應(yīng)用紀(jì)要：Arium® Mini Plus超純水在色譜法和質(zhì)譜痕量分析中的優(yōu)勢
在液相色譜的分析方法中，所用溶劑（特別是水）的純度，對于無干擾和可重復(fù)的分析以及分析靈敏度，是一個決定性的因素，特別是在痕量分析的應(yīng)用中。
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《Arium® 用于痕量分析的超純水》應(yīng)用說明研究了采用不同來源的超純水作為洗脫液，進行多項高效液相色譜-二極管陣列檢測器（HPLC-DAD）和質(zhì)譜（MS）系統(tǒng)的實驗，從而證實了Arium® Mini Plus超純水非常適合色譜法和質(zhì)譜（MS）的應(yīng)用。
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Arium® Mini Plus
簡介
在香精香料工業(yè)中，許多產(chǎn)品基于天然原料，在此類原材料的研發(fā)和質(zhì)控中都會使用到常規(guī)分析，例如使用HPLC-DAD在各種樣品中進行香草醛定量，運用液相色譜（LC）系統(tǒng)并與高分辨率飛行時間（TOF）-MS儀器結(jié)合鑒定原始提取物和天然產(chǎn)品中部分未知物質(zhì)的篩選方法。
為了避免高背景噪聲，可購買獲得經(jīng)過特殊處理和過濾純化的不同等級（HPLC和LC–MS級）的超純水或者采用經(jīng)超純水系統(tǒng)純化的水，例如Arium® Mini Plus超純水系統(tǒng)（圖1），來配置HPLC-DAD和MS系統(tǒng)的洗脫液。
使用Arium® Mini Plus制備的超純水
圖1
生產(chǎn)超純水時，可將Arium® Mini Plus（圖1）直接連接到自來水供水源上，然后經(jīng)過兩個階段流程對自來水進行純化。在第一階段中，該系統(tǒng)的隔膜泵使原水從系統(tǒng)入口流過預(yù)處理柱和RO模塊從而生產(chǎn)純水，即反滲透水（RO水）并儲存在水袋中。在第二階段中用另一個泵將純水從水袋中輸送至純化柱，以便制備超純水。在純化期間，電導(dǎo)率儀持續(xù)監(jiān)測超純水的水質(zhì)，以保持0.055μS/cm的電導(dǎo)率（對應(yīng) 18.2 MΩ x cm的電阻率），最終使用終端除菌過濾器分配超純水。該過程如圖 1 的示意圖所示。
材料和方法
水源：
- Arium® Mini Plus系統(tǒng)新鮮制備的超純水
- 兩種經(jīng)過認(rèn)證的可用于LC–MS應(yīng)用的市售純水（LC–MS A級和B級水）
方法：
結(jié)果
UV和MS檢測的背景信號
圖 2 所示為在HPLC–DAD系統(tǒng)（系統(tǒng)1）上進行試運行獲得的色譜圖。在上圖（圖2A）中，疊加三個超純水樣品的色譜圖，并標(biāo)出梯度曲線。在色譜圖上，三種水源均呈現(xiàn)出積累在分離柱上的相似污染物。在灰色部分（45 - 53 min；查看圖 2B 中的放大視圖）中，峰輪廓略有不同。在此處，Arium® Mini Plus水和水B的輪廓相似，而在水A中，檢測到了在其它色譜圖中無法觀察到的污染物。該積累實驗得出可重復(fù)的結(jié)果（n = 5）。
圖4所示為用高分辨率TOF-MS系統(tǒng)執(zhí)行各種超純水樣品的污染物在RP-C18分離柱上的積累，在正模式（ESI+）的電噴霧電離后，在峰輪廓間幾乎看不到任何差異（未顯示數(shù)據(jù)）。相比之下，在ESI-模式下獲得的峰輪廓中可以看到差異。
