LC-MS-MS

2021年1月26日发(作者：康成元)
液相色谱
-
质谱／质谱联用技术的进展及应用

[
发布时间：

2005
年
9
月
29
日

作者：
方晓明，
张社

来源：
检验检疫科学

浏览次数：

433]



摘要简介了液 相色谱
-
质谱
，质谱联用技术的新进展，综述了近年来该技术的应用及其发展
前景。引用文献
24
篇。


关键词：液相色谱质谱，质谱综述

1
前言


近年来，由于液相色谱
-
质谱，质谱
(LC- MS
／
MS)
联用新技术的不断出现，
LC-MS
／
MS< br>已
成为现代分析手段中必不可少的组成部分。
LC
／
MS
的联 用始于
70
年代，
90
年代以来，由于
大气压电离的成功应用以及质 谱本身的发展，液相色谱与质谱的联用，特别是与串联质谱
(MS/MS)
的联用得到了极大的 重视和发展。
LC-MS
／
MS
联用的优点非常显著，因为
气相色谱
只能分离易挥发且不分解的物质，
而液相色谱则把分离范围大大拓宽了，
生物大分子也 能分离，
LC
与高选择性、高灵敏度的
MS
／
MS
结合，可 对复杂样品进行实时分析，即使在
LC
难分离
的情况下，只要通过
MS1及
MS2
对目标化合物进行中性碎片扫描，则可发现并突出混和物中
的目标化合物 ，显著提高信噪比。


液
-
质联用是通过一个
“< br>接口
”
来实现的。在接口研制方面，前后发展了有
20
多种，其中主要
有直接导入界面、传送带界面、渗透薄膜界面、热喷雾界面和粒子束界面，但这些技术都有不
同 方面的限制和缺陷，直到大气压电离技术成熟后，液
-
质联用才得以迅速发展，成为科研和日常分析的有力工具。

2
接口基本原理


有关各种电离技术文献已有评述，
目前主要采用大气压电离
(API)
技术，
API
包括电喷雾电离
(
跚
)
和大气压化学电离
( APCI)
。

2
．
1
电喷雾电离
(ESI)

溶液中样品流出毛细管喷口后，在雾化气< br>(N2)
和强电场
(3
～
6kV)
作用下，溶液迅速雾化并产
生高电荷液滴。随着液滴的挥发，电场增强，离子向液滴表面移动并从表面挥发，产生单电荷
或 多电荷离子。通常小分子得
[M+H]+
或
[M-H]-
单电荷离子，生物 大分子产生多电荷离子，由
于质谱仪测量的是质，荷比
(m/z)
，可测定的生物大分 子的质量数高达几十万。

ESI
是很软的电离，可直接测定热不稳定的极性 化合物，多电荷形成可分析蛋白质和
DNA
等生物大分子，调节离子源
(
源内
ID))
电压可以控制离子的断裂，给出结构信息。

2
．
2
大气压化学电离
(APCI)

溶液中样 品流出毛细管后仍由氮气流雾化到加热管中被挥发，在加热管端的
Corona
尖端放
电电极
(
最初利用同位素
Ni
的电子放射
)
使溶剂分子形成 反应气等离子体。
样品分子与等离子体
通过氢质子交换被电离，形成
[M+H]+或
[M-H]-
，并进入质谱仪。

APCI
也是很软 的电离，只产生单电荷峰，适合测定弱极性的小分子化合物。另外，它适应
高流量的梯度洗脱，高低水溶 液变换的流动相。通过调节离子源电压，可以得到不同断裂的质
谱图。

2
．
3
接口形式


接口是液
-
质联用的关键部分，在这里完成溶液的气化和样品分子的电离。由于大量生物样
品的背景基底非常复杂， 即使经过

分离，还会很
“
脏
”
。因此在接口设计时，既要 考虑离子化
的效率，亦要考虑接口的抗污染和耐用。图给出了几种不同的
API“
接口
”
形式，采用
Z
字形通
道离子束引进系统，避免了中性或非挥发性物 质直接进入采样孔，可有效地防止接口的玷污。

3
应用

LC-MS
／
MS
联用是继
GC
／
MS< br>联用之后又一新兴的分离检测技术，
近来发展极为迅速。
它
在生命科学、环境科 学、法医学、商检等领域得到了广泛应用。

3
．
1
药物及体内药物分析


药物的是用来预防、
诊断及治疗疾病 的一类特殊物质，
与人们的健康和生命安危有极其密切
的关系，
杂质检查及其限度控制 是保证药品质量的一个重要方面。
使用
LC-MS
／
MS
可以简便< br>地对药物中杂质加以监控。
Nicolas
对抗癌药物
DuP941
生 产中有关杂质建立了
LC-MS
／
MS
指
纹图谱，不同生产的批次药 物与已建立的谱图对照，从而达到质量控制目的。
Zhao
鉴别和测
定了氯沙坦片剂在 储存过程中产生的微量降解产物。
Rourick
建立了鉴定药品杂质及降解产物
的< br>LC-MS
／
MS
方法，
如头孢羟氨苄通过酸碱或加热处理使其降解，
然后反相
C18
柱分离，
利
用
MS
／
MS
功能来鉴定杂质及降解产物的化学结构。


