羟基多环芳烃的电喷雾电离离子阱串联质谱检测
一种用高效液相色谱-电喷雾／串联质谱(HPLC-ESI／MSn)定量检测植物组织中微量1-氨基环丙烷-1-羧酸(A
．
在 植 物 生 长 发育 中 的作 用 都 有 意 义 。
材 料 与 方 法
１仪 器 、试 剂和 材 料
仪 器有 美 国 ＤＥ Ａ ＸＰ
ＡＣＣ。
关键词：一 １氨基环 丙烷 ．． １羧酸（ｃ ）固相萃取 ； Ａ ｃ： 高效液相 色谱 ． 电喷雾 ， ￣
（Ｐ ＣＥ Ｉ ｎ Ｈ Ｌ ．Ｓ ＭＳ ） ／
’
乙烯 是 五大类 植 物激 素 中唯 一 的 以气 体形 态 存 在 的化 合物， 植物 生长 发育有 广泛 影响 。１氨 对 一
Ｃ ｓ ｏＰ ｙ ｎ 等 ２ ０ ） ａｔ ． ｕ ａ ａ ｒ ０ ７和液 相 色 谱（ｉｈ ｐｒｏ— ｈｇ ｅｆｒ
２０） ０ ３的方 法 。前 者 都存 在 着 ＡＣＣ转 化 率 和衍 生
化率 的 问题 ， 能准确 定 量植 物 样 品中 ＡＣＣ的含 不 量， 后者 则存在 提取 方法 复杂和 植物样 品 需用量大 的缺 点 ， 便于 大量 样 品 的同 时操 作 ， 费大量 的 不 浪
烯 生物合 成途 径 中一 个 中 间代 谢 物 。植物 组 织 中 ＡＣ 含量 一般随着 乙烯 生成量 的增加而 增加 ， Ｃ 乙烯
提要： 介绍 一种用 高效液相 色谱碳 １ ８￣（ Ｌ Ｃ１ ） ＨＰ Ｃ． ８￣ 、 电喷雾 串联质谱（ Ｓ ． ｎ鉴定和定量检测植 物组 织 中微量 ＥＩ ＭＳ ） １ ． 氨基环 丙烷 一 羧 酸（ｃ ） Ｉ ． Ａ ｃ含量的方法， 其最低 测限达０ ｐ ｏ， 检 ． ｍｌ ７ 标准 曲线线性符合 系 为０ ９ ２ 建立 了Ａ ２－Ｏ ｌｇ 数 ． ９。 ９ Ｋ ０ １０ ｎ 微量植物样品 中提取 Ａ ｃ和 固相 萃取（Ｐ ） ｃ ｓ Ｅ 预纯化 的方法， 加样回收率为 ９ ．％± ． ５１ ４２ ％。此种提取 方法结合 Ｈ Ｌ — Ｓ／ ｎ Ｐ ｃＥ Ｉ ＭＳ 分析与定性定量检测苹果 ‘０ １富士 ’ ＡＣ ２０ 中 Ｃ含量为 ３ ６６ｎ ． Ｆ ， 明此法适合 于定性 定量检 测植物样品 中的微量 ０ ． ｇｇ ｗ）表 。（
质谱原理（六）
质谱原理（六）ESI和APCI的异同！ESI 为电喷雾，即样品先带电再喷雾，带电液滴在去溶剂化过程中形成样品离子，从而被检测，对于极性大的样品效果好一些；APCI 为大气压力化学电离源，样品先形成雾，然后电晕放电针对其放电，在高压电弧中，样品被电离，然后去溶剂化形成离子，最后检测，对极性小的样品效果较好。
ESI 的软电离程度较APCI 的还小，但其应用范围较APCI 的大，只有少部分ESI 做不出，可以用APCI 辅助解决问题，但是APCI还是不能解决所有ESI 解决不了的问题。
一般用ESI 和 APPI 搭配使用比 ESI 和APCI 的应用范围更广一些。
电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。
电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。
这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。
根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。
电喷雾电离源是一种软电离方式，即便是分子量大，稳定性差的化合物，也不会在电离过程中发生分解，它适合于分析极性强的大分子有机化合物，如蛋白质、肽、糖等。
电喷雾电离源的最大特点是容易形成多电荷离子。
这样，一个分子量为10000Da的分子若带有10个电荷，则其质荷比只有1000Da，进入了一般质谱仪可以分析的范围之内。
根据这一特点，目前采用电喷雾电离，可以测量分子量在300000Da以上的蛋白质。
大气压化学电离源主要用来分析中等极性的化合物。
有些分析物由于结构和极性方面的原因，用ESI不能产生足够强的离子，可以采用APCI方式增加离子产率，可以认为APCI是ESI的补充。
APCI主要产生的是单电荷离子，所以分析的化合物分子量一般小于1000Da。
用这种电离源得到的质谱很少有碎片离子，主要是准分子离子。
电喷雾解吸电离质谱法测定纺织品中致癌性芳香胺
2009年12月Dece mber 2009岩 矿 测 试ROCK AND M I N ERAL ANALYSI S Vol .28,No .6507～513收稿日期:2009202203;修订日期:2009205231基金项目:国家自然科学基金项目资助(20505003);北京市财政项目资助(X M 200001783050811002)作者简介:韩京(1986-),女,甘肃武山人,在读硕士研究生,有机生物质谱专业。
E 2mail:hanjing86228@g mail .co m 。
通讯作者:李建强(1973-),男,江西抚州人,讲师,硕士,主要从事分析化学研究。
E 2mail:jqli703@ 。
文章编号:02545357(2009)06050707电喷雾解吸电离质谱法测定纺织品中致癌性芳香胺韩 京1,杨水平1,张 燮1,张丽丽2,陈焕文1,2,李建强13(1.东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西抚州 344000;2.吉林大学化学学院,吉林长春 130021)摘要:用甲醇-水-乙酸(体积比49∶49∶2)混合溶液作为喷雾溶剂,在优化实验条件下,将电喷雾解吸电离质谱(DESI -MS )用于各种质地纺织品中24种致癌性芳香胺的非破坏性快速检测,均获得满意结果。
分析实际样品时,由于该方法无需样品预处理,单个样品单一指标的检测不到30s,大大节省了分析时间,提高了分析效率。
同时借助串联质谱的特异性,能够有效地避免实验结果的假阳性。
方法对大部分芳香胺具有较高的灵敏度,二级质谱中特征离子的检出限一般为10-9g/kg 。
建立的方法能灵敏、快速、无损检测纺织品中的致癌芳香胺,精密度较好,对同一样品10次测量结果的相对标准偏差为5%～10%。
关键词:电喷雾解吸电离(DESI );串联质谱;离子阱质谱;无损检测;芳香胺;纺织品中图分类号:O657.63;O623.73 文献标识码:ADetecti on of Carci n ogen i c Aro mati c Am i n es i n Textiles by Desorpti on Electrospray I on i zati on Mass Spetro metryHAN J ing 1,Y AN G Shui 2ping 1,ZHANG X ie 1,ZHANG L i 2li 2,CHEN Huan 2w en 1,2,L I J ian 2qiang 13(1.D ep a rt m en t o f App li ed C hem is try,Ea s t C h ina I n s titu te o f Te chno l o gy,Fuzho u 344000,C h i na;2.Co llege o f C hem is try,J ili n U n ive rs ity,C hangchun 130021,C h i na )Abstract:U sing a m ixture of methanol/water/acetic acid (volu me rati o of 49∶49∶2)as the electr os p ray liquid and under the op ti m ized experi m ental conditi on,24kinds of carcinogenic ar omatic a m ines in vari ous textures of textile sa mp les were directly and non 2destructively detected by des or p ti on electr os p ray i onizati on mass s pectr ometry (DESI 2MS )with satisfact ory results .The mean analysis ti m e for a single analyte in a samp le was about 30s,more efficient due t o without sa mp le p retreat m ent .Further more,in virtue of