利用三级质谱与二级质谱匹配策略鉴定丹参中酚酸类成分

多级质谱信息(MS/MS information)可提供鉴定化合物结构的关键线索,多级质谱(MS/MS)图谱到结构的转换(MS/MS spectrum to structure)是精准鉴定化合物结构的重要过程。本研究提出了化合物的三级质谱(MS³)图谱与其结构单元的二级质谱(MS²)图谱匹配策略,实现了化合物结构的精准鉴定。首先,利用三重四极杆复合线性离子阱质谱仪(Qtrap-MS)的双碰撞池,采集酯类化合物酯基质谱裂解产生的特征碎片离子(c^–和y^–)在线性离子阱(LIT)内经第二次碰撞诱导解离(Collision-induced dissociation, CID)后的MS³图谱,并同步采集其结构单元化合物([M–H]^–)在LIT中经碰撞诱导解离后的MS²图谱,结果表明,酯类化合物特征碎片离子的MS³图谱与结构单元化合物的MS²图谱匹配。最后,采用HR-MS/MS对丹参总酚酸(Total ...     

高效液相色谱-离子阱质谱法快速筛查改善睡眠类保健食品中非法添加的24种镇静催眠药

建立了高效液相色谱-离子阱质谱(HPLC-IT MS)同时测定改善睡眠类保健食品中非法添加的24种镇静催眠药的快速筛查方法。样品经甲醇超声提取20 min,经0.45 μm滤膜过滤后进行HPLC-IT MS分析检测。采用Phenomenex Luna C18色谱柱分离,流动相A为0.05%(v/v)甲酸水溶液,流动相B为甲醇-乙腈(15:25, v/v)溶液,等度洗脱;采用电喷雾离子(ESI)源及正、负离子切换模式,扫描MS¹~MS³三级质谱,利用24种药物的MS/MS(MS²)和MS/MS/MS(MS³)质谱对样品进行定性筛查。24种镇静催眠药品在一定线性范围内线性关系良好,相关系数(r²)均大于0.999,检出限在4.0~446.6 μg/L之间,3个添加水平的回收率为88.6%~110.3%,相对标准偏差(RSD)在0.8%~9.8%之间。27批样品经筛查发现有18批样品检出褪黑素。该方法快速、灵敏、处理方法简单,可用于保健食品中非法添加镇静催眠类药品的快速筛查。     

疑似蛇毒液样品的纳升级超高效液相色谱-高分辨质谱分析鉴定

针对5个疑似蛇毒毒液及其沾染样品,基于纳升级超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（Nano LC-MS/HRMS）技术,结合尺寸排阻色谱分离,建立了一种蛋白质种类及物种归属的严格鉴定方法。5个样品经尺寸排阻色谱分离后均得到3个洗脱峰,分别冻干后以胰蛋白酶进行溶液内酶解处理并进行液相色谱-高分辨质谱分析鉴定。首先采用全扫描-数据依赖型MS/MS（Full MS/dd MS²）采集模式对样品中的肽段信息进行非靶向采集,依次与Swiss-Prot、蛇亚目（Serpentes）、游蛇科（Colubroidea）、眼镜蛇科（Elapidae）、眼镜蛇亚科（Elapinae）、眼镜蛇属（Naja）蛋白质数据库逐级收缩比对;再筛选符合肽谱匹配度、肽段错误发现率小于1%和特征肽段数目大于等于2的蛋白质,共鉴定到32种蛋白质均来自中华眼镜蛇（Naja atra）,可归属于Naja atra的10个家族,主要为三指毒素、金属蛋白酶、磷脂酶A2等。最后,采用平行反应监测模式选取每种蛋白质的两条特征肽段进行靶向验证,当两条特征肽段均满足“至少75%的y⁺和b⁺离子的Δm/z小于5 ppm”时,方认为鉴定到了样品中的某一蛋白质。最终鉴定出5个样品均含有Naja atra蛇毒。此鉴定方法研究系统、严格,可为蛇毒中毒司法鉴定以及毒药物研究等提供有效的技术支持。     

