《食品环境安全色谱质谱分析技术专辑--3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品环境安全色谱质谱分析技术专辑--3（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、28 导言 带有知名的PPINICI（脉冲-正离子/负离子化学电离）可选项的 PolarisQ 离子阱气相/质谱，目前非常有实际应用价值。PPINICI 是 一个仪器控制技术，它能够同步采集化学离子化形成的正离子/ 负离子。结果，一针进样得到两张色谱图：一张为正离子CI谱 图，另外一张是负离子CI谱图。因为正负离子质谱图具有互补 的特性，获得两种形式分析数据的能力使得质谱分析更加全 面。PPINICI能够与各种各样的质谱仪结合，例如全扫描蛘串 连质谱，在尽可能短的时间内给出了广泛的化合物信息。 支持PolarisQ质谱仪的PPINICI技术是： 化学离子化选项供给“高压”甲烷或者其他反应气，通
2、过间 接的化学离子化过程使分子离子化 离子阱的外部源能够实现负离子化学电离. 结合打拿极/电子倍增器的变换放大当前从阱内出来的离子， 利用电子倍增器转换正负离子成为电子，质子或者可检测的 离子碎片 一个快速交换（25ms）,低的磁滞能为转换打拿极提供能量。 Xcalibur数据处理软件基于极性或者质量扫描技术过滤这些原 始数据成为不同的色谱图。 PolarisQ GC/MS离子阱独特的特性，使它拥有完全通用并且强 大的化学分析器。带有直接或者热脱附进样杆，可分析气相色 谱不能分析的化合物。直接进样杆对于迅速筛选或者固体定性 以及可溶性物质也是一个完美的工具。 在外源离子阱气相质谱联机系统上使用
3、脉冲-正 离子/负离子化学电离(PPINICI)的最新应用 J. Matt Stephens, Meredith Conoley Thermo Electron Corporation, Austin, TX 化学离子化 化学离子化（CI）是一种“软”电离技术，这种方法产生较少 的碎片，检测的是分子离子。所附有的CI离子源体带有反应 气，用于建立一个高压的离子化区域（图1）。这个“高”的气 压（相对于真空腔体）能够增大反应气离子和中性被分析物分 子的碰撞机会。 正的化学离子化（PCI）通过质子的转移产生M+H+离子。利 用电离电子使质子丢失，然后在离子源内与反应气交换。考虑 使用甲烷作为反应气
4、。控制甲烷的流量给源加压到0.5 Torr 或者 更少。源的灯丝使甲烷离子化，产生了一个等离子体和几个反 应气离子。带有正电荷的离子m/z 17, 29, 和 41大部分是转移电 荷到被分析物的反应气离子。 反应气离子随后就与被分析物分子反应产生离子。质子的转移 和氢的丢失分别产生M+1 +和 M-1+，用甲烷，也能够形成合 成物M+29 +和M+41+。这主要取决于被分析物的分子结构。 图 1:外部源内的CI 29 负的化学电离（NCI）有时也被称作电子捕获负化学电离。分析 物离子形成的主要模式是捕获热电子。热电子带有很低的动力 学能，电子产生有两个主要过程： 1) 当电离电子形成正离子时热
5、电子被喷射。 2) 在离子源内通过与高压反应气发生无弹性的碰撞，衰减由灯 丝发出的高能量电子。 带有负电性的分析物分子能够捕获热电子形成阴离子。产生负 离子的两个主要途径： 1) 共振捕获：当热电子能量低于2ev时形成M-离子。 2) 离解共振捕获:热电子能量在2到10 eV之间就会形成分析物分 子的阴离子碎片。较高能量的电子是不可能被捕获。 变换打拿极/电子倍增器 PolarisQ检测器的装配是由变换的打拿极电极，电子倍增器以 及供给这两个装置的快速交换能量供给装置。图2是真空腔体内 检测器由上到下的装配图。转换打拿极保持在高静电压（10， 000V）和与被分析物离子相反的极性下。当离子离开
