同位素內(nèi)標(biāo)技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的定量分析技術(shù),它通過使用穩(wěn)定同位素作為內(nèi)標(biāo),來提高分析結(jié)果的精確度和準(zhǔn)確度。同位素是指具有相同原子序數(shù)(即原子核中質(zhì)子的個(gè)數(shù)相同),但質(zhì)量數(shù)不同的原子核。同位素之間的差異主要體現(xiàn)在質(zhì)量上,因此同位素可以作為質(zhì)量標(biāo)記物質(zhì)。
在同位素內(nèi)標(biāo)技術(shù)中,同位素被用作參考物質(zhì),通過與待測樣品進(jìn)行比較,可以準(zhǔn)確測量出待測樣品中目標(biāo)物質(zhì)的含量。這種技術(shù)利用了同位素標(biāo)記化合物的特殊性質(zhì),將標(biāo)準(zhǔn)品(同位素內(nèi)標(biāo)物)與分析樣品混合。這些同位素內(nèi)標(biāo)物與對應(yīng)的未標(biāo)記物(即目標(biāo)分析物)在物理化學(xué)性質(zhì)上相似,但在質(zhì)譜檢測中能夠產(chǎn)生顯著的差異,從而允許研究人員準(zhǔn)確地區(qū)分并定量目標(biāo)分析物。
1、內(nèi)標(biāo)物的選擇
純度與豐度:同位素內(nèi)標(biāo)物的純度一般應(yīng)≥98%,常以色譜純度衡量,如LCMS/MS、GCMS、HPLC等方法,若產(chǎn)品吸收或MS信號較弱,也可使用NMR檢測等。同位素產(chǎn)品的豐度也應(yīng)≥98%。
穩(wěn)定性:選擇化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易發(fā)生分解或化學(xué)反應(yīng)的同位素內(nèi)標(biāo)。例如,13C和15N標(biāo)記的化合物穩(wěn)定性較好,而活潑氘(2H)取代的同位素產(chǎn)品在某些情況下可能不穩(wěn)定,如氨基、羧基、羥基上的氫被氘取代的內(nèi)標(biāo),這些活潑氘極易被交換為氫,除非實(shí)驗(yàn)有特殊需求,一般不選擇此類內(nèi)標(biāo)。
結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似性:理想的同位素內(nèi)標(biāo)應(yīng)與分析物具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和色譜行為,這樣在樣品處理和分析過程中才能與分析物有相似的反應(yīng)和表現(xiàn),減少誤差。例如,在液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)分析中,內(nèi)標(biāo)與分析物應(yīng)具有相近的保留時(shí)間、離子化效率和質(zhì)譜響應(yīng)特性。
基質(zhì)效應(yīng):考慮基質(zhì)對內(nèi)標(biāo)和分析物的影響,盡量選擇受基質(zhì)效應(yīng)影響小的內(nèi)標(biāo)。如果無法避免基質(zhì)效應(yīng),應(yīng)選擇與分析物受基質(zhì)效應(yīng)影響相似的內(nèi)標(biāo),以便準(zhǔn)確校正??梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)比較不同內(nèi)標(biāo)在基質(zhì)中的表現(xiàn),選擇適合的內(nèi)標(biāo)。
2、內(nèi)標(biāo)濃度的確定
交叉信號:內(nèi)標(biāo)對分析物的信號貢獻(xiàn)不應(yīng)超過定量下限響應(yīng)的20%,分析物對內(nèi)標(biāo)的信號響應(yīng)不超過內(nèi)標(biāo)響應(yīng)的5%。當(dāng)內(nèi)標(biāo)和分析物之間存在干擾和交叉信號時(shí),不合適的內(nèi)標(biāo)濃度可能導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)曲線非線性,影響定量結(jié)果的準(zhǔn)確性。對于無干擾和交叉信號的情況,內(nèi)標(biāo)濃度建議在40%ULOQ以上;對于有干擾但可接受的情況,內(nèi)標(biāo)濃度建議為70%ULOQ濃度以上。