the s pecial perf or mances of tande m 2MS,the false positive results could be effectively eli m inated .The method p r ovides the advantages ofhigh sensitivity (typ ical detecti on li m it of 10-9g/kg rang f or most ar omatic a m ines ),high p recisi on (5%～10%RS D,n =10)and more efficiency .The method has been app lied t o the direct and non 2destructive deter m inati on of carcinogenic ar omatic a m ines in vari ous textures of textile sa mp les .Key words:des or p ti on electr os p ray i onizati on (DESI );tande m mass s pectr o metry;i on trap mass s pectr ometry;non 2destructive analysis;ar omatic a m ine;textile 长期以来,偶氮染料由于颜色鲜艳而被广泛地应用于纺织品印染工业。
电喷雾解吸电离串联质谱法快速检测果蔬表面残留有机磷农药
电喷雾解吸电离串联质谱法快速检测果蔬表面残留有机磷农药薛岚;苏海峰【摘要】在不需要样品制备、预处理的前提下，将电喷雾解吸串联质谱法用于果蔬表面残留的乙酰甲胺磷、甲拌磷、乐果、乙嘧硫磷、乙硫磷和亚胺硫磷等6种有机磷农药的直接快速检测。
在串联质谱中，选择电喷雾离子源，用甲醇作雾化溶剂；以碰撞诱导解离反应正离子检测模式进行定性和定量检测。
确定了上述6种有机磷农药的碎片特征峰（m／z）分别为206，261，252，293，407，318。
结果表明：6种有机磷农药分子的裂解规律与其分子结构相吻合，排除了检测结果的假阳性。
方法的检出限（3S/N）在5．0×10^-10～1．0×10^-8g·cm^-2之间。
以1．0×10^-8g·cm^-2的6种有机磷农药溶液进样，平行测定8次，测定值的相对标准偏差在1．6％～6．5％之间。
%Desorption electrospray ionization-tandem mass spectrometry （DESI-MS/MS） was applied to the rapid determination of residual amounts of 6 organophosphorus pesticides （OPP＇s）, i. e. , acephate, thimet, rogor, etrimfos, ethion and phosemet, on surface of fruits and vegetables, without sample preparation and pretreatment. In the MS/MS analysis, ESI was used as ion ization source with methanol as the electrospray solvent, and positive electrospray ionization as well as collision induced dissociation reaction monitoring mode was taken for qualitative and quantitative analysis. The characteristic peaks of the fragments of 6 organophosphorous pesticides with （m/z）206, 261, 230, 293, 407, 340 respectively were confirmed. It was found that the fragmentation regularity of molecules of the 6 OPP＇s were in coincidence with their molecular structures, and the possibility of arisingfalse positiveness of the results of detection was thus eliminated. Values of detection limit （3S/N）found were in the range of 5.0×10^-10～1.0×10^-8g·cm^-2. Precision of the method was tested with sample introduction of 1.0×10^-8g·cm^-2 of mixture of the 6OPP＇s for 8 determinations, values of RSD＇s found were in the range of 1.6%- 6.5%.【期刊名称】《理化检验-化学分册》【年(卷),期】2011(047)010【总页数】5页(P1218-1221,1232)【关键词】电喷雾解吸;串联质谱;有机磷农药;果蔬【作者】薛岚;苏海峰【作者单位】宁德师范学院化学与环境科学系,宁德352100;厦门大学化学化工学院,厦门361005【正文语种】中文【中图分类】O657.63有机磷是我国目前使用量很大的农药之一，有机磷农药杀虫活性高，应用范围广，但对人畜有急性毒性作用，因此，它是食品安全检测中的一个重要项目。
药品检测中的光谱分析技术研究
药品检测中的光谱分析技术研究137400摘要：光谱分析技术是药品检测领域的重要工具，它通过分析物质吸收或发射的光谱来鉴定和测定药物成分。
近年来，随着分析技术的不断进步和仪器性能的显著提高，光谱分析技术在药品质量控制、成分分析以及新药研发等方面扮演着越来越重要的角色。
本文综述了光谱分析技术在药品检测中的应用，包括紫外/可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、质谱分析等方法，旨在为相关人员提供参考。
关键词：药品检测；光谱分析；技术研究引言：在药品研发与生产的各个阶段，保证药品的质量安全是至关重要的。
传统的化学与生物学方法往往耗时且破坏性强，而光谱分析技术以其非破坏性、高灵敏度和快速的特点，在药品检测领域中占据了独特的地位。
光谱分析可以提供关于分子结构、组成及浓度等的丰富信息，对于复杂样品的快速鉴定与定量分析具有不可替代的优势。
1.光谱分析的原理及类型光谱分析是指利用物质与电磁辐射之间的相互作用来进行定性或定量分析的一类方法，当物质受到激发时，会吸收或发射特定波长的光，这些光的集合即形成了光谱。
光谱分析根据电磁辐射的不同波段，可以细分为紫外/可见光谱分析(UV/Vis)、红外光谱分析(IR)、核磁共振光谱分析(NMR)和质谱分析(MS)等，每种分析技术都有其独特的优点和适应的样品类型。
例如，UV/Vis 光谱常用于分析药品中的有机化合物，而NMR和MS则在确定复杂有机分子的结构中发挥重要作用。
光谱分析技术在药品检测中的应用不仅提升了检测效率，还可能对药物的研发周期形成积极的推动作用。
随着光源和检测器技术的发展，结合先进的计算机算法和大数据分析，光谱分析技术正向更高的灵敏度、分辨率及快速性发展，为药品检测提供了强有力的技术支持[1]。
2.药品检测中的光谱分析技术分析2.1 紫外可见光谱技术紫外可见光谱（UV/Vis）技术是基于分子吸收紫外或可见光区域的电磁辐射的原理进行的。
该技术主要应用于具有共轭双键系统的有机分子，因为这些结构可以在紫外或可见光区域产生特定的吸收峰。
羟基多环芳烃的电喷雾电离离子阱串联质谱检测
的关键 参数 ．
１ 实 验部 分
１ ． １ 试 剂 与仪器
１ － ／ ２ ・ Ｏ ＨＮ ａ ｐ和 ２ 一 ／ ３ ＿ ／ ４ ＿ ／ ９ － Ｏ Ｈ Ｐ ｈ ｅ （ 德国 Ｄ ｒ ．Ｅ ｈ ｒ ｅ ｎ ｓ ｔ ｏ ｒ ｆ ｅ ｒ Ｇ ｍｂ Ｈ公 司 ） ； ２ － Ｏ ＨＦ ｌ ｕ （ 美国Ｓ ｉ ｇ ｍ ａ — Ａ ｌ ｄ ｉ ｒ ｃ ｈ
０ ６ ５ ７ 文献标志码 Ａ 中 图分 类号
多环芳 烃 （ Ｐ Ａ Ｈ ｓ ） 是备 受关 注 的致癌 性 环 境 有机 污 染 物 …．Ｐ Ａ Ｈ ｓ 可 以在 职业 环 境 （ 如 炼焦 厂 等 ）
