在2010年，島津推出液相色譜串聯質譜LC-MS/MS儀器時就提出了UFMS（Ultra-Fast Mass Spectrum）理念，具體表現在極性切換時間以及掃描速度兩項指標。島津LCMS-8030，15ms極性切換時間以及15000 Da/s掃描速度已是當時業內優異的指標。隨著技術不斷進步，目前島津液相色譜串聯質譜LC-MS/MS極性切換時間可達5 ms，掃描速度為30000 Da/s。那么，如何正確理解極性切換時間及掃描速度這兩項指標，它們對于實驗到底能帶來哪些好處？隨本文來一探究竟。

極性切換時間解讀

? 島津液相色譜串聯質譜LC-MS/MS極性切換時間指標

1.基本概念：在一個掃描事件中有正負離子同時檢測時，質譜的工作模式是先完成所有正離子化合物的掃描再切換至負模式掃描，而非頻繁間隔極性切換。在一個完整的掃描循環中，電壓共切換兩次（正模式切換至負模式 & 負模式恢復到正模式，見圖1）

圖1

2.循環時間Cycle Time = n*駐留時間Dwell Time + (n-1)延遲時間Delay Time + 2*極性切換時間Polarity Switching Time 【注：n=MRM通道數，循環時間Cycle Time為單次掃描完所有離子所需要的時間，延遲時間Delay Time為掃描不同MRM通道不同電壓間切換所需時間，固定值】

3. 應用案例介紹：點擊此處打開

從20 ms到50 ms，不同極性切換時間比較：當循環時間為400 ms，65組MRM同時測定時，駐留時間（藍色）、延遲時間（紅色)，極性切換時間（綠色）的比例（見圖2）

圖2

當極性切換時間為5 ms:  每個離子的駐留時間325/65=5.00 ms

當極性切換時間為20 ms: 每個離子的駐留時間 295/65=4.53 ms

當極性切換時間為50 ms: 每個離子的駐留時間 235/65=3.61 ms

結論：當循環時間Cycle Time一定時，越快的極性切換時間Polarity Switching Time能為每個MRM通道提供更充裕的駐留時間Dwell Time，從而提升靈敏度。

4. 極性切換時間對掃描點數帶來的影響

繼續用上述案例介紹：點擊此處打開

4.1 設置駐留時間Dwell Time為*值5 ms，計算不同極性切換時間Polarity Switching Time對應的循環時間Cycle Time，從而考察對色譜峰點數Peak Points的影響。    

4.2 根據公式：循環時間Cycle Time = n*駐留時間Dwell Time + (n-1)延遲時間Delay Time + 2*極性切換時間Polarity Switching Time可計算出不同極性切換時間所對應的循環時間（圖3）【注：駐留時間Dwell Time=5 ms；延遲時間Delay Time=1 ms】

4.3 根據公式：色譜峰掃描點數Peak Points = 色譜峰寬Peak Width ÷ 循環時間 Cycle Time可計算出不同循環時間所對應的掃描點數（圖3）【注：色譜峰寬按照常見UPLC色譜柱8 s為例】

圖3

結論：當駐留時間Dwell Time一定時，越快的極性切換時間Polarity Switching Time可以獲得更快的循環時間Cycle Time，從而獲得更多的色譜峰掃描點，使得實驗結果的穩定性更加可靠。

5. 答疑解惑：相對于單一模式采集數據的方式，當使用正負極性切換模式采集數據時，是否會犧牲靈敏度？

答：使用正負極性切換模式與單一模式采集可獲得同樣的靈敏度，靈敏度并不會出現明顯損失。（見圖4）

圖4

掃描速度解

? 島津液相色譜串聯質譜LC-MS/MS掃描速度指標

? 應用案例介紹

1. 基于島津LCMS-8060檢測多農藥殘留，利用正負極性切換掃描模式掃描，同時發揮出島津LCMS-8060 30000 Da/s的超快掃描速度優勢，建立了共1919 個MRM Transitions選擇離子通道的檢測方法。（見下圖5）

圖5

2. 在保留時間6.45至6.60 min，9 s范圍內，共流出25種農藥化合物。得益于島津LCMS-8060超快的掃描速度， 25種農藥化合物峰面積的RSD<3%（見圖6）

圖6

結論：

1. 在色譜峰寬，循環時間cycle time一定的前提下，越快的掃描速度意味著可以得到更多的掃描點。

2. 在色譜峰寬恒定的前提下，越快的掃描速度意味著在共流出時可以檢測到更多的化合物。

總結

島津液相色譜串聯質譜LC-MS/MS*的UFMS設計理念可以提供快速的極性切換時間和掃描速度。當實驗操作人員利用正負切換掃描模式分析多MRM通道及多共流出化合物時，越快的極性切換時間和掃描速度可以獲得更好的靈敏度及更優異的穩定性表現。