6、离子阱 时，便被拉到转换打拿极表面的弧形轨道内。高电压加速离子 的线速度，与电极的金属表面碰撞，从电极表面释放电子，质 子或者碎片离子。这些带电荷的微小颗粒被吸引到电子倍增器 上（大约2000V）,然后被安排通过打拿极。电子倍增器是一个 标准连续打拿极半导体类型的通用放大器，与打拿极结合提 供大约为3 x 105的补偿。 化学离子化同时产生正负离子：然而，在任何时候质谱仪只能 够分析一种极性的离子。当使用PPINICI方法时，仪器就会在 正离子和负离子间转换。每次转换正负离子扫描都有不同的调 谐文件支持。以便使用每种离子化模式的最佳性能。（图3a 和 3b）第二页 图4为在PPINCI扫描过程
7、中转换打拿极电压的极性变换。 图 4:在PPINCI扫描中两种形式的扫描 图 3a: PPINICI 方法的正CI扫描 图 3b: PPINICI 方法的负CI扫描 图2: 真空腔体图示 30 气相质谱联机的PPINICI的使用 图5为一个复杂混合物用PPINICI方法采集的数据(16 ppm 8270 BNA 混合物)。上部的总离子流图（TIC）是负离子CI分析，下 部的TIC是正离子CI分析。查看这些数据可以明显看出一些峰在 正负离子CI谱图中都出现过，然而其他峰只有在其中一种离子 化模式下出现。化合物接受质子(PCI)或者捕获电子(NCI)的能力 取决于本身的结构和分子基团的功能。 图6
8、描述了在两种离子化模式下都有响应的一个峰。在NCI模式 下，分子的阴离子为m/z 158，在PCI模式下，M+H+离子为 m/z 159。这些数据能够确认化合物的分子量为158 amu。 PPINICI方法也能够通过谱图确认混合物的全部成分。图7为 Aroclor 1260（PCB类）利用PPINICI模式分析的谱图。上面的 为两种模式色谱图的结合，中间的为NCI模式的色谱图，下面的 为PCI模式的色谱图。在NCI模式下保留时间越靠后响应值越大 说明PCB同源物的氯取代物也在增加。 PPINICI可以作为强有力的定性技术，通过一针注射，每个峰 能产生正离子和负离子两种质谱图;但是它也能够用来作
9、6量 的技术。例如，十氟联苯酮在八个浓度下注射（从10 fg到100 ng），然后做成标准曲线（图8）。图9为100pg DFBZ 在NCI和PCI模式下完整的谱图峰。这个特殊的化合物在NCI模 式下有一个很高的响应是显然的，因为十个氟原子存在很高的 电负性。对于两种离子化模式可用校准曲线的范围没有必要完 全重叠。 16 ppm 8270 BMA 混合物在PPINICI下的谱图 图 5: BNA混合物的正负离子化学电离的谱图 16 ppm 8270 BMA 混合物在PPINICI下的谱图 图 6:所选峰正离子和负离子质谱图 (1,4Napthoquinone) Aroclor 1260中PCB
10、类物质利用PPINICI模式分析 图 7. Aroclor 1260正离子和负离子CI的色谱图 10fg到100ngDFBZ在PPINICI模式下分析 图 8: DFBZ校准曲线 图 8: DFBZ校准曲线 31 图 10: 直接进样到 DEP 灯丝 直接进样杆与 PPINICI结合 使用直接进样杆能够分析不适合于气相色谱分析的化合物。这 些化合物在瞬间气化时太不稳定，或者太稳定以至于不能通过 气相色谱柱。如果化合物能够溶解在溶剂中，DEP（热脱附进 样杆）能够将化合物直接导入PolarisQ离子源内。图10为注射 样品溶液于DEP灯丝。电加热灯丝使样品变成蒸汽。 DIP（直接进样杆）能够接受
11、固态或者液态形式的样品，然后在 离子源内使他们直接气化。图11为直接进样杆插入质谱仪凇 直接进样杆与PPINICI技术结合，能够为样品的定性提供桓非 常迅速的方法。图12为使用DEP分析2,4,6-三硝基甲苯。在正/ 负离子化学电离模式下，TNT都有非常好的响应。NCI模式得到 了一张带有分子阴离子的质谱图，m/z 227，还有PCI模式得到 了m/z 228， M+H+离子。使用PPINICI和直接进样杆，在1分 钟内分析这个化合物就能以很高的可信度定性。 PPINICI除了与全扫描技术还能与质量分析技术结合。图 13演示了PPINICI与Data Dependent TM scanning