和 日常生活 （ 如烧烤 、吸烟 等 ） 中通 过 呼吸 、皮肤 接触 和饮 食 等方 式进 入人 体 ， 危 害人 体 健康 ｊ ．羟基 多环芳 烃 （ Ｏ Ｈ— Ｐ Ａ Ｈ ｓ ） 是Ｐ Ａ Ｈ ｓ 在人体 内的重要代 谢产 物 ， 也 是 目前使 用最 广 泛 的 Ｐ Ａ Ｈ ｓ内暴露 生 物标 志物 Ｉ ４ Ｊ ， 其在 Ｐ Ａ Ｈ ｓ 暴露 及其健 康风 险评 价研究 中具有 重要 意义 Ｊ ． 电喷雾 电离 串联 质谱 （ Ｅ Ｓ Ｉ — ＭＳ ） 因具有选 择性 好 、 灵敏度 高 、 检 出限低 及样 品无需 衍生 化 等特 点 ， 在现 有 的 Ｏ Ｈ． Ｐ Ａ Ｈｓ 检测技 术 中优 势显 著 ’ ．但 在采 用离 子阱 串联质谱 （ Ｉ Ｔ — ＭＳ ） 和 三重 四级杆 串联质 谱（ Ｔ ｒ ｉ Ｑ ． ＭＳ ） 检测 Ｏ Ｈ． Ｐ Ａ Ｈ ｓ 如２ ． 羟基 芴 （ ２ 一 Ｏ Ｈ Ｆ ｌ ｕ ） 和 羟基苯并 ［ ａ ］ 芘（ Ｏ Ｈ． Ｂ ａ Ｐ ｓ ） 时， 仍存 在无 法获 得 碎 片离子 或碎 片离子 产率低 等情 况 ，从 而 影 响该方 法 的选 择 性 和灵 敏 度．因此获 取 Ｏ Ｈ． Ｐ Ａ Ｈｓ 碎 片离 子是 进行 串联质 谱 分 析 的 必要 前 提 ．与 Ｔ ｒ ｉ Ｑ — ＭＳ相 比 ， Ｉ Ｔ — ＭＳ更 适 用 于 多级 质 谱 分 析 ．在 进 行 Ｉ Ｔ ． ＭＳ 分析 时 ， 通 过调 节碰撞 诱导 解离 （ Ｃ Ｉ Ｄ） 的操 作参 数 ［ 活 化值 Ｑ（ Ａ Ｑ） 和相 对 碰撞 能 量 （ Ｎ Ｃ Ｅ） ］ 可 以提高碎 片离 子 的产 率 ¨ Ｊ ．其 工作 原理 可概述 为 ： 在Ｃ Ｉ Ｄ过程 中，Ａ Ｑ与离 子 阱捕获 母离 子 的能 量 有关 ， 增大 Ａ Ｑ可 增强 系统施 加 于母 离子 的能量 ，进 而提 高后 续 过 程 的碎裂 概 率 ； Ｎ Ｃ Ｅ与共 振 激发 的 电压相关 ， 增大 Ｎ Ｃ Ｅ可增 强共 振激发 电压 ， 提 高母离 子 的平 动 动 能 ， 增 加 母 离子 与 阱 中阻 尼气 体 （ 氦 气） 的碰撞 次数 ， 从 而提 高母 离子 内能及产 生碎 片离 子 的产率 ．
超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱联用法检测茶叶中阿维菌素类药物残留090205
ｐｈａｓｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 来自ａｒｔｒｉｄｇｅ．Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒａｎｇｅｓ ｗｅｒｅ ２．０—５０¨ｇ／Ｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ｃｏｅｆ！ｆｉｃｉｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｌ ａｂｏｖｅ ０．９９２ ０．Ｓｅｖｅｒａｌ ＵＰＬＣ—ＭＳ／ＭＳ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｔｈａｔ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｍｏｂｉｌｅ
Ｔａｂｌｅ ２
裹２不同提取方法对６种目标分析物的提取效率（ｎ＝５ Ｊ Ｅｘｔｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ６ ａｖｅｒｍｅｅｔｉｎｓ
Ａ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ．Ｂ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ ａｆｆ汜ｒ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｑｕｅｏｕｓ ＮａＣＩ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．
近２０年来抗寄生虫药物研究的重大突破。ＡｖＭｓ 的结构新颖，作用机制独特，是一种优良的新型农畜 两用抗生素，广泛用于作物种植与动物养殖中。这
·通讯联系人：杨方，硕士，主任技师．Ｔｅｌ：（０５９１）８７０６５５４２．Ｅ—ｍａｒｌ：ｙ萄ｃｉｑ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｒｎ． 基金项目：国家“十一五”科技支撵计划项目（Ｎｏ．２００６ＢＡＫ０２Ａ０８）． 收稿日期：２００８－０９－０３
称取２ ｇ样品，加入１０ ｍＬ饱和氯化钠溶液浸润 ５ ｍｉｎ。以２×２０ ｍＬ乙腈在１ｌ ０００ ｒ／ｍｉｎ下均质提取 ３ ｍｉｎ，离心；合并上清液，于４０℃下减压浓缩近干。 以５ ｍＬ甲醇溶解残渣，过Ｃ。。ＳＰＥ柱，再以３ ｍＬ甲 醇淋洗，收集全部流出液，氮吹至近干后以甲醇－２０ ｍｍｏｌ／Ｌ乙酸铵缓冲液（含有０．２％甲酸）（体积比为 ｌ：１）定容至１ ｍＬ，混匀后过０．２２斗ｍ滤膜，待测。 １．４ ＵＰＬＣ－ＭＳ／ＭＳ条件 １．４．１ ＵＰＬＣ条件
QuEChERS提取与超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱联用法检测果蔬中的230种农药残留
QuEChERS提取与超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱联用法检测果蔬中的230种农药残留徐娟;陈捷;王岚;孙灵慧;袁震宇;叶弘毅;朱林【摘要】采用超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱在15 min内同时定性定量检测了果蔬中有机磷、氨基甲酸酯及其代谢物、磺酰脲类、酰胺类、吡啶类、苯氧羧酸类等230种农药残留.试样用QuEChERS方式进行前处理,超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱法测定,外标法定量.230种分析物在0～15μg/L质量浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.996.对于80％以上的目标物,定量下限可达到1.0μg/kg;5、10、20μg/kg 3个水平的加标回收率为60％～120％,RSD值小于20％.方法引入了一种新的MRM监测模式(S-MRM),突破了传统MRM模式在多目标化合物检测时存在的化合物数据点数少、响应值低的局限.该方法步骤简便、可靠、稳定,目前已广泛应用于果蔬中多种农药残留的快速检测与确证.%A multi residue analysis was developed for the determination of 230 pesticides, which belonged to different chemical classes, in fruits and vegetables. The sample was prepared by the modified QuEChERS method. The detection of 230 pesticides was performed by liquid chromatography -tandem mass spectrometry( LC - MS/MS) with the external standard method. The calibration curves of target compounds were linear in the range of 0 - 15 μg/L with co rrelation coefficients more than 0. 996. The limits of quantitation were lower than 1. 