因此，Arium® Mini Plus水的色譜圖在 22 - 25 min范圍內(nèi)，與市售品牌的瓶裝水相比，污染物峰更少。
圖5所示為使用注射泵將特定水樣直接注入TOF-MS系統(tǒng)后在ESI模式下獲得的色譜圖示例。通過比較，LC–MS級水B和Arium® Mini Plus系統(tǒng)的水顯示潛在干擾離子的信號較少，而LC-MS級水A產(chǎn)生的信號要多得多。在ESI+模式（未顯示數(shù)據(jù)）下也可以觀察到這種情況，并且支持在評估圖 4 所繪色譜圖中所做的觀察。
常規(guī)分析中水源的比較
為檢測常規(guī)分析中不同超純水源的可用性，可將這些水源分別用作樣品色譜運行中的溶劑。
香草精中香草醛的定量
在用甲醇（約1:1,000）稀釋后，通過系統(tǒng)1將三種不同水源分別作為洗脫液的組分來分析香草精。
當(dāng)注射溶液的香草醛濃度約為 4 μg/mL時，得到的色譜圖（圖6A）幾乎是一致的，且香草醛的峰面積完全沒有差異。
但是，如果香草醛的濃度在檢測限（9 ng/mL）范圍內(nèi)，水純度確實起產(chǎn)生影響，背景信號存在顯著差異（圖6B）。鑒于香草醛峰的基線曲線和信噪比（S/N），Arium® Mini Plus水和LC-MS級水B相似，而LC-MS級水A的色譜圖顯示具有更高的基線和更多的潛在干擾峰值。
使用LC-TOF-MS篩選橙油
通過定性篩選法使用高分辨率LC-TOF-MS（系統(tǒng)2）檢測三種水源，以鑒定混合物中的各種化合物。
使用特定類型的橙油作為樣品材料。圖 7 顯示了色譜圖。觀察到在峰高、面積、保留時間和分離方面具有相似的性能。同樣，鑒于基線曲線和信噪比，幾乎看不到任何差異（見圖 7，放大視圖）。
討論
根據(jù)所開展的實驗，可以看出Arium® Mini Plus超純水非常適合色譜法和質(zhì)譜（MS）的應(yīng)用。
與市售瓶裝超純水不同的是，超純水系統(tǒng)能夠新鮮純化所需數(shù)量的水，具有明顯的優(yōu)勢。從經(jīng)濟角度看，這一功能是購買瓶裝超純水的良好替代方案。新鮮純化還可防止水長時間存放在打開的瓶子中，因為存儲在打開瓶子中的水會因吸收實驗室空氣和溶解空氣中的二氧化碳或其它污染物而受到污染。
此外，如果瓶裝水存放較長時間，例如，Na離子會從玻璃瓶溶出，進而導(dǎo)致LC-MS系統(tǒng)的電離過程中形成更多的加合物。因此，用于評估（通常為[M+H]+或[M-H]-）離子的離子產(chǎn)率較低，會對方法的靈敏度產(chǎn)生負(fù)面影響。
在不同色譜技術(shù)中，用Arium® Pro系統(tǒng)制備的新鮮超純水具有高適應(yīng)性，并且在多樣化的應(yīng)用中，這些技術(shù)的使用日益增加，對促進實驗室超純水系統(tǒng)的接受度和普遍度大為有益。
- 將不同水源分別在標(biāo)準(zhǔn)流速且不添加改性劑（ 如甲酸或緩沖液）的條件下通過RP-C18柱，HPLC–DAD法采用時長 40 分鐘，LC–MS法采用時長 16 分鐘。
- 通過 100 %水至 100 %乙腈來梯度洗脫潛在的污染物。在每次運行結(jié)束時，用相應(yīng)水源對色譜柱進行再生。
- 在兩種不同的系統(tǒng)上執(zhí)行這一步驟：HPLC-DAD和LC-TOF-MS，設(shè)備參數(shù)見表1。
表1
結(jié)果
UV和MS檢測的背景信號