12、 结合。Data Dependent TM scanning是一个仪器控制工具，在全扫描质谱图 和由分析者选择一组条件的基础上，能够自动对样品做串连质 谱分析。 Data Dependent TM scanning与PPINICI结合，用直接进样杆导 入2,4,6-TNT能够获得PCI和NCI的全扫描质谱图。除了全扫描 质谱图外，同一次分析运行还能自动产生两种模式下的串连质 谱定性谱图。 P P I N I C I 模式直接进样杆分析T N T 图 11: 进样杆插入质谱仪 图 12: DEP-PPINICI全扫描分析 2,4,6-TNT 图 13: DEP-PPINICI与Data Depe
13、ndentTMscanning分析 2,4,6-TNT的数据 结论 PolarisQ质谱仪的PPINICI选项，通过同步采集正离子和负离子 质谱图为定性分析提供了强有力的工具。同样地，如果未知物 适合于这两种模式，它能够快速的估算出未知物的分子量。当 未知化合物的正离子和负离子质谱图与用户自制谱库和校准列 表中事先确定的谱图相一致，那么PPINICI就能够用来做勘化 合物的分析。在Data Dependent scanning控制下，PPINICI为 串连质谱分析产生离子时，这种结合为定性提供了很高的可信 度。 32 色谱质谱仪应用指南 徐晓英1，Gary Paul2，周乔1，Gregory
14、Tucker1， Walter Korfmacher1 1 药物代谢和药物动力学研究室，SPRI研究所，Kenilworth，New Jersey，USA 2 Thermo Electron Corporation，Somerset，New Jersey, USA 概述 应用Finnigan TSQ Quantum Discovery三重四极杆质谱仪， 在单位质量和增强质量分辨率下对药物开发化合物在血浆中的 定量限LOQ进行了比较。 引言 近年来，大气压电离API技术和仪器发展进步给药物的定分 析带来了重大革命1。Finnigan TSQ Quantum Discovery是唯 一能提供增强质
15、量分辨率的台式三重四极杆质谱仪1-6。在先前 Finnigan TSQ Quantum Discovery质谱仪的定量研究中，了解 了在选择反应监测扫描SRM中增强质量分辨率在Q1质量分析器 选择母离子的作用。相对于三重四极杆典型的单位质量分辨率 模式，增强质量分辨率可以改善分析灵敏度2-6。利用四极杆质 谱的额外分辨力可以容易地将目标分析物从相同分子量的化学 干扰物中分离，得到选择能力的改善。 为了进一步研究Finnigan TSQ Quantum Discovery质谱仪增强 质量分辨率的优势，将经过最少前处理的复杂生物基体药物样 品中在单位质量分辨率和增强质量分辨率条件下的灵敏度进行 比
16、较，来评价增强分辨率对定量限LOQ的改善。 应用FinniganTSQ Quantum Discovery 质谱仪增强质量分辨率来提高分析的灵敏度 实验 化学药品与试剂 大鼠血浆购于Bioreclamation公司（Hicksville，纽约，美国）， 乙腈和甲醇为Fisher Scientific公司的Optima级（99.9）试剂 （匹兹堡，宾西法尼亚州,美国），醋酸铵购自Sigma化学试剂 公司（圣路易，密苏里州，美国），冰醋酸（99.99+%）购于 Aldrich化学试剂公司（密尔沃基，威斯康星州，美国）用 小 型超纯水处理系统进行水纯化（EASYpure UV ，迪比克，IA， USA）。 样品制备 在50 L含250ng/mL研发药物A的大鼠血浆中加入150l浓度为 10ng/mL的内标乙腈溶液。沉淀血浆后，混合物涡旋30秒，然 后离心10分钟。上清液转移到干净的96孔酶标板，进行LC/MS/ MS分析。 33 34 图4.添加化合物A(250ng/ml)和内标物的大鼠血浆在增强质量分辨率的 LC/E