0 μg/kg for 80% analytes. The recoveries at spiked levels of 5, 10 and 20 μg/kg were in the range of 60% - 120% with RSD less than 20% . An advanced software features associated with MRM method development ( S-MRM) was adopted. The proposed method wasapplied successfully in the residue determination of multi-pesticides in commercial fruits and vegetables samples with its advantages of simiplicity and stableness.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2013(032)003【总页数】9页(P293-301)【关键词】多种农药残留;果蔬;QuEChERS;超高效液相色谱-串联质谱;编程的多反应监测模式(S-MRM)【作者】徐娟;陈捷;王岚;孙灵慧;袁震宇;叶弘毅;朱林【作者单位】广东出入境检验检疫局,广东广州510623;广东出入境检验检疫局,广东广州510623;广东出入境检验检疫局,广东广州510623;广东出入境检验检疫局,广东广州510623;广东出入境检验检疫局,广东广州510623;广东出入境检验检疫局,广东广州510623;爱博才思亚太应用支持中心,上海200233【正文语种】中文【中图分类】O657.63;F767.2农药残留分析是农产品质量安全检测的主要内容。
高效液相色谱-串联质谱在兽药残留分析中的应用
T logy科技食品科技HPLC-MS/MS全称为种高效液相色谱-串联质谱技术，该技术可对多组分进行定性、定量综合分析，在应用中可以对高沸点、非挥发性等进行准确的分离鉴定。
在分离检测的过程中主要利用电喷雾电离和大气压化学电离技术将待测物中的成分分离出来，在送入质谱检测系统中进行检测，便可以较为精准地测量出母离子的特征碎片。
1 动物药物残留分析简介常用的兽药残留量检测方法有微生物法和色谱法。
前者为筛选方法，该方法的原理是抗原抗体反应，在对动物药物残留进行测定的过程中难以对同类型的药物进行区分。
对于禁用兽药（A类），如硝基呋喃等，残留限度（PED）在4%以下；而禁用兽药 （B类），如磺胺类，残留限度（PED）在3%以下。
质谱分析技术可以准确检测食品中的动物药物残留，进而为解决兽药残留问题提供有效的解决 途径。
2 液相色谱质谱联用技术在兽药残留检测中的应用β-内酰胺类在动物医疗中被广泛应用，这种抗生素可以抑制动物细菌性感染，同时还可以对动物体内的细菌细胞合成、抗革兰氏阳性菌等进行阻断隔离，其主要的代表化合物有青霉素、氨苄青霉素。
徐伟、耿士伟等利用电喷雾离子阱技术，对牛奶中7种β-内酰胺类抗生素进行了检测，用乙腈提取和沉淀蛋白质，经C18柱净化浓缩后供LC-MS/MS分析，再利用正离子模式监测，多级离子捕捉器可以提供更多的碎片离子结构信息，获得高灵敏度。
使用LC-MS/MS测量牛奶中的阿莫西林、邻氯青霉素、青霉素G等，并使用内标物d7-青霉素G，样品经高速离心脱脂后，样品过C18柱（pH值过柱时大于6），每一种药物选择3个离子来提高检测的灵敏度。
然后他们将这一方法运用到生奶检测中，以青霉素V为内标，测定了10种牛乳中β-内酰胺类抗生素的残留检测方法[1]。
郭盈岑教授在负离子扫描模式下监测牛肝、肾和肌肉中的6种青霉素含量，用LC-MS/MS测定，定量限为50 μg/kg。
通过LC-MS/MS法测定β-内酰胺、皮质激素、氯霉素等药物的实验研究发现，认为液质结合技术是解决兽药残留分析的有效手段[2]。
电喷雾萃取电离质谱法分析莲子中的生物碱
电喷雾萃取电离质谱法分析莲子中的生物碱方菲菲;杜尚广;戴喜末;郭夏丽;陈焕文;罗丽萍【摘要】在无需样品预处理的前提下,直接对莲子醇提液进行电喷雾萃取电离质谱( EESI-MS)检测,并对其中可能存在的生物碱母离子进行串联质谱分析确认,通过主成分分析( PCA)对不同贮藏时间莲子的醇提液进行区分.研究结果表明,电离电压、离子传输管温度和样品进样流速的最佳条件分别为3.5 kV,250℃和5μL/min；串联质谱结果表明莲子醇提液中存在莲心碱、甲基莲心碱、莲心季铵碱、荷叶碱及O-去甲基荷叶碱等生物碱. PCA可将不同贮藏时间的莲子明显区分在二维平面的不同区域.本方法无需样品预处理,可用于复杂基体样品中生物碱的快速鉴定,与化学计量学结合可对不同新陈度的莲子样品进行有效区分.%To identify alkaloids in lotus seeds rapidly and to distinguish fresh and aged lotus seeds, using self-developed extractive electrospray ionization source, ethanol extracts of lotus seeds were directly analyzed by mass spectrometry without any sample pretreatment. The MS were further analyzed using principal component analysis( PCA) . The results showed that optimum conditions of ionization voltage, capillary temperature and sample flow rate were 3.5 kV, 250 ℃, and 5 μL/min, respectively. Liensinine, neferine, lotusine, nucife-rine and O-demethylation nuciferine were found in the ethanol extracts by tandem mass spectrometry, of which signal intensities showed special change trends. Lotus seeds of different storage time and aging degree were clearly distinguishable from each other by PCA. This method is of high sensitivity and high analytical speed, without complex sample pretreatment. The method in this paper is fast and effective to identifyalkaloids in real samples with complicated matrix, and combined with chemometrics, it is also used to distinguish fresh and aged lotus seeds.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P730-735)【关键词】电喷雾萃取电离质谱;莲子;主成分分析;生物碱【作者】方菲菲;杜尚广;戴喜末;郭夏丽;陈焕文;罗丽萍【作者单位】南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，生命科学与食品工程学院，南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，生命科学与食品工程学院，南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，生命科学与食品工程学院，南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，生命科学与食品工程学院，南昌330047;东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室，南昌330013;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，生命科学与食品工程学院，南昌330047【正文语种】中文【中图分类】O657莲子是莲的种子，含有丰富的多糖、磷脂、生物碱和类黄酮等营养保健成分，是一种食疗佳品及著名的药食同源食物.生物碱为莲的主要生物活性成分，在莲的各部位均可检测到.传统的生物碱鉴定方法是化学降解法，近年来已应用光谱、色谱、质谱和核磁分析等现代分析手段来鉴定生物碱的结构.王嘉陵等［1］从莲心中分离出莲心碱、异莲心碱、甲基莲心碱、前荷叶碱、荷叶碱和莲心季铵碱等;Luo等［2］采用高效液相色谱-二极管阵列检测法(HPLC-DAD)从莲叶中鉴定出多种生物碱.