气相色谱-四极杆飞行时间质谱准确鉴定常见水果蔬菜中的农药残留

建立了一种新型农药多残留检测方法。采用气相色谱-四极杆飞行时间质谱（GC-QTOF MS）结合Carbon NH₂柱固相萃取净化可对不同类别的152种农药残留进行准确的鉴定。一级（MS¹）精确质量数据库评价3~5个特征离子,以3个及以上特征离子检出且离子丰度比（Q/q_i）合适作为一级质谱定性依据。对部分特征离子数不足及特征离子检出情况不符合条件的农药进行二级（MS²）确证,应用二级谱图库检索及镜像结果对比分析实现疑似农药确证。本文对梨、甘蓝、番茄3种代表性果蔬在5.0和10.0 μg/kg 2个添加水平的152种农药进行测定,回收率在70%~120%范围的比例分别为甘蓝91.45 %、94.08%,番茄88.20%、88.80%,梨86.84%、92.10%。本方法为常见果蔬中农药残留的准确判断提供了可靠依据,扩大了分析范围。     

纳升电喷雾串联质谱鉴定重组人甲状旁腺素(1-34)

用先进的纳升电喷雾-四极杆-飞行时间串联质谱鉴定重组人PTH(1-34)。通过ESI-MS测定重组人PTH(1-34)分子量及MS/MS对其胰蛋白酶酶解后的肽段的序列和数据库查询进行结构鉴定。重组PTH(1-34)测定分子量为4115.21,与理论值相比测定相差0.06%。MS/MS测定出其中双电荷离子峰m/z728.4肽段序列为VSEIQLMHNLG,以及其他3个单电荷离子峰的序列。数据库检索后确定重组表达的PTH(1-34)一级结构完全正确,纳升电喷雾串联质谱以其灵敏、快速和准确为蛋白质鉴定提供了有效的手段。     

蛋白质组学研究中傅立叶变换离子回旋共振质谱数据采集方法的比较

探讨了线性离子阱-傅立叶变换离子回旋共振质谱(LTQ-FT)的数据采集模式对蛋白质组鉴定结果的影响,比较和分析了针对不同复杂程度样本的最佳采集模式.对于α-乳清蛋白4种标准蛋白质酶切肽段混合物的简单体系,在傅立叶变换离子回旋共振腔中选3个最强母离子进行选择离子监测扫描后, 再实施二级碎裂的方法(SIM3) 得到的肽段覆盖率, 分别是直接选10个最强母离子进行二级碎裂(FT10)方法得到的肽段覆盖率的1.5～1.9倍.另外, 对酵母蛋白酶切肽段混合物的复杂体系鉴定时,只采集双电荷和三电荷母离子进行二级扫描的方法(FT10_23)比单电荷、双电荷和三电荷都采集的方法(FT10_123)得到的图谱鉴定成功率提高64.1%.实验还对不同数据采集模式下图谱的特点进行了考察.本研究表明,针对不同复杂程度的样本,应采取不同的质谱数据采集方法.     

多级质谱法测定Axinastatin 1环肽序列及其断裂机理研究

对具有抗癌活性的海洋环肽Axinastatin 1进行化学合成. 采用多级质谱法对合成环肽进行序列测定. 线性前体测序依据b_x－y_z断裂路径, 在同一张MS²谱中利用b和y离子所提供序列信息的互补来实现. 环肽测序依据b_x→b_x－1断裂路径, 每一级MS由b离子的C端碰撞掉一个氨基酸残基直到MS⁶, 得到2套b离子, 根据它们所提供序列信息的互补可准确测定环肽序列并推断其环结构, 同时观察到b离子重排现象. 讨论了上述断裂与重排的路径和机理, 并利用半经验量子化学PM3和AM1两种算法计算了碎片的生成焓, 验证了路径的合理性. 由离子b_5PN的生成焓偏高和其重排间的联系尝试提出过渡结构假设.     

SNP的电喷雾串联质谱研究

采用电喷雾串联质谱技术对两组单核苷酸多态性(SNP)样品进行了研究,初步研究结果显示应用串联质谱可快速鉴定SNP分型以及确定SNP位点。采用16.3 mmol/L三乙胺(TEA)-400 mmol/L六氟异丙醇(HFIP)缓存溶液,电喷雾负离子模式下,长度为20 bp的寡核苷酸的MS扫描谱图显示其母离子呈较宽的多电荷态分布。选择低电荷态[M-4H]4-母离子,碰撞能为54 eV时,MS/MS扫描得到丰富的碎片离子,通过鉴定特征离子碎片(w和a-B离子系列)可确定其序列。     