体内药物分析是测定体液
(
主要是血浆、血清或全血
)
中药物或其他代谢物浓度。由于血液样
品试样提供量少，基质复杂，在此混合物中分析某种微量成分
(
通常为
(g/mL或
ng/mL
水平
)
并
加以鉴别，常常是对分析化学家的挑战。

LC-MS
虽然有足够的灵敏度，但遇到
LC
难以分离的 组分，其应用受到限制。使用
LC-MS
／
MS
可以克服背景干扰，
通过
MS
／
MS
的选择反应控制模式
(SRM)
或多反应检 测模式
(SRM)
，
提高信噪比，因此对复杂样品仍可达到很高的灵敏度。
L C-MS
／
MS
对生物样品的提取、纯化
和浓缩等前处理过程没有严格要求， 一般采用液液萃取法
(LLE)
或固相萃取法
(SPE)
，但这两种
方法的缺点是比较费时。
在线萃取技术在省时和省力方面显出相当大的优越性。
现有几种在线< br>萃取技术，
如在线固相萃取、
柱切换、
涂层毛细管微萃取
(CCME< br>，
有时又称固相微萃取
(SPME)
、
多元
LC
系统 等。在线萃取技术使得
LC- MS
／
MS
优点更加明显，它可以实现微量、高通量样
品分析。

Xia
用两根平行的样品前处理柱
Oasis HLB(1×
50m m
，
3μm)
分别与一根分析柱相连接，利用
柱切换技术在两根平行的样品处 理柱之间交替进行净化、富集。此方法的样品量仅为
10μL
，
净化时间
0. 3min
，整个样品分析时间
1.6min
，而且方法精密度很好，日内、日间误差< br>6.6
％。
Hempenius
将
96
孔固相萃取装置与LC-MS
／
MS
相联，血浆样品直接注入孔内的
SPE
柱中，
净化后的样品再经
LC
分离，
MS
／
MS
采用选择 反应检测模式
(SRM)
，血浆样品中的氟哌啶醇
检测限为
0.1ng
／
mL
，方法不准确度
<10
％，样品分析时间约
1.9min< br>。
Takeshi
对血液或尿液中
11
个添加的吩噻嗪类药物进行了分 析，采用
SPME
法，样品在毛细管内壁涂层中经过选择性
吸附与解吸，再经
LC
分离，
MS
或
MS
／
MS
检测。
Wo ng
开展了微透析
-LC-MS
／
MS
生物活
体分析，方法 是将微透析探针直接插入鼠的颈静脉中，松果体素腹膜内注射后，透析液
(
连续
15h
，每隔
0.5h)
被自动注入到
1.12-MS
／
MS仪中进行分析，实时了解松果体素在体内的生化
过程及代谢情况。另外，
Wong
采用相类似的方法，将微透析探针插入鼠脑纹状体中，对神经
递质乙酰胆碱进行微小环境的活体分析。< br>手性药物在制药行业中有着特殊意义，
高通量手性液
相串联质谱可及时了解对映体在体内 代谢过程，是手性药物研究有力工具。
LC-MS
／
MS
可以
鉴别分 析体液中各种类型的药物，
文献已报道有：
罗丁诺森、
茚地那韦、
叠氮胸苷、
齐多夫定、
安替比林、奥美拉唑、恩丹西酮、孕三烯酮、右美沙芬、氟尼缩松、特乐福本、抗炎 松、特比
奈芬、新伐他丁、利多卡因、苯海拉明、雷帕霉素、利布乐定、福辛普利、普萘洛尔、普罗帕< br>酮等。


天然产物
(
中药材
)
成分 复杂，对这些产物的分析，以及对其中活性成分鉴定确实困难。而
LC-MS
／
MS< br>可对天然产物进行成分鉴定和测定，如生晒参中
人参
皂甙、蒺藜中甾体皂甙、紫
杉中紫杉醇、盾叶鬼臼根茎中木酚素和绿茶中
儿茶
素等。

3
．
2
兴奋剂，毒品检测

1980
年国际奥林 匹克委员会把阿片、可卡因、麦角酰二乙胺
(LSD)
、苯丙胺、大麻、苯二氮
卓和促 蛋白合成类固醇列为禁用药物，这些药物在体内主要以代谢产物形式存在。例如，阿片
类含有酚羟基或醇 基等，
很容易与人体内的葡糖醛酸结合；
合成类固醇在体内以睾酮形式代谢。