目前，莲心生物碱已被用于临床制剂［3～5］.然而，基于直接质谱分析对莲生物碱进行快速分析及鉴定目前鲜见报道［6］.电喷雾萃取电离(EESI)技术是一种新兴的离子化技术，可在无需样品预处理的条件下对复杂基体样品进行直接质谱分析，可用于分析液体、气溶胶、固体表面和黏性样品等不同形态的样品［7］.潘素素等［8］分析了马尾松根际土壤溶液中的尿素衍生物;Zhou等［9］采用EESI技术建立了尿液中阿特拉津及其代谢产物的快速分析方法;许柠等［10］采用EESI-MS快速标靶分析氨基酸，将EESI和LTQ-XL质谱仪耦合，在无需样品预处理情况下，建立了多种不同极性氨基酸的快速检测方法.本文利用EESIMS技术，对不同贮藏时间莲子中的生物碱进行了直接质谱分析，对其中的5种生物碱进行确认;基于正离子模式下获得的EESI-MS指纹谱图的差异，采用主成分分析法(PCA)实现了对不同贮藏时间莲子的快速甄别.本方法分析速度快、信息提取准确且识别精度高，对不同贮藏时间的莲子样品质谱数据具有较好的识别效果，为生物碱的直接快速分析提供了参考.1.1 仪器与试剂EESI电离源(东华理工大学研制)［11，12］;LTQ-XL为线性离子阱质谱仪和Xcalibur型数据处理系统(美国Finnigan公司);乙醇(分析纯，上海化工试剂有限公司).莲子品种为太空莲3号，均为去除胚芽(莲心)的通心莲子，由江西省广昌县白莲科学研究科所提供.当年新鲜莲子为2012年8月收获，贮藏的陈年莲子分别于2011，2010和2009年8月收获，均产于广昌县同一种植基地，去种皮、胚芽，烘干后真空包装，避光室温［(23±2)℃］下保存.1.2 莲子醇溶液的制备分别将4年收获的莲子粉碎，过80目筛，称取莲子粉末0.01 g于1.5 mL离心管中，加入1 mL 80%(体积分数)的乙醇溶液，超声提取10 min，以4000 r/min转速离心5 min，取上清液直接进行质谱检测，每种样品平行测试6次.1.3 EESI-MS实验参数线性离子阱质谱(LTQ-MS)在正离子检测模式下工作，质谱扫描范围m/z 50～1000;电离电压3.0 kV;离子传输管温度250℃;ESI溶剂为甲醇;雾化气为氮气(纯度99.999%)，压力为1.2 MPa;EESI溶剂和样品溶液流速分别为3和5 μL/min;2个毛细管喷雾口之间的距离a=1 mm，夹角为60°，到质谱进样口的距离为5 mm，角度为150°;在进行串联质谱分析时，母离子的隔离窗口宽度设定为1.5 Da，碰撞时间为30 ms，碰撞能量为17% ～25%，其它参数由LTQ-MS软件系统自动优化.1.4 主成分分析利用7.0版Matlab软件(美国Mathworks公司)对4个年份的莲子(每年各取60个样本，共240个)进行PCA分析，通过计算特征值、特征向量及累计贡献率，获得少数几个主成分，尽可能完整地保留原始变量的信息，且彼此间不相关，达到简化数据的目的.2.1 EESI-MS质谱条件的优化莲子生物碱具有比较相似的性质，实验选择甲基莲心碱m/z 625作为目标信号物质，对电离电压、离子传输管和样品进样速率等EESI-MS质谱条件进行优化.2.1.1 离子源电压的优化在实验所用离子源中，带电的喷雾溶剂与样品喷雾在离子传输管空间内碰撞，样品中的目标分子被带电喷雾溶剂萃取，进行电荷传递，样品目标分子形成带电离子在检测器中被检测，因此离子源电压对样品目标分子的电离效率有直接影响，对质谱信号的强弱起关键作用.实验考察了离子管温度为250℃，样品流速为0.5 μL/min时，不同离子源电压对m/z 625信号强度的影响(如图1所示)，可见，电压为3.5 kV时，m/z 625信号强度较大;电压低于3.5 kV时，因为带电初级离子数目较少，难以使生物碱电离;而电压大于3.5 kV时，m/z 625信号有所下降，其原因可能是高喷雾电压加大了对其它杂质的电离，使目标分析物m/z 625的信号受到干扰，因此选择3.5 kV作为离子源电压.2.1.2 离子传输管温度的优化在电离电压为3.5 kV，样品流速为0.5 μL/min条件下，离子传输管温度优化结果(图2)表明，当离子传输管温度低于250℃时，m/z 625的信号强度随着温度的上升而增大，说明在250℃以下，升高温度不仅可去除小液滴中的溶剂，还可加快样品中目标分子的运动，获得更多的电离电荷，导致信号强度增大;在250℃以上时，m/z 625的信号强度下降，这可能是由于温度升高导致生物碱分解，或是反应环境的温度较高，生物碱在溶剂喷雾碰撞过程中挥发并扩散到外界环境中，造成目标信号的下降.故选择离子传输管温度为250℃.2.1.3 样品进样速率的优化实验中样品在高压气流(N2)作用下形成喷雾，在电离电压为3.5 kV，离子管温度为250℃的条件下，考察了电喷雾溶剂流速为5 μL/min 时，样品进样速率对质谱信号的影响(见图3).结果表明，样品的最佳速率为5μL/min;速率较低时，目标物质进入质谱的量相应减少，使信号强度降低;而进样速率大于5 μL/min时，可能是因为氮气压力一定的情况下，样品溶液不易雾化而影响电离效果，m/z 625的信号强度下降.因此选择样品进样速率为5 μL/min.经过优化，确定了质谱和离子源的条件为:离子源电压为3.5 kV，离子传输管温度为250℃，样品进样速率为5 μL/min.其它参数设置为默认值.2.2 莲子醇提物的EESI-MS离子流图在优化的实验条件下获得了莲子醇提物的EESI-MS谱图(图4)，m/z 611，625，314，282和296为总离子流(TIC)中的选择离子.由图4可见，选择的离子流与总离子流图的走势一致，离子的丰度随着进样而明显增强，说明样品中存在该质量分数的物质.与文献［13～15］对比发现，选择的5种离子流的质荷比分别与质子化的莲心碱(异莲心碱)、甲基莲心碱、O-去甲基荷叶碱、莲心季铵碱和荷叶碱的质荷比相同，为了确认该系列离子是否为莲子的生物碱，进一步通过串联质谱分析进行验证.2.3 莲子醇提液的EESI-MS串联质谱分析选择m/z 611进行碰撞诱导解离(CID)实验，获得二级质谱图［图5(A)］，其中m/z 593，579，503和489等离子峰是母体离子分别丢失H2O，CH3OH，CH3—C6H5O和CH3—CH2—C6H5O基团所致，这与文献［5］报道的莲心碱二级质谱碎片一致，故可确认m/z 611是质子化莲心碱分子的信号.另外，在二级质谱上还有一定丰度的m/z 192的碎片离子峰，而m/z 192是莲心碱的同分异构体异莲心碱二级质谱的特征碎片［5］，因此莲子醇提取液中可能含有一定量的异莲心碱，但其信号强度要小于莲心碱的特征碎片强度.因而，在莲子醇提取液m/z 611的物质中，莲心碱占有较大比例.不同贮藏时间莲子样品的m/z 611二级质谱图中都含有图5(A)中所示的各种特征离子峰.m/z 625离子的二级质谱［图5(B)］中出现了m/z 607，593，580，489，297和206等离子碎片，其中m/z 607，593，580和489主要由m/z 625分别丢失1个H2O，CH3OH，C2H5O和CH3—CH2—CH2—C6H5O形成，对比文献［5］可以确认m/z 625为甲基莲心碱.甲基莲心碱m/z 625的碎片特征与莲心碱m/z 611较相似，其原因是甲基莲心碱仅在莲心碱羟基位点(—OH)替换成了甲基(—CH3)，相似的结构决定了两者相似的离子断裂方式.母体离子m/z 314的二级质谱图［图5(C)］中最主要的碎片离子峰为m/z 269(M-45)+，由母离子丢失1个H2O形成的m/z 298含量也较高;此外，m/z 107和251与电子轰击质谱(EI-MS)碎片离子及NMR结果一致［15］，因此，推断m/z 314为莲心季铵碱.母体离子m/z 282的二级质谱图［图5(D)］表明，特征碎片离子m/z 264和250分别是母体离子丢失H2O和CH3OH基团所形成的，根据文献［11］由HPLC-MS对荷叶中生物碱的鉴定，可以推断母体离子主要为O-去甲基荷叶碱.母体离子m/z 296的二级质谱图［图5(E)］中有较强的离子特征碎片为m/z 265和104，相似的离子断裂方式已经在荷叶中荷叶碱的检测中得到验证［13］，因此推断m/z 296为荷叶碱.5种生物碱的结构如图6所示.以上结果表明，通心莲子中生物碱种类丰富，不仅含有莲心中的莲心碱、甲基莲心碱及莲心季铵碱，还含有在荷叶中较常见的荷叶碱及O-去甲基荷叶碱等.丰富的生物碱组成是莲子作为药用食物的重要因素.2.4 不同贮藏时间的莲子生物碱组成的差异对不同贮藏时间莲子的醇提取液进行EESI-MS分析发现，莲子醇提液中5种生物碱含量依次为:O-去甲基荷叶碱＜莲心碱＜甲基莲心碱＜莲心季铵碱＜荷叶碱.