前文說過了質(zhì)譜是怎么做到定量分析的,下面我們來看看具體的定量方法。常用的定量方法有兩種,外標(biāo)法與內(nèi)標(biāo)法。
1. 外標(biāo)法
用已知量的標(biāo)準(zhǔn)樣品A和未知量的待測(cè)樣品A分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn);我們會(huì)得到以下三個(gè)信息:標(biāo)準(zhǔn)樣品的量(已知);標(biāo)準(zhǔn)樣品的信號(hào)強(qiáng)度;待測(cè)樣品的信號(hào)強(qiáng)度。(假設(shè)樣品的響應(yīng)=常數(shù)*濃度,從這三個(gè)信息即可算出待測(cè)樣品的量。)
為了更加精確地測(cè)定未知量的樣品,我們希望標(biāo)準(zhǔn)樣品的信號(hào)強(qiáng)度與待測(cè)樣品的信號(hào)強(qiáng)度盡量接近(以減少非線性響應(yīng)的影響)。因此常用的外標(biāo)法會(huì)測(cè)量一系列已知量的標(biāo)準(zhǔn)樣品,繪制一條工作曲線,再用擬合的方法確定未知樣的量。
2. 內(nèi)標(biāo)法
外標(biāo)法主要有以下兩方面的局限:1標(biāo)樣和待測(cè)樣是獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的,實(shí)驗(yàn)間的偶然誤差無法消除;2標(biāo)樣和待測(cè)樣的基質(zhì)(即除待分析物外的其它成分)不同,基質(zhì)有可能會(huì)帶來不同的影響,也會(huì)產(chǎn)生誤差。
那么,如果我們把已知量的標(biāo)準(zhǔn)樣品B直接加入待測(cè)樣品A,就可以把標(biāo)準(zhǔn)樣品和未知樣品的測(cè)定在同一次實(shí)驗(yàn)和同樣基質(zhì)中完成,也就消除了兩次實(shí)驗(yàn)和基質(zhì)不同造成的誤差,這就是內(nèi)標(biāo)法。
(如果加入的標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品是同種物質(zhì)A,那么由于它們不可區(qū)分,只通過一次實(shí)驗(yàn)是不能定量待測(cè)樣的,這時(shí)我們?cè)诩尤霕?biāo)樣前后分別進(jìn)行兩次測(cè)量,即測(cè)量待測(cè)樣及待測(cè)樣+標(biāo)樣的信號(hào),即可計(jì)算出待測(cè)樣的量。)
質(zhì)譜相關(guān)的特殊定量細(xì)節(jié)
同位素稀釋
前面內(nèi)標(biāo)法的介紹中我們可以發(fā)現(xiàn),理想的內(nèi)標(biāo)物既要和待測(cè)樣相同(具有相同的響應(yīng)系數(shù))又要不同(儀器可以區(qū)分二者的信號(hào)),這對(duì)矛盾的集合體就是同位素內(nèi)標(biāo)。
由于不同同位素的化合物具有近似相同的物理化學(xué)性質(zhì),離子化時(shí)的響應(yīng)通常也是相同的,而它們具有不同的質(zhì)荷比m/z,即可在質(zhì)譜中被區(qū)分出來。因此同位素標(biāo)準(zhǔn)品是理想的內(nèi)標(biāo)物。
另外,由于某些元素的天然同位素分布有一定的比例,當(dāng)我們加入一定量的同位素內(nèi)標(biāo)時(shí),可以把對(duì)信號(hào)絕對(duì)強(qiáng)度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)信號(hào)相對(duì)比例的測(cè)量,從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)
在不太復(fù)雜的體系中,我們只要按照分子量就可以定性某種化合物了。但對(duì)于復(fù)雜混合物(如石油產(chǎn)品/生物樣品)而言,很多化合物具有相同或相近的質(zhì)量(同分異構(gòu)體質(zhì)量*相同,有些化合物分子量非常接近,如CO和N2,要考慮儀器的質(zhì)量分辨率是否能區(qū)分二者),此時(shí)僅靠測(cè)量質(zhì)量就不能確定這個(gè)化合物是否就是我們關(guān)心的“the one”了。
在串聯(lián)質(zhì)譜 (Tandem MS) 儀器中,我們不僅可以把質(zhì)譜儀理解為一個(gè)稱量離子的“天平”,它還具有了離子“鑷子”(選擇某個(gè)特定的離子把它分離出來)和“剪刀”(把某個(gè)/某些離子激活并打成碎片)的功能。
通過母離子和子離子的兩步選擇,我們可以在復(fù)雜體系中精確定位到我們關(guān)心的化合物,同時(shí),兩次離子選擇還可減少?gòu)?fù)雜基質(zhì)的干擾,降低背景噪聲(獲得更低的檢出限)并提高方法的動(dòng)態(tài)范圍。因此選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)是目前色譜(氣相色譜/液相色譜)-質(zhì)譜聯(lián)用中常用的定量方法。