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
應用優勢
這款新型的串聯四極桿質譜系統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™ 的聯合使用
ACQUITY UPLC ®
ACQUITY UPLC BEH 色譜柱化學品
關鍵詞
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
對生物體液中的藥物進行準確定量有助于準確測定藥物的藥代動力學參數。低暴露量組織樣品中的化合物（如：吸入型藥品或強代謝型藥品）需要靈敏度非常高的分析，才可準確地確定藥代動力學曲線的消除相。這對于現代的 LC/MS/MS 儀器靈敏度而言無疑是個挑戰。
Xevo TQ-S 是一款超高靈敏度的串聯四極桿質譜儀。它具備以創新離軸離子源設計為特色的 StepWave 離子傳輸技術。這項設計顯著提高了從離子源到四極桿分析器的離子傳輸效率，同時其離軸離子通路還可將中性污染物排除。這兩個特點的結合大幅度增加了 LC/MS/MS 系統的靈敏度。
本應用紀要中 ， 我們對 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行了描述 ， 這些藥物均為吸入型藥物 ， 且在人體循環系統中表現為極低水平的濃度。 Xevo TQ-S 的數據高捕獲率特性可允許快速收集大量的多反應監測（ MRM ）遷移離子，并同時采集全掃描 /MRM 數據。
實驗
色譜條件
液相色譜（ LC ）系統： ACQUITY UPLC （二元溶劑管理系統、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
進樣量： 10 微升
質譜條件
質譜系統： Xevo TQ-S 和 Xevo TQ 于電噴霧正離子模式下操作
MRM 數據采集： 501 => 292.95 氟替卡松
416.15 => 380 沙美特羅
電壓 ： 每個質譜儀及錐孔氣流的毛細管、錐孔和碰撞電壓都進行了最優化
源溫度： 140 °C
脫溶劑溫度： 625 °C
噴霧氣體流量： 1200 升 / 小時
數據管理
MassLynx 4.1
使用 TargetLynx 應用管理系統進行定量分析
結果和討論
憑借從背景噪聲中對目標峰的識別能力，對生物體液中的藥物化合物進行精確定量。 Xevo TQ-S 中的 StepWave 源專為優化這項功能而設計。它包括兩個差分抽取的離子傳輸階段；兩個階段均啟用了 T-Wave 1 技術（多層環 RF 裝置）。當離子束通過源抽樣孔時，離子束會進行一定程度的擴散。因 StepWave 的進口設計得足夠大，它可以有效地捕獲擴散離子云中的所有離子。第一階段的設計確保了所有離子均有效聚集并進入第二階段。這項離軸設計確保了進入到源抽樣孔的中性物質主動從系統中排出（如圖 -2 所示）。
在圖 -2 中，我們可以看到：當離子云進入 MS 遷移區時是如何擴散的，而之后當其轉移到四極桿分析器區時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離軸通路而被排出丟棄。這大大提高了檢測限，使生物分析學者們可對血漿、血清和尿液的分析組分在曾經無法達到的水平下進行定量分析。
通過這項 StepWave 設計，根據所分析的化合物，我們發現靈敏度竟增加了約 10 ~ 25 倍。例如：治療哮喘和鼻炎的現代藥物（如： β 2 激動劑和類固醇激素類藥物）不會進入到循環系統且通常都是經吸入給藥。這些藥物化合物被有意使得在人體全身系統中以極低濃度水平存在，因此適合使用 Xevo TQ-S 系統進行分析。
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。
圖 -1 中所示數據顯示：使用 Xevo TQ-S 對丙酸氟替卡松進行分析時靈敏度增加；圖 -3 中的數據顯示：對沙美特羅琥珀酸鹽分析所獲取的峰值響應增加。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上的總體增加水平。這里我們可以看到，峰值響應增加了 12~25 倍不等。
除了增加峰靈敏度之外，還有其他優點。更大的峰值響應使所述的檢測限無需復雜的方法開發即可獲取，從而使方法開發速度更快。峰高的增加還能更加簡化峰的積分，使一般應用情況下的分析重現性更好。
結論
Xevo TQ-S 中的 StepWave 離子傳輸 技術顯著提高了離子源中離子抽樣的效率。其創新的離軸幾何學設計還可阻止您不需要的中性化合物進入儀器的分析器階段。這項新的設計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限水平
* 加速方法開發
* 簡化峰的積分
* 更好的分析重現性
1 此處描述的行波設備與美國專利 5206506; 1993 中 Kirchner 所描述的類似。
Waters 、 ACQUITY UPLC 和 UPLC 是沃特世公司的注冊商標。 Xevo 、 StepWave 、 T-Wave 、 MassLynx 、 TargetLynx 和 The Science of What’s Possible 是沃特世公司的商標。所有其他商標屬于各自所有者。