各种生物碱的质谱信号在不同年份的样品中存在差异，表明不同陈化度莲子的生物碱含量不同.图7分别为2009～2012年莲子中 m/z 611，625，282，314和296等5种离子峰的强度变化趋势图，在一定程度上表示了莲心碱、甲基莲心碱、莲心季铵碱、O-去甲基荷叶碱和荷叶碱的含量变化.由图7可见，莲心碱、甲基莲心碱和O-去甲基荷叶碱在储藏过程中信号强度变化较小;莲心季铵碱的信号强度随储藏时间延长先下降后上升;荷叶碱信号强度差异较大，先上升后下降.2.5 不同贮藏时间的莲子醇提物EESI-MS谱图的PCA分析将4个年份的莲子共32个样本(每个年份8个样品)在正离子模式下所获得的EESI-MS指纹谱图信息导入Matlab中进行PCA数据处理与分析，分别得到二维的PCA得分结果.由PCA的二维平面图［图8(A)］可见，4种莲子被明显区分;由图8(B)可见，能用于区分不同年份莲子的物质较多，主要为m/z 705和176等在莲子中含量较多的物质.为了验证生物碱的质谱特征信息对不同年份莲子的区分有无贡献，对m/z 611，625，282，314和296等生物碱质谱特征信息再次进行PCA分析，结果如图8(C，D)所示.由图8(C)可见，通过对生物碱信息进行PCA 分析，不同年份的莲子被明显区分，区分效果贡献率最大的为m/z 314.综上所述，在优化条件下对未经样品预处理的莲子醇提液进行了EESI-MS分析.结果表明，通心莲子中含有莲心碱、甲基莲心碱、O-去甲基荷叶碱、莲心季铵碱和荷叶碱等生物碱.不同贮藏时间的莲子生物碱的信号强度变化趋势表明，莲心碱和甲基莲心碱含量较稳定，而荷叶碱的含量变化较大，且先上升后下降，可能在储存初期逐步积累，然后随着莲子的陈化逐步降解.采用PCA分析不同贮藏时间莲子醇提液的EESI-MS谱图发现，莲子在贮藏过程中醇提液部分物质发生显著变化，不同年份的莲子可被明显区分在PCA二维平面图的不同区域.本文首次采用EESI-MS 对通心莲子样品中的生物碱进行多级串联质谱鉴定，该方法快速、准确且无需复杂的样品预处理，不仅可用于复杂基体样品中生物碱的快速鉴定，结合化学计量学还可对不同陈化度的莲子样品进行有效区分.［1］ Wang J.L.，Hu X.M.，Yin W.H.，Cai H.S.，Journal of Chinese Medicinal Materials，1991，14(6)，36—38(王嘉陵，胡学民，尹武华，蔡鸿生.中药材，1991，14(6)，36—38)［2］ Luo X.B.，Chen B.，Liu J.J.，Yao S.Z.，Anal.Chim.Acta，2005，538(1)，129—133［3］Chen W.Z.，Ling X.Z.，Ding G.S.，Acta Pharmaceutica Sinica，1962，9，277—279(陈维洲，凌秀珍，丁光生.药学学报，1962，9，277—279)［4］ Pan Y.，Cai B.C.，Yang G.M.，Cao L.，Shen A.Q.，Journal of Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，2005，21(4)，243—244(潘扬，蔡宝昌，杨光明，曹亮，沈爱琴.南京中医药大学学报，2005，21(4)，243—244) ［5］ Wu S.H.，Sun C.R.，Cao X.J.，Zhou H.，Hong Z.，Pan Y.J.，J.Chromatogr.A，2004，1041(1)，153—162［6］ Luo L.P.，Zhao Z.F.，Dai X.M.，Zhang X.，Liu Y.L.，Zhang X.L.，Zhang W.J.，Ouyang Y.Z.，Trans.Chin.Soc.Agri.Engi.，2013，29(7)，261—266(罗丽萍，赵占锋，戴喜末，张茜，刘亚丽，张兴磊，章文军，欧阳永中.农业工程学报，2013，29(7)，261—266)［7］ Jia B.，Zhang X.L.，Ding J.H.，Yang S.P.，Chen H.W.，Chin.Sci.Bull.，2012，57，1918—1927(贾滨，张兴磊，丁健桦，杨水平，陈焕文.科学通报，2012，57，1918—1927)［8］ Pang S.S.，Zhao N.，Ouyang Y.Z.，Huang K.K.，Ding J.H.，ChenH.W.，Yuan L.，Wang X.X.，Chem.J.Chinese Universities，2013，34(6)，1379—1384(潘素素，赵娜，欧阳永中，黄科科，丁健桦，陈焕文，袁龙，王兴祥.高等学校化学学报，2013，34(6)，1379—1384)［9］ Zhou Z.Q.，Jin M.，Ding J.H.，Zhou Y.M.，Zheng J.，Chen H.W.，Metabolomics，2007，3(2)，101—104［10］ Xu N.，Zhu Z.Q.，Yang S.P.，Wang J.，Gu H.W.，Zhou Z.，Chen H.W.，Chin.J.Anal.Chem.，2013，4，523—528(许柠，朱志强，杨水平，王姜，顾海巍，周振，陈焕文.分析化学，2013，4，523—528)［11］ Chen H.，Zenobi R.，Nature Protocols，2008，3(9)，1467—1475 ［12］ Zhu L.，Hu Z.，Gamez G.，Law W.S.，Chen H.W.，Yang S.P.，Chingin K.，Balabin R.，Wang R.，Zhang T.T.，Zenobi R.，Anal.Bioanal.Chem.，2010，398(1)，405—413［13］ Kunitomo J.，Journal of Pharmacy(Japanese)，1964，84(11)，1141—1142(国友顺一. 药学杂志(日)，1964，84(11)，1141—1142)［14］ Kunitomo J.，Yoshikawa Y.，Tanaka S.，Imori Y.，Isoi K.，Phytochem.，1973，12(3)，699—701［15］ Pan Y.，Yang G.M.，Cai B.C.，Ding G.，Chinese Traditional and Herbal Drugs，2004，35(5)，501—503(潘扬，杨光明，蔡宝昌，丁岗.中草药，2004，35(5)，501—503【相关文献】［1］ Wang J.L.，Hu X.M.，Yin W.H.，Cai H.S.，Journal of Chinese Medicinal Materials，1991，14(6)，36—38(王嘉陵，胡学民，尹武华，蔡鸿生.中药材，1991，14(6)，36—38)［2］ Luo X.B.，Chen B.，Liu J.J.，Yao S.Z.，Anal.Chim.Acta，2005，538(1)，129—133 ［3］ Chen W.Z.，Ling X.Z.，Ding G.S.，Acta Pharmaceutica Sinica，1962，9，277—279(陈维洲，凌秀珍，丁光生.药学学报，1962，9，277—279)［4］ Pan Y.，Cai B.C.，Yang G.M.，Cao L.，Shen A.Q.，Journal of Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，2005，21(4)，243—244(潘扬，蔡宝昌，杨光明，曹亮，沈爱琴.南京中医药大学学报，2005，21(4)，243—244)［5］ Wu S.H.，Sun C.R.，Cao X.J.，Zhou H.，Hong Z.，Pan Y.J.，J.Chromatogr.A，2004，1041(1)，153—162［6］ Luo L.P.，Zhao Z.F.，Dai X.M.，Zhang X.，Liu Y.L.，Zhang X.L.，Zhang W.J.，Ouyang Y.Z.，Trans.Chin.Soc.Agri.Engi.，2013，29(7)，261—266(罗丽萍，赵占锋，戴喜末，张茜，刘亚丽，张兴磊，章文军，欧阳永中.农业工程学报，2013，29(7)，261—266)［7］ Jia B.，Zhang 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Herbal Drugs，2004，35(5)，501—503(潘扬，杨光明，蔡宝昌，丁岗.中草药，2004，35(5)，501—503 (Ed.:I，K)。
