōu)化這項(xiàng)功能而設(shè)計(jì)。它包括兩個(gè)差分抽取的離子傳輸階段；兩個(gè)階段均啟用了 T-Wave 1 技術(shù)（多層環(huán) RF 裝置）。當(dāng)離子束通過源抽樣孔時(shí)，離子束會(huì)進(jìn)行一定程度的擴(kuò)散。因 StepWave 的進(jìn)口設(shè)計(jì)得足夠大，它可以有效地捕獲擴(kuò)散離子云中的所有離子。第一階段的設(shè)計(jì)確保了所有離子均有效聚集并進(jìn)入第二階段。這項(xiàng)離軸設(shè)計(jì)確保了進(jìn)入到源抽樣孔的中性物質(zhì)主動(dòng)從系統(tǒng)中排出（如圖 -2 所示）。

在圖 -2 中，我們可以看到：當(dāng)離子云進(jìn)入 MS 遷移區(qū)時(shí)是如何擴(kuò)散的，而之后當(dāng)其轉(zhuǎn)移到四極桿分析器區(qū)時(shí)又是如何聚集為一狹窄的離子束的。不帶電的中性化合物因無法穿過這個(gè)離軸通路而被排出丟棄。這大大提高了檢測(cè)限，使生物分析學(xué)者們可對(duì)血漿、血清和尿液的分析組分在曾經(jīng)無法達(dá)到的水平下進(jìn)行定量分析。

通過這項(xiàng) StepWave 設(shè)計(jì)，根據(jù)所分析的化合物，我們發(fā)現(xiàn)靈敏度竟增加了約 10 ~ 25 倍。例如：治療哮喘和鼻炎的現(xiàn)代藥物（如： β 2 激動(dòng)劑和類固醇激素類藥物）不會(huì)進(jìn)入到循環(huán)系統(tǒng)且通常都是經(jīng)吸入給藥。這些藥物化合物被有意使得在人體全身系統(tǒng)中以極低濃度水平存在，因此適合使用 Xevo TQ-S 系統(tǒng)進(jìn)行分析。

用甲醇將丙酸氟替卡松和沙美特羅琥珀酸鹽溶解，然后以不同的生理相關(guān)水平注入至血漿中。之后，用 2 ： 1 的乙腈使血漿樣品沉淀并離心分離，將離心后的上清液注入色譜系統(tǒng)。

圖 -1 中所示數(shù)據(jù)顯示：使用 Xevo TQ-S 對(duì)丙酸氟替卡松進(jìn)行分析時(shí)靈敏度增加；圖 -3 中的數(shù)據(jù)顯示：對(duì)沙美特羅琥珀酸鹽分析所獲取的峰值響應(yīng)增加。丙酸氟替卡松的峰高增加了 12 倍，沙美特羅琥珀酸鹽的峰值響應(yīng)增加了 15 倍。

表 -1 中給出了這兩類藥物化合物及其它類型藥物在峰值響應(yīng)上的總體增加水平。這里我們可以看到，峰值響應(yīng)增加了 12~25 倍不等。

除了增加峰靈敏度之外，還有其他優(yōu)點(diǎn)。更大的峰值響應(yīng)使所述的檢測(cè)限無需復(fù)雜的方法開發(fā)即可獲取，從而使方法開發(fā)速度更快。峰高的增加還能更加簡化峰的積分，使一般應(yīng)用情況下的分析重現(xiàn)性更好。

結(jié)論

Xevo TQ-S 中的 StepWave 離子傳輸 技術(shù)顯著提高了離子源中離子抽樣的效率。其創(chuàng)新的離軸幾何學(xué)設(shè)計(jì)還可阻止您不需要的中性化合物進(jìn)入儀器的分析器階段。這項(xiàng)新的設(shè)計(jì)致使靈敏度顯著增加，增加幅度從 10 至 25 倍不等 。該分析靈敏度的增加有以下功能：

* 提高低暴露量化合物的檢測(cè)限水平

* 加速方法開發(fā)

* 簡化峰的積分

* 更好的分析重現(xiàn)性

1 此處描述的行波設(shè)備與美國專利 5206506; 1993 中 Kirchner 所描述的類似。

Waters 、 ACQUITY UPLC 和 UPLC 是沃特世公司的注冊(cè)商標(biāo)。 Xevo 、 StepWave 、 T-Wave 、 MassLynx 、 TargetLynx 和 The Science of What’s Possible 是沃特世公司的商標(biāo)。所有其他商標(biāo)屬于各自所有者。