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在上一期内容中,笔者介绍了色谱图的组成。但有些人仍然感到困惑,笔者想在本期中详细谈谈这个问题,特别是色谱-质谱联用涉及到的总离子色谱图 (TIC) 和提取离子色谱图 (EIC) 。
对于我们的分析物来说,它在谱图中有三个要素,即质荷比 (m/z),保留时间 (RT) 和强度(或者称为响应)。因此理论上,如果我们想要完整地描述色谱-质谱结果,就需要一个三维坐标(见图 1)。因此为了能在电脑(二维平面)上展示谱图,我们有必要对谱图做一些处理。
▲ 图1. 色谱-质谱图组成示意。图片来源:【笔者的研究生论文】
01SIM或MRM(SRM)模式下的谱图这意味着仪器的所有质量分析器均处于SIM模式(选择离子监测模式,不同扫描模式的差别详见【三重四极杆质谱仪(QqQ):各种扫描模式介绍】),例如,对于三重四极杆而言,意味着Q1和Q3均处于SIM模式,因此仪器采集的数据如图1所示。
▲ 图2. SIM模式工作示意图
提取离子色谱图(EIC或XIC)英文全称为:Extracted Ion Chromatogram。它指的是特定质荷比下的色谱图,即m/z固定,横坐标为保留时间,纵坐标为强度。图1中每一种颜色的图就表示一个EIC (XIC) 图。它是针对特定化合物的谱图,能更好的描述特定化合物的信息,例如可以进行定量分析。但是若想看到其它化合物的相关信息(如保留时间),则我们需要依次打开其它化合物EIC或XIC图。
总离子色谱图(TIC)英文全称为:Total Ion Chromatogram。简单来说就是,把所有化合物的强度进行累加。
例如当 RT = 5 分钟时, m/z1 的强度为 1000,m/z2 的强度为 2000,m/z3 的强度为 1500。因此 RT =5 分钟时,TIC 图中对应的强度为:1000+2000+1500=4500,其他的点以此类推(见图3)。当然如果只有一个离子,那么TIC图与提取离子流图就一致了。由于TIC图给出的是累加信号,因此不适用于对每个分析物进行分析,但是我们可以通过该图看到整个分析过程中全体化合物的其它信息,如每个化合物的保留时间信息。
▲ 图3. TIC是将属于同一扫描的所有质谱峰的强度相加而形成的色谱图。
02SCAN模式下的谱图这意味着,至少有一个质量分析器处于SCAN模式(即扫描模式),其它质量分析器可以处于SIM模式。同样以三重四极杆为例,在子离子(产物)扫描情况下:Q1处于SIM模式,即锁定母离子的m/z;Q3处于SCAN模式,即扫描低m/z到高m/z的一个范围:如m/z=50到m/z=800。此时的m/z变成了一个范围,坐标起点为m/z=50,终点为m/z=800。我们可以近似地理解成我们指定了很多个m/z,且m/z之间的差值非常小(与仪器的分辨率及设置有关,例如扫描速率)。这也可以解释为什么SCAN模式的灵敏度要低于SIM模式(毕竟扫描的m/z非常多)。SCAN模式运行原理如图4所示
▲ 图4. SCAN模式工作示意图
值得注意的是,如果我们双击打开TIC某时刻的谱图,软件会弹出一张质谱图,即每个m/z对应的强度图。这个时候,可以理解成时间固定,横坐标为m/z,纵坐标为强度。类似于我们用针泵进行Q1扫描或者母离子扫描(如果是三重四极杆的话)。
提取离子色谱图(EIC或XIC)若此时我们在软件中选择“提取离子色谱图”,我们会发现,软件要求我们输入m/z的起始值和终值。而不再像之前那样,可以选择特定的m/z值。当然我们也可以选择特定的离子,例如要选择m/z=350,我们可以输入349.5~350.5。分辨率更高的话,可以输入更窄的范围。
注:本文的所有动图均来源于【Scan Mode and SIM Mode : SHIMADZU (Shimadzu Corporation)..】