檢測靈敏度:根據(jù)分析方法對內(nèi)標(biāo)和分析物的檢測靈敏度來確定內(nèi)標(biāo)濃度。當(dāng)內(nèi)標(biāo)靈敏度較高時(shí),其濃度可以相對較低;反之,則應(yīng)使用高濃度的內(nèi)標(biāo)以保證足夠的信噪比,減少隨機(jī)噪聲的影響。
基質(zhì)效應(yīng):基質(zhì)效應(yīng)會(huì)影響內(nèi)標(biāo)和分析物的響應(yīng)信號,因此內(nèi)標(biāo)濃度的選擇應(yīng)盡量模擬分析物在基質(zhì)中的濃度。一般來說,一個(gè)合格的標(biāo)曲范圍上1/3到2/3的濃度區(qū)間段很重要,基本能覆蓋實(shí)際要檢測的樣品濃度,所以在選擇內(nèi)標(biāo)濃度時(shí),應(yīng)盡可能參考實(shí)際樣品中分析物的濃度范圍。
3、實(shí)驗(yàn)操作過程
準(zhǔn)確添加:在樣品前處理過程中,要準(zhǔn)確、精確地添加內(nèi)標(biāo),確保內(nèi)標(biāo)與樣品充分混合均勻??梢允褂靡埔浩鳌⒓訕悠鞯染軆x器進(jìn)行添加,并嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致內(nèi)標(biāo)添加量不準(zhǔn)確或混合不均勻。
避免污染:防止內(nèi)標(biāo)受到污染,因?yàn)榧词故俏⒘康奈廴疚镆部赡苡绊憙?nèi)標(biāo)的純度和準(zhǔn)確性,進(jìn)而影響分析結(jié)果。在儲(chǔ)存、使用和處理內(nèi)標(biāo)的過程中,要保持環(huán)境的清潔衛(wèi)生,使用干凈的容器和試劑,避免與其他物質(zhì)接觸。
穩(wěn)定性監(jiān)測:定期監(jiān)測內(nèi)標(biāo)的穩(wěn)定性,確保其在儲(chǔ)存和使用過程中沒有發(fā)生降解、分解或其他變化。可以通過分析內(nèi)標(biāo)的色譜圖、質(zhì)譜圖、信號強(qiáng)度等參數(shù)來判斷其穩(wěn)定性,如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)標(biāo)不穩(wěn)定,應(yīng)及時(shí)更換新的內(nèi)標(biāo)溶液。
4、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析
校正因子的確定:通過分析已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品,確定內(nèi)標(biāo)對分析物的相對響應(yīng)因子(校正因子),用于校正分析物在不同樣品中的含量。校正因子的準(zhǔn)確性直接影響定量結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此在建立分析方法時(shí)應(yīng)仔細(xì)測定校正因子,并在實(shí)際樣品分析中正確應(yīng)用。
質(zhì)量控制:在數(shù)據(jù)分析過程中,要進(jìn)行質(zhì)量控制,檢查內(nèi)標(biāo)和分析物的信號強(qiáng)度、峰形、保留時(shí)間等參數(shù)是否符合要求,剔除異常數(shù)據(jù)。同時(shí),可以使用標(biāo)準(zhǔn)曲線、回收率試驗(yàn)、精密度試驗(yàn)等方法評估分析方法的準(zhǔn)確性和可靠性。
結(jié)果解釋:在解釋分析結(jié)果時(shí),要考慮內(nèi)標(biāo)的使用情況和可能存在的誤差來源。由于同位素內(nèi)標(biāo)法是一種相對定量方法,分析結(jié)果通常以相對于內(nèi)標(biāo)的含量或濃度表示,因此在比較不同樣品或不同批次的分析結(jié)果時(shí),要注意內(nèi)標(biāo)的差異和實(shí)驗(yàn)條件的一致性。