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Vol.34高等学校化学学报No.82013年8月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1840~1844 doi:10.7503/cjcu20130427羟基多环芳烃的电喷雾电离离子阱串联质谱检测李 雪1,2,方小伟2,李银萍1,陈焕文2(1.上海大学环境与化学工程学院,环境污染与健康研究所,上海200444;2.东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室,南昌330013)摘要 采用电喷雾电离离子阱串联质谱检测了1⁃/2⁃羟基萘㊁2⁃羟基芴㊁2⁃/3⁃/4⁃/9⁃羟基菲㊁6⁃羟基屈和3⁃羟基苯并[a]芘等9种不同环数的羟基多环芳烃(OH⁃PAHs,2~5环),考察了碰撞诱导解离操作参数活化值Q 和相对碰撞能量对羟基多环芳烃各单体碎片离子产率的影响.通过优化活化值Q 和相对碰撞能量,得到了3⁃羟基苯并[a]芘的碎片离子,提高了1⁃羟基萘㊁2⁃羟基芴㊁3⁃/9⁃羟基菲和6⁃羟基屈碎片离子的产率,并发现活化值Q 是电喷雾电离离子阱串联质谱检测不同环数PAHs 的关键参数.关键词 多环芳烃;生物标志物;羟基多环芳烃;离子阱串联质谱;碰撞诱导解离中图分类号 O657 文献标志码 A 收稿日期:2013⁃05⁃07.基金项目:国家自然科学基金(批准号:21107066)㊁国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2011YQ170067)㊁上海高校青年教师培养资助计划和上海大学创新基金资助.联系人简介:李 雪,女,博士,助理研究员,主要从事新兴有机污染物分析方法及其健康风险评价研究.E⁃mail:zlpamylee@ 陈焕文,男,博士,教授,博士生导师,主要从事有机质谱分析和仪器研究.E⁃mail:chw8868@多环芳烃(PAHs)是备受关注的致癌性环境有机污染物[1].PAHs 可以在职业环境(如炼焦厂等)和日常生活(如烧烤㊁吸烟等)中通过呼吸㊁皮肤接触和饮食等方式进入人体,危害人体健康[2].羟基多环芳烃(OH⁃PAHs)是PAHs 在人体内的重要代谢产物,也是目前使用最广泛的PAHs 内暴露生物标志物[3,4],其在PAHs 暴露及其健康风险评价研究中具有重要意义[5].电喷雾电离串联质谱(ESI⁃MS 2)因具有选择性好㊁灵敏度高㊁检出限低及样品无需衍生化等特点,在现有的OH⁃PAHs 检测技术中优势显著[6,7].但在采用离子阱串联质谱(IT⁃MS 2)和三重四级杆串联质谱(Tri Q⁃MS 2)检测OH⁃PAHs 如2⁃羟基芴(2⁃OHFlu)和羟基苯并[a]芘(OH⁃BaPs)时,仍存在无法获得碎片离子或碎片离子产率低等情况[8~12],从而影响该方法的选择性和灵敏度.因此获取OH⁃PAHs 碎片离子是进行串联质谱分析的必要前提.与Tri Q⁃MS 相比,IT⁃MS 更适用于多级质谱分析.在进行IT⁃MS 2分析时,通过调节碰撞诱导解离(CID)的操作参数[活化值Q (AQ)和相对碰撞能量(NCE)]可以提高碎片离子的产率[13~16].其工作原理可概述为:在CID 过程中,AQ 与离子阱捕获母离子的能量有关,增大AQ 可增强系统施加于母离子的能量,进而提高后续过程的碎裂概率;NCE 与共振激发的电压相关,增大NCE 可增强共振激发电压,提高母离子的平动动能,增加母离子与阱中阻尼气体(氦气)的碰撞次数,从而提高母离子内能及产生碎片离子的产率.本文系统考察了采用ESI⁃IT⁃MS 2检测9种不同环数OH⁃PAHs(2~5环)时,AQ 和NCE 对各单体碎片离子产率的影响.通过优化AQ 和NCE,获得了3⁃OHBaP 的碎片离子,提高了2⁃OHFlu,1⁃OHNap,3⁃/9⁃OHPhe 和6⁃OHChr 碎片离子的产率,并发现AQ 是ESI⁃IT⁃MS 2检测不同环数OH⁃PAHs 的关键参数.1 实验部分1.1 试剂与仪器1⁃/2⁃OHNap 和2⁃/3⁃/4⁃/9⁃OHPhe(德国Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司);2⁃OHFlu(美国Sigma⁃Aldrich公司);6⁃OHCHr(美国AccuStandard 公司);3⁃OHBaP(加拿大Toronto Research Chemicals 公司);上述9个化合物的结构见图1.HPLC 级甲醇(美国Fisher 公司);高纯水(电阻率18.2MΩ㊃cm)由Barn⁃stead Nanopure 纯水系统(美国Thermo Scientific 公司)制备.准确称取适量OH⁃PAHs 标准品,溶解在甲醇中,配成浓度为50μg /L 的OH⁃PAHs 单体标准溶液.Fig.1 Nine OH⁃PAHs (2⁃to 5⁃ring )investigated in the studyESI 源为本实验室自制[17,18],其结构如图2所示;LTQ⁃XL 型线性离子阱质谱仪(LTQ⁃XL⁃MS)配备Xcalibar 数据处理系统(美国Finnigan 公司);KQ3200超声波清洗器(昆山超声仪器有限公司).1.2 ESI⁃IT⁃MS 2条件Fig.2 Schematic diagram of the ESI sourcea ≈10mm;α≈150°.ESI 溶剂管路与质谱仪入口的角度和距离示于图2.ESI 电压-4kV;离子传输管温度400℃;雾化气为氮气(纯度99.999%),压力1.4MPa;ESI溶剂流速3μL /min.IT⁃MS 2:负离子检测模式;扫描范围m /z 50~350;碰撞气为氦气(离子阱内压力1.23×10-3Pa);母离子隔离宽度m /z 2.0;活化时间30ms;其它MS 条件由LTQ⁃XL⁃MS 自动优化得到.2 结果与讨论2.1 OH⁃PAHs 的ESI⁃IT⁃MS 2检测结果采用IT⁃MS 分析了9种OH⁃PAHs 单体标准溶液.结果表明,OH⁃PAHs 各单体产生的母离子仅为去质子化分子离子[M-H]-,并无其它碎片离子.1⁃/2⁃OHNap,2⁃OHFlu,2⁃/3⁃/4⁃/9⁃OHPhe,6⁃OHChr 和3⁃OHBaP 在质谱图中的分子离子峰分别为m /z 143,181,193,243和267.Fig.3 ESI⁃IT⁃MS 2spectra of 2⁃OHFlu at NCE =40%while AQ was set to 0.35(A )and 3⁃OHBaPat NCE =30%while AQ was set to 0.40(B )对各单体的准分子离子[M-H]-进行MS 2分析,并通过调整CID 操作参数AQ 和NCE 得到碎片离子;各单体在MS 2谱图中的碎片离子均为母离子[M -H]-中性丢失一分子CO (m /z 28)后生成的[M-H-CO]-离子[图3(A)和(B)].1⁃/2⁃OHNap,2⁃OHFlu,2⁃/3⁃/4⁃/9⁃OHPhe,6⁃OHChr 和3⁃OHBaP 1481 No.8 李 雪等:羟基多环芳烃的电喷雾电离离子阱串联质谱检测2481高等学校化学学报 Vol.34 的[M-H]-离子在MS2谱图中的碎片离子峰分别为m/z115,153,165,215和239.与Tri Q⁃MS2相比,IT⁃MS2可以得到3⁃OHBaP和2⁃OHFlu的碎片离子(图3),进而提高了MS2检测3⁃OHBaP和2⁃OHFlu的灵敏度和特异性.3⁃OHBaP是致癌性最强的PAHs BaP的生物标志物[12],2⁃OHFlu是吸烟人群PAHs暴露的特异性生物标志物[19].2.2 AQ和NCE对检测的影响进一步考察了IT⁃MS2检测OH⁃PAHs时,AQ和NCE对OH⁃PAHs各单体碎片离子产率的影响.鉴于9种OH⁃PAHs的实验结果相似,仅以3⁃OHBaP为例进行说明.3⁃OHBaP母离子及其碎片离子强度随AQ和NCE的变化情况如图4所示.Fig.4 Intensity variation of3⁃OHBaP∶parent ion at m/z267(A)and fragment ion at m/z239(B) with different AQ and NCE values当AQ=0.10~0.25,NCE≤25%时,无碎片离子产生,同时母离子(m/z267)强度随着NCE的升高而减弱;NCE=25%~55%时,仍未观察到碎片离子,且m/z267已无法检出.