IDL và S/N: Thông số nào quan trọng?

Quyết định để lựa chọn hệ thống LC/MS/MS phù hợp

1. Giới thiệu

Khi so sánh các hệ thống LC-MS/MS trên thị trường, người sử dụng thường tập trung vào hai thông số quen thuộc:

• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N)
• Giới hạn phát hiện của thiết bị (IDL)

Đây đều là những chỉ số quan trọng, thường được các hãng công bố trong brochure với các giá trị rất ấn tượng, chẳng hạn như S/N đạt hàng triệu hoặc IDL ở mức femtogram.

Vấn đề đặt ra là: liệu các thông số này có thực sự phản ánh đúng hiệu năng thiết bị trong điều kiện phân tích thực tế hay không? Và giữa IDL và S/N, đâu là thông số đáng tin cậy hơn để lựa chọn hệ thống LC-MS/MS?

2. Thông số tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N)

– S/N là tỷ lệ giữa tín hiệu của chất phân tích và nhiễu nền xung quanh peak. Trong thực tế, chiều cao peak thường được xem là tín hiệu, còn dao động của baseline được xem là nhiễu.

=> Đây là phương pháp đơn giản, trực quan và dễ áp dụng, do đó S/N trở thành thông số phổ biến nhất để thể hiện độ nhạy của thiết bị.

Tuy nhiên, S/N tồn tại nhiều hạn chế. Giá trị này phụ thuộc vào cách chọn vùng nhiễu, độ rộng peak và thuật toán xử lý tín hiệu. Chỉ cần thay đổi vùng baseline, giá trị S/N có thể thay đổi đáng kể mà không có sự khác biệt về tín hiệu thực.

Ngoài ra, S/N thường chỉ được xác định từ một lần tiêm duy nhất. Điều này có nghĩa là kết quả chỉ dựa trên một phép đo (n = 1), không phản ánh được độ lặp lại của hệ thống.

1 pg reserpine hoặc chloramphenicol thường được sử dụng làm chuẩn hiệu năng để xác định độ nhạy của hệ thống.

Trong thực tế, các chất chuẩn như reserpine (mode dương) hoặc chloramphenicol (mode âm) thường được sử dụng để xác định S/N. Tuy nhiên, hiện chưa có một phương pháp chuẩn hóa thống nhất để tính toán S/N trong khối phổ.

Một ví dụ về việc xác định tỷ số S/N sai lệch được minh họa ở đây, trong đó vùng nhiễu được chọn là cực kỳ hẹp và có lẽ không đại diện cho nhiễu thực tế.

3. Thông số giới hạn phát hiện của thiết bị (IDL)

Trong khi đó, thông số IDL được định nghĩa là lượng chất nhỏ nhất mà thiết bị có thể phát hiện với ý nghĩa thống kê, và được xác định dựa trên nhiều lần tiêm lặp. IDL phản ánh không chỉ khả năng phát hiện tín hiệu mà còn đánh giá độ ổn định và khả năng lặp lại của hệ thống LC-MS/MS.

IDL = t × RSD × C

Trong đó:

• t là hệ số Student với mức tin cậy 99%;
• RSD là độ lệch chuẩn tương đối của tín hiệu;
• C là nồng độ hoặc lượng chất;

Ví dụ: khi tiêm lặp 10 lần chất chuẩn chloramphenicol ở mức 5 fg, với RSD là 8.9% và t = 2.821, giá trị IDL được tính là:

Vậy IDL =  2.821 × (8.9 %/100 %) × 5 fg = 1.25 fg

Do đó, lượng chloramphenicol lớn hơn hoặc bằng 1.25 fg có thể phát hiện và phân biệt với nhiễu nền với mức xác suất là 99%.

4. Vì sao thông số IDL là thước đo tốt hơn để đánh giá độ nhạy

• S/N vẫn là một thông số hữu ích trong việc đánh giá nhanh chất lượng tín hiệu hoặc so sánh trong cùng điều kiện đo. Tuy nhiên, khi sử dụng để so sánh giữa các thiết bị hoặc làm cơ sở lựa chọn hệ thống, S/N có nhiều hạn chế và dễ gây hiểu nhầm.
• IDL tuân theo hướng dẫn của nhiều tổ chức uy tín. IUPAC, EPA và nhiều tổ chức khác đều sử dụng các phép tính tương tự để xác định giới hạn phát hiện cho các phương pháp phân tích.
• IDL dựa trên một công thức thống kê đã được thiết lập rõ ràng. Với mức tin cậy 99%, phân bố Student t được áp dụng cho độ chính xác của diện tích pic (RSD) từ 10 lần tiêm lặp liên tiếp để tính IDL. So với S/N chỉ tiêm 1 lần thì IDL được tiêm từ 10 lần tiêm lặp phản ánh đúng thực tế hơn.

Xem thêm: SCIEX 7500+ điểm mạnh và so sánh

What’s the most meaningful standard for mass spectrometry

———————————————————————————————————–

Quý khách hàng cần hỗ trợ tư vấn sản phẩm SCIEX, liên hệ VIỆT NGUYỄN.