Il sistema API 2000TM LC/MS/MS aumenta il potere e il rendimento della spettrometria di massa con triplice quadrupolo
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Ad una pressione atmosferica di ionizzazione API 2000/ 3000 si interfaccia il proprio spray con un angolo a 45 ° rispetto al piatto dell’orifizio e al curtain gas (disegnato verticalmente nel tipo 000 e orizzontalmente nel 3000). Su un API 4000 si deve interporre il proprio spray ortogonalmente ad un angolo cioè, di 90° rispetto all’orificio conico di uscita e alla piastra del curtain gas.Entrambi API 2000 e 3000 hanno un anello di focalizzazione e non sono in ceramica, con un riscaldamento integrato nel tipo 2000, ma non nel 3000.
Nei sistemi 3000/2000 la curtain plate, e l’assemblaggio dell’orificio non sono avvitati allo skimmer insieme, e non sono a sgancio rapido a differenza del 4000 in cui l’interfaccia è fatta di materiale ceramico inerte, con riscaldamento integrato che consente una più facile manutenzione .
L’orifizio in un API4000 è più largo che nei precedenti sistemi (ID 320 µm) e ne risulta un incremento fondamentale per la turbo pompa ad interfaccia più grande e non c’è necessità di un anello focalizzatore, poiché, la superficie è conica e il Q0 vi si conforma, contribuendovi altresì la distanza tra l’orificio e lo skimmer; e infine la lente Q0 è molto più piccola che negli altri sistemi.
Quando la corrente del gas viaggia dall’atmosfera al vuoto la corrente si espande e il flusso aumenta la sua velocità oltre quella del suono (Mach disk). Al bordo del cono di espansione del gas, la pressione è più alta. Se l’orificio è appena bloccato, lo spray e il cono del gas simmetricamente è non più allargato intorno all’orificio, ma lo è ancora rispetto all’asse della zona di alta pressione; allora in sostanza il cono si trova più in linea con la rotaia del quadrupolo e si osserva uno stato pressorio più altamente dettagliato.
Sull’asse della regione di campionatura dei sistemi 3000/2000, lo spazio di distanza tra la piastra dell’orificio e lo skimmer è più larga richiedendo un anello di focalizzazione per mantenere uno stretto fascio di ioni,
dissimile da quello del sistema 4000. (Module 3 Théorie A Support Specialist Approach, diap. 100/146, AB Applied Biosystems 2006. Advanced Instrument Optimisation and Theory in LC-MS/MS Quantitation. MDS SCIEX.)
[Nella trattazione dei Materiali e dei Metodi facciamo cenno al sistema API 3200 in dotazione al nostro laboratorio. (3200 QTRAP® LC/MS/MS System, Hardware Guide, D1000092202C, Release Date: July
2011)
Collisional Focusing
Gli ioni in uscita dallo skimmer vengono raffreddati e focalizzati nel Q0. Per la presenza di azoto (Curtain Gas) in una certa percentuale, aumenta la pressione che favorisce la trasmissione degli ioni nel Q1.
Mentre Yost and Enke erano responsabili della presentazione iniziale della tecnica con il triplice quadrupolo alla comunità analitica nel 1979, fu lo sforzo combinato di Don Douglas (Sciex) and Barry French, Università di Toronto (Aerospace Studies) ( http://www.nserc-crsng.gc.ca/_doc/Reports-Rapports/resbus_e.pdf) che risultò notevole in questo, e piuttosto spettacolare. (http://www.sciencedirect.com/science/journal/10440305) (Journal of the American Society for Mass Spectrometry), nel 1992. Riguardo poi al nascente progetto, nell’impeto di un futuro sviluppo del triplice quadrupolo della Sciex, tale risultato era piuttosto inaspettato. Ci si attendeva infatti che, sebbene spargendo la perdita delle sezioni X in quadrupoli a radiofrequenze, essa sarebbe stata piuttosto piccola (2A2) ad alta pressione, ci si poteva attendere tuttavia una certa perdita di ioni. Comunque, dall’ispezione del rapporto tra la pressione del gas in un sistema a radiofrequenza ad un solo quadrupolo e la risposta di uno MS, Douglas e French si accorsero facilmente che aumentando la pressione del gas ne risultava un concomitante aumento nella efficienza di trasmissione degli ioni; circa 70x tra 7-8 mTorr. Tale aumento di efficienza nella trasmissione in funzione della pressione si osservava soltanto a basse energie di iniezione (1-30 eV). I suddetti fenomeni furono attribuiti ad un effetto focalizzatore collisionale, analogo allo smorzarsi delle traiettorie ioniche, sia in senso assiale che radiale in una trappola ionica.
Comunque, nel caso del quadrupolo lineare, tale focalizzazione si manifestava principalmente nello smorzamento radiale del movimento ionico. Si notò insomma che ad alte energie di iniezioni, la trasmissione cadeva; se la tecnica è efficiente, le collisioni sono sufficientemente energetiche per spingere gli ioni fuori del quadrupolo.
Era noto che ad alte energie d’iniezione, cadeva l’efficienza di trasmissione; in luogo della supposizione di una messa a fuoco collisionale, ad alte energie d’iniezione le collisioni sono sufficientemente energiche per far
disperdere gli ioni fuori del quadrupolo, o per condurre possibilmente ad un evento CAD (Collision activated dissociation).
Come in una trappola per ioni, esattamente come indicano le curve di arresto, l’effetto di messa a fuoco collisionale ha una netta conseguenza sulla distribuzione assiale KE. Mentre questo lavoro iniziale migliorava drammaticamente l’efficienza di trasmissione di una semplice guida del quadrupolo RF [o rf = radiofrequenza], esso risultava significativo esclusivamente per il campionamento di ioni generati a pressione atmosferica.
Le idee e le conclusioni raggiunte da Douglas e French, giuocherebbero un ruolo maggiore nel disegno di nuova generazione di Sciex’s, per le celle ad alta pressione di collisione”. (http://www.chem.agilent.com/Library/brochures/5989-4894_ITE.pdf)
«Il quadrupolo può essere usato in 2 modalità : nella SIM (single ion monitoring ) o per Scan. La modalità SIM è anche detta SIR (single ion recording).
Nella modalità SIM, i parametri (ampiezza della corrente alternata [dc] e del voltaggio RF) sono modulati per osservare una specifica massa, o una selezione di masse specifiche. Codesta modalità fornisce la più alta sensibilità agli utenti interessati per la ricerca di specifici ioni o di frammenti, poiché si può impiegare più tempo per studiare ogni massa. Questo tempo può essere regolato; esso si chiama “dwell time”, cioè, “tempo di sosta” o di permanenza» nel quadrupolo. (http://chemweb.ucc.ie/mass%20spec/MS%20summary.pdf., p. 11.)
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Applied Biosystems — Advancing Quality Science
© 2006 Applied Biosystems DP FP EP CEP LINAC™ (CE) CXP
DP = Declustering potential (orifice plate) FP = Focusing Potential (focusing ring) EP = Entrance Potential (Q0 lens)
Lens of the Quadrupole rail
Interface lens
CE = Collision energy CXP = Cell Exit Potential CEP = Cell Entrance potential
Voltages (lens) Tuned by Autotune Software - Compound dependent parameters on an API 2000™ LC-MS/MS system
(Module 3 Théorie A Support Specialist Approach, diap. 119/146, AB Applied Biosystems 2006. Advanced Instrument Optimisation and Theory in LC-MS/MS Quantitation. MDS SCIEX