圖 2 所示為在HPLC–DAD系統(tǒng)（系統(tǒng)1）上進行試運行獲得的色譜圖。在上圖（圖2A）中，疊加三個超純水樣品的色譜圖，并標(biāo)出梯度曲線。在色譜圖上，三種水源均呈現(xiàn)出積累在分離柱上的相似污染物。在灰色部分（45 - 53 min；查看圖 2B 中的放大視圖）中，峰輪廓略有不同。在此處，Arium® Mini Plus水和水B的輪廓相似，而在水A中，檢測到了在其它色譜圖中無法觀察到的污染物。該積累實驗得出可重復(fù)的結(jié)果（n = 5）。
圖2
圖4所示為用高分辨率TOF-MS系統(tǒng)執(zhí)行各種超純水樣品的污染物在RP-C18分離柱上的積累，在正模式（ESI+）的電噴霧電離后，在峰輪廓間幾乎看不到任何差異（未顯示數(shù)據(jù)）。相比之下，在ESI-模式下獲得的峰輪廓中可以看到差異。
因此，Arium® Mini Plus水的色譜圖在 22 - 25 min范圍內(nèi)，與市售品牌的瓶裝水相比，污染物峰更少。
圖4
圖5所示為使用注射泵將特定水樣直接注入TOF-MS系統(tǒng)后在ESI模式下獲得的色譜圖示例。通過比較，LC–MS級水B和Arium® Mini Plus系統(tǒng)的水顯示潛在干擾離子的信號較少，而LC-MS級水A產(chǎn)生的信號要多得多。在ESI+模式（未顯示數(shù)據(jù)）下也可以觀察到這種情況，并且支持在評估圖 4 所繪色譜圖中所做的觀察。
圖5
常規(guī)分析中水源的比較
為檢測常規(guī)分析中不同超純水源的可用性，可將這些水源分別用作樣品色譜運行中的溶劑。
香草精中香草醛的定量
在用甲醇（約1:1,000）稀釋后，通過系統(tǒng)1將三種不同水源分別作為洗脫液的組分來分析香草精。
當(dāng)注射溶液的香草醛濃度約為 4 μg/mL時，得到的色譜圖（圖6A）幾乎是一致的，且香草醛的峰面積完全沒有差異。
但是，如果香草醛的濃度在檢測限（9 ng/mL）范圍內(nèi)，水純度確實起產(chǎn)生影響，背景信號存在顯著差異（圖6B）。鑒于香草醛峰的基線曲線和信噪比（S/N），Arium® Mini Plus水和LC-MS級水B相似，而LC-MS級水A的色譜圖顯示具有更高的基線和更多的潛在干擾峰值。
圖6
使用LC-TOF-MS篩選橙油
通過定性篩選法使用高分辨率LC-TOF-MS（系統(tǒng)2）檢測三種水源，以鑒定混合物中的各種化合物。
使用特定類型的橙油作為樣品材料。圖 7 顯示了色譜圖。觀察到在峰高、面積、保留時間和分離方面具有相似的性能。同樣，鑒于基線曲線和信噪比，幾乎看不到任何差異（見圖 7，放大視圖）。
圖7
討論
根據(jù)所開展的實驗，可以看出Arium® Mini Plus超純水非常適合色譜法和質(zhì)譜（MS）的應(yīng)用。
與市售瓶裝超純水不同的是，超純水系統(tǒng)能夠新鮮純化所需數(shù)量的水，具有明顯的優(yōu)勢。從經(jīng)濟角度看，這一功能是購買瓶裝超純水的良好替代方案。新鮮純化還可防止水長時間存放在打開的瓶子中，因為存儲在打開瓶子中的水會因吸收實驗室空氣和溶解空氣中的二氧化碳或其它污染物而受到污染。
此外，如果瓶裝水存放較長時間，例如，Na離子會從玻璃瓶溶出，進而導(dǎo)致LC-MS系統(tǒng)的電離過程中形成更多的加合物。因此，用于評估（通常為[M+H]+或[M-H]-）離子的離子產(chǎn)率較低，會對方法的靈敏度產(chǎn)生負(fù)面影響。
在不同色譜技術(shù)中，用Arium® Pro系統(tǒng)制備的新鮮超純水具有高適應(yīng)性，并且在多樣化的應(yīng)用中，這些技術(shù)的使用日益增加，對促進實驗室超純水系統(tǒng)的接受度和普遍度大為有益。
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