恢复质谱灵敏度指标的有效性-安捷伦正在用 IDL 替代信噪比的原因

雾非雾

2014/10/27

私聊

气质联用（GCMS）

除以零永远不会产生有意义的结果。除以零目前仍然是一个根本的问题，它挑战着信噪比（S/N；SNR）指标的有效性，因为超低质谱噪音接近于零。超低噪音是许多因素综合作用的结果：

· 随着仪器设计的不断改进，噪音稳步下降

· 在全新的超净系统中，噪音较低

· 利用 MS/MS 和高分辨质谱的选择性，可以降低噪音

· 纯净的检验样品中不存在来自样品基质的噪音

· 噪音算法不同；现在还没有针对信号峰定义噪音段持续时间，或者噪音段位置的行业标准

· 各供应商通过数字滤波降低噪音的技术也不同

在没有相应减少柱上进样量的情况下，质谱信号的稳步增强已进一步降低了信噪比的有效性。信噪比已最终从上世纪 80 到 90 年代的 10:1，逐步上升到现在的超过 100000:1。因为许多国际监管机构针对测定检测限规定的合适的信噪比为 < 10:1，所以这些极高的信噪比至少是成问题的。

最终要考虑的事实是，信噪比灵敏度指标并非基于统计学，因此不是很科学。例如，虽然当单次随机的进样分析超过公布的指标时，信噪比“通过”的状态得以确认，但此前的进样分析也都是通过的吗？假如并非如此，您是否还有信心确定随后的三次进样分析会满足指标要求？也许通过的进样分析只是因为幸运才超过了指标要求。但显而易见这种状况需要改变。

IDL — 一个基于统计的标准

安捷伦的 gc/MS 和 LC/MS 团队不是试图要“修正”信噪比指标，而是认为是时候采用新的灵敏度评价标准了（图 1）。虽然这种评价标准不同于信噪比，但它是经过时间考验的、基于统计的计算方法，已从上世纪 90 年代早期即被美国 EPA 推广，并被世界上的许多监管机构采纳。因为新的标准是用于评价仪器性能，并不针对完整方法，所以安捷伦采用了仪器检测限 (IDL) 这一术语，而未使用美国 EPA 的术语，即方法检测限 (MDL)。

因为 IDL 是统计导出的（Student t 检验具有 99% 的置信限），所以 IDL 比信噪比更有效。IDL 依据连续进样，而不是单次随机的进样，并且使您可以确认所有部件的性能（自动进样器、色谱仪和质谱仪）。IDL 需要的进样量很低（极低的 fg 级，不是 pg 级），而且更重要的是，IDL 直接与离子的响应值相关。

LC/MS 和 gc/MS 的灵敏度指标

在表 1 中，我们通过不同的样品，展示了 LC/MS 和 gc/MS 的灵敏度指标和 IDL 结果。

三重四极杆液质联用系统指标	6460C	2014年6月推出的 6495A
灵敏度，IDL 正离子，使用利血平	测出 12.5 fg @ 20 fg	测出 0.75 fg @ 1 fg
灵敏度，IDL 负离子，使用氯霉素	测出 12.5 fg @ 20 fg	测出 0.75 fg @ 1 fg

三重四极杆气质联用系统指标	7000C	2014年6月推出的 7010
灵敏度，IDL EI，使用八氟萘	测出 4 fg @ 10 fg	测出 0.5 fg @ 2 fg

表 1.使用利血平、氯霉素和八氟萘的 IDL 测试指标

响应精度是一个重要的指标

对于所有的质谱系统，其基本目标是产生尽量多的离子，并将它们尽量多地传输到检测器。离子响应是质谱灵敏度的真实度量。而且，较高的离子响应对于实现良好的离子统计和最佳的精度是至关重要的。反过来，高精度对于定量分析（峰面积和峰高）和定性分析（稳定的谱图响应、稳定的 SIM，或者 MS/MS 离子比）都是有益的。对于信噪比来说，除以接近零的超低噪音会隐藏低离子响应问题。精度和 IDL 是仪器安装时更好的灵敏度测试手段，并且精度在正常运行期间可继续提供有价值的仪器性能信息。

采用更高的标准来确认最高的性能

对于基线中包含明显基质噪音的实际样品分析，信噪比仍将是一个有价值的评价标准。对于解决复杂基质分析问题的高选择性 MS/MS 和高分辨方法，它也是适用的。但对于仪器的安装核查，安捷伦推荐使用 IDL 指标，以保证您全新 gc/MS或 LC/MS 系统的最佳性能 — 一种基于统计的保证，见图 2。IDL 不仅仅是一种“出厂指标”。在您安装仪器时，应通过 IDL 确证系统每个部件的性能：来自最佳系统的最低 IDL 支持您实现最佳的科学研究。