Czym różnią się technologie potrójnego kwadrupola, QqQ oraz QTOF w analizie?

Najkrócej: QqQ (potrójny kwadrupol) służy głównie do ilościowej, bardzo czułej i selektywnej analizy znanych związków, a QTOF (kwadrupol + TOF) do wysokorozdzielczej identyfikacji jakościowej, w tym nieznanych składników, dzięki dokładnemu pomiarowi masy i bogatym widmom fragmentacyjnym. Poniżej wyjaśniamy, skąd biorą się te różnice i kiedy każda z technologii jest najlepszym wyborem.

Przeczytaj również: Nowoczesne metody nauczania w edukacji

Budowa i zasada działania: QqQ kontra QTOF

Potrójny kwadrupol (QqQ) składa się z trzech analizatorów kwadrupolowych: Q1 – filtruje jon o wybranym m/z, q (komórka zderzeń) – fragmentuje wybrany jon, Q3 – analizuje fragmenty. Taki układ w trybie MS/MS precyzyjnie przepuszcza tylko pożądane jony, minimalizując szum tła i zwiększając czułość.

Przeczytaj również: Najczęstsze błędy w kraulu, które wpływają na prędkość pływania

QTOF łączy kwadrupol (Q) do selekcji lub skupiania jonów z analizatorem czasu przelotu (TOF), który mierzy masy z wysoką rozdzielczością i dokładnością. W MS/MS Q wybiera prekursor, a TOF rejestruje pełne, wysokorozdzielcze widmo fragmentów, co sprzyja identyfikacji strukturalnej i pracy z mieszaninami.

Różnice w trybach pracy MS/MS i konsekwencje dla danych

W QqQ kluczowe są tryby MRM/SRM (monitorowanie reakcji wybranych): Q1 wybiera jon macierzysty, q generuje fragmenty, Q3 przepuszcza tylko wybrane jony potomne. Efekt: wyjątkowo wysoka selektywność i czułość oraz niskie granice oznaczalności w analizie ilościowej.

W QTOF MS/MS rejestrujemy pełne widmo fragmentacyjne o wysokiej rozdzielczości. To bogatsza informacja: można wykryć współwystępujące izomery, nieznane domieszki, ustalić wzór sumaryczny z dokładnością masy. Czułość bywa niższa niż w QqQ, ale za to zyskujemy dane jakościowe i identyfikacyjne o szerokim zakresie.

Wydajność, czułość i rozdzielczość – co realnie zyskujesz?

QqQ maksymalizuje transmisję wybranych jonów i tłumi tło, dlatego zapewnia najniższe LOD/LOQ oraz szybkie czasy analiz. To standard w rutynowych metodach, gdzie liczy się dokładność ilościowa i powtarzalność.

QTOF oferuje wysoką rozdzielczość i dokładność masy, co minimalizuje błędną identyfikację i pozwala odróżniać gatunki o zbliżonych m/z. Kompromisem jest zwykle niższa czułość w porównaniu z QqQ w trybie MRM oraz większe wymagania obliczeniowe i czas na interpretację.

Dobór technologii do zastosowania: praktyczne scenariusze

Jeśli potrzebujesz potwierdzić ilościowo znane anality z najlepszą czułością – wybierz QqQ. Gdy kluczowe jest wykrycie i identyfikacja nieznanych składników, zanieczyszczeń czy metabolitów – optymalny będzie QTOF.

• QqQ w praktyce: toksykologia i dopingi (MRM dla paneli analitów), kontrola żywności (pozostałości pestycydów), farmacja (bioanaliza PK), kryminalistyka (celowane panele substancji).
• QTOF w praktyce: metabolomika i proteomika (profilowanie, biomarkery), badania narażeniowe (suspect/non-target screening), identyfikacja nieznanych zanieczyszczeń i produktów degradacji.

Selektywność vs informacja: jak czytać widma i raporty?

QqQ w MRM dostarcza pary przejść prekursor–produkt o znanych energiach zderzeń. Kryteria zgodności (czas retencji, stosunki jonów przejścia) dają pewne potwierdzenie związku i solidną kalibrację ilościową.

QTOF zapewnia dokładność masy prekursorów i fragmentów (ppm), generuje bogate biblioteki widm i wspiera wyznaczanie formuł chemicznych. To podstawa do wnioskowania o strukturze, śledzenia izotopów i wykrywania artefaktów matrycy.

Aspekty metodyczne: walidacja, matryca i przepływ pracy

Dla QqQ: kluczowe są optymalizacja przejść MRM, czasy okien, dwell time i kolizje, by osiągnąć stabilną walidację (liniowość, powtarzalność, odzysk). Metody są szybkie, tanie w eksploatacji i odporne na złożone matryce.

Dla QTOF: priorytetem jest stabilny lock-mass, kalibracja i kontrola rozdzielczości. Workflow obejmuje wyszukiwanie cech (feature finding), dekonwolucję, dopasowanie do baz i adnotację poziomu pewności. Więcej danych – więcej mocy interpretacyjnej, ale też większe wymagania QA/QC.

Hybrydy i warianty: kiedy warto pójść krok dalej?

Istnieją rozwiązania łączące zalety obu światów. QqTOF łączy precyzyjną selekcję jonów w kwadrupolu z wysokorozdzielczym TOF do identyfikacji. QTRAP to odmiana QqQ z pułapką jonową, która zwiększa czułość i elastyczność eksperymentów (np. skany produkowe i prekursorskie) przy zachowaniu możliwości MRM.

Jak wybrać instrument do swojego laboratorium?

Zadaj trzy pytania: Jak często mierzysz znane vs nieznane? Jakie są wymagane LOQ i tolerancje? Jaki jest docelowy przepływ próbek? Jeśli dominują rutynowe panele i ścisła ilościówka – QqQ będzie efektywniejszy. Jeśli priorytetem jest odkrywanie, potwierdzanie struktur i pełne profilowanie – wybierz QTOF.

Podsumowanie różnic – w jednym zdaniu

QqQ to mistrz ilościowej czułości i selektywności, a QTOF to lider rozdzielczości i identyfikacji jakościowej; wybór zależy od celu analizy, limitów oznaczalności i stopnia niepewności co do składu próbki.

Chcesz dobrać najlepszy system do aplikacji?

Skontaktuj się z nami – pomagamy w doborze konfiguracji LC/GC-MS dla przemysłu i laboratoriów badawczych. Zobacz rozwiązania: potrójny kwadrupol QqQ GC-QTOF LC-QTOF.