当AQ=0.30,NCE≤10%时,无碎片离子产生,同时,m/z267强度随着NCE的升高几乎不变; NCE=20%~25%时,在m/z239处出现碎片离子峰,且其强度随着NCE的升高而增大;NCE=25%~ 55%时,m/z239强度随着NCE的升高缓慢减小.当AQ=0.35,NCE≤25%时,m/z239和267的强度随着NCE的变化趋势与AQ=0.30时一致; NCE=30%~55%时,m/z239的强度随着NCE的升高保持不变.当AQ=0.40~0.70时,m/z239和267的强度随着NCE的变化趋势与AQ=0.35时完全一致,只是在各AQ值下m/z239强度的最高值随着AQ变化.当AQ=0.35时,m/z239强度的最高值为2.86×103;当AQ=0.40~0.55时,m/z239强度随着AQ的升高保持不变,但高于AQ=0.35时的强度(3.36×103~3.64×103);当AQ=0.55~0.70时,m/z239强度的最高值随着AQ的提高而减小,如AQ=0.70时,m/z239强度的最高值已降至2.20×103.综上,当AQ=0.10~0.25时,仅提高NCE无法得到碎片离子;AQ=0.25~0.40时,提高NCE可以得到碎片离子,且m/z239强度的最高值随着AQ的升高而增大;AQ=0.40~0.55时,m/z239强度的最高值随着AQ的升高几乎不变;AQ=0.55~0.70时,仍可得到碎片离子,但其强度的最高值随着AQ的升高开始减小.由9种OH⁃PAHs单体以及1⁃OHPyr[20]碎片离子强度最高值随AQ的变化还可以看出,各单体分子离子均在AQ升高至一定程度时才开始产生碎片离子;另一方面,进一步提高AQ,碎片离子强度先显著增强,然后趋于稳定,最后出现降低趋势(图5).以上结果表明:(1)在采用ESI⁃IT⁃MS2检测OH⁃PAHs时,AQ是获取OH⁃PAHs碎片离子的关键参数,因为仅当AQ大于某一阈值时,OH⁃PAHs各单体分子离子才能发生碎裂.Jacques等[12]采用ESI⁃IT⁃MS2(LCQ IT⁃MS)分析4种OH⁃BaPs时,未能得到OH⁃BaPs的碎片离子,其原因可能是AQ设定值低于阈值所致;(2)对于不同环数的OH⁃PAHs,使其分子离子发生碎裂需要设定的AQ阈值并不相同,如对于2⁃OHFlu,当AQ>0.20时,其母离子开始产生碎片离子;对于2⁃/3⁃/4⁃/9⁃OHPhe,1⁃OHPyr, 6⁃OHChr和3⁃OHBaP,当AQ>0.25时,各单体的分子离子开始产生碎片离子;对于1⁃/2⁃OHNap,则是 Fig.5 Relative intensity variation of OH⁃PAHs with different AQ values当AQ>0.30时,才开始产生碎片离子;(3)OH⁃PAHs 碎片离子强度和AQ 非线性相关,AQ 过大或过小都会降低OH⁃PAHs 单体碎片离子强度,甚至无法得到碎片离子,因此进行IT⁃MS 2分析时,需要对AQ 进行优化.产生上述结果的原因可能是在CID 过程中AQ 控制的是共振激发的射频频率,AQ 较低时,系统施予母离子的能量相对较低,母离子无法蓄积发生解离所需的内能;AQ 较高时,母离子能够蓄积解离所需的内能,因此更容易产生碎片离子;但当AQ 过高时,碎片离子无法在离子阱中稳定存在,导致碎片离子强度降低.离子阱中可以稳定存在的最低m /z 离子和AQ 存在如下关系:Lowest m /z =[Parent mass]×[AQ]/0.908(1) 另外,LTQ IT⁃MS 的AQ 默认值是0.25,如果在建立分析方法时直接采用仪器默认值,将无法得到大部分OH⁃PAHs 的碎片离子(如OH⁃Naps,OH⁃Phes,1⁃OHPyr,6⁃OHChr 和3⁃OHBaP),或者导致碎片离子产率较低(如2⁃OHFlu).3 结 论采用ESI⁃IT⁃MS 2检测了9种不同环数(2~5环)的OH⁃PAHs,获得3⁃OHBaP 和2⁃OHFlu 等OH⁃PAHs 单体的碎片离子,并发现IT⁃MS 2的CID 操作参数AQ 是实现其检测不同环数OH⁃PAHs 的关键.参 考 文 献[1] Vijayalakshmi K.P.,Suresh C.H.,put.Chem.,2008,29(11),1808 1817[2] Niu H.Y.,Cai Y.Q.,Wei F.S.,Mou S.F.,Jiang G.B.,Prog.Chem.,2006,18(10),1381 139(牛红云,蔡亚岐,魏复盛,年世芬,江桂斌.化学进展,2006,18(10),1381 1390)[3] Campo L.,Rossella F.,Pavanello S.,Mielzynska D.,Siwinskad E.,Kapkae L.,Bertazzia P.A.,Fustinonia S.,Toxicol.Lett.,2010,192(1),72 78[4] Kang R.H.,Wang Y.S.,Yang H.M.,Li G.R.,Tan X.,Xue J.H.,Zhang 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AromaticHydrocarbons by Electrospray Ionization IonTrap Tandem Mass SpectrometryLI Xue1,2*,FANG Xiao⁃Wei2,LI Yin⁃Ping1,CHEN Huan⁃Wen2*(1.Institute of Environmental Pollution and Health,School of Environmental and Chemical Engineering,Shanghai University,Shanghai200444,China;2.Jiangxi Key Laboratory for Mass Spectrometry and Instrumentation,East China Institute of Technology,Nanchang330013,China)Abstract Hydroxylated metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons(OH⁃PAHs)are the mostly widely used biomarker of carcinogenic PAHs to assess health risk caused by exposure to PAHs.Among present strate⁃gies used for detecting OH⁃PAHs,electrospray ionization tandem mass spectrometry(ESI⁃MS2)shows advanta⁃ges in both high sensitivity and selectivity;however,fragment ions cannot be obtained for some OH⁃PAHs (e.g.3⁃OHBaP,2⁃OHFlu).In this work,ESI⁃MS2analysis of nine OH⁃PAHs(2⁃to5⁃rings)was achieved with ion trap MS2(IT⁃MS2);by optimizing collision⁃induced dissociation conditions of activation Q(AQ)and normalized collision energy(NCE),3⁃OHBaP and2⁃OHFlu were effectively fragmented meanwhile fragmenta⁃tion efficiencies of other seven OH⁃PAHs were also improved.AQ was proven to be the critical parameter for fragmenting OH⁃PAHs when IT⁃MS2is used.Keywords Polycyclic aromatic hydrocarbon;Biomarker;Hydroxylated metabolite of polycyclic aromatic hy⁃drocarbon;Ion trap tandem mass spectrometry;Collision⁃induced dissociation(Ed.:I,K)。