基于组学、机器学习和生物转化技术的农药及其转化物筛查方法研究

该研究基于液相色谱-高分辨质谱联用技术，针对不同食品基质，通过标准化的样品提取方法，低歧视的仪器采集方法，以及组学、机器学习和生物转化等技术的融合，建立了各类农药及其转化物的靶向和拟靶向数据筛查方法。实验结果表明，不同农药在多种基质中的回收率为80%～120%。样本中农药的MS²特征能在基于特定列表(Inclusion list)的数据依赖性扫描(DDA)方式下兼顾检出率和特异性。靶向方法基于数据库的保留时间(RT)、MS¹(m/z偏差、同位素轮廓、加合形态、源内裂解)和MS²(二级碎片)等多元参数匹配，可以高置信度地鉴定阳性物质。同时，拟靶向方法在人工智能(AI)预测模型的帮助下，在菊花茶中发现8种疑似的农药转化物，这些特征在MS¹匹配的基础上进行MS²的预测和RT的过滤，并通过体外肝微粒生物合成获得无商业化标准品的农药转化物的质谱特征，确证疑似结果。该方法实现了农药及其转化物的高通量和高特异性的筛查，适用于各类食品基质的快速筛查。     

溴甲烷在强激光场中的电离和解离

利用自制的反射式飞行时间质谱仪(RTOF-MS)研究了多原子分子CH₃Br在强激光场中的电离解离. 得到了溴甲烷在强激光场中电离解离的飞行时间质谱, 基于RTOF-MS的高分辨率(M/ΔM>2000), 测量了分子库仑爆炸产生的系列碎片离子的动能释放(KER), 用多光子解离和库仑爆炸解释了实验结果. 与碘甲烷在强场中的实验结果对比发现: (1) 在相同的激光场强下, 碘甲烷电离解离的最高价碎片离子为I⁶⁺而溴甲烷为Br³⁺; (2) 溴甲烷质谱中存在母体离子的脱氢产物CH_mBr⁺ 和CH_mBr²⁺, 而对于碘甲烷, 没有检测到这些通道, C-I键首先断开; (3) 质谱中存在H⁷⁹Br⁺和H⁸¹Br⁺, 而碘甲烷的电离解离中不存在HI产物; (4) 溴甲烷库仑两体爆炸的有效电荷间距随着两碎片电荷乘积的增大而增大, 而对于碘甲烷此间距几乎不随电荷乘积变化; (5) CH_m⁺(m=0, 1, 2)的主要生成通道可能与碘甲烷不同, 不是来自CH₃⁺的顺序脱氢, 而是来自脱氢母体离子的直接解离.     

类肝素化合物的傅立叶变换离子回旋共振-电喷雾质谱研究

采用负离子模式的电喷雾傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI-FTICR-MS)对3个合成的肝素类化合物DHα、THα和THβ进行了全扫描一级谱和持续非共振辐照碰撞诱导解离(SORI-CID)串联质谱分析。样品浓度10μmol/L,流动泵注射直接进样。化合物中的磺酸胺和磺酸酯结构容易在一般电喷雾条件下发生分解,失去一个或者多个SO3,一级全扫描谱图中得到的谱峰均是带有单电荷或者双电荷的准分子离子峰。在串联质谱中,部分双电荷离子发生解离时,其二级谱图中子离子由单电荷子离子和双电荷子离子共同组成。通过对谱峰的局部放大,利用同位素峰的峰间距,能直接给出子离子的带电荷情况。同时,结合FTICRMS提供的高质量精度质谱数据,能够对所选取母离子的碎裂途径进行确认。离子质荷比测量的平均误差小于3.0×10-6。为结构复杂的类肝素化合物的质谱分析提供了借鉴。     

新型靛红腙类合成大麻素质谱裂解规律研究

研究了新型靛红腙类合成大麻素在电子轰击(EI)和电喷雾(ESI)电离模式下的质谱裂解规律,并建立了可疑物中该类合成大麻素的鉴定方法。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-高分辨质谱联用(LC-Q-Orbitrap/MS)技术,对5种新型靛红腙类合成大麻素(MDA-19 (BZO-HEXOXIZID),5C-MDA-19 (Pentyl MDA-19,BZO-POXIZID),CHM-MDA-19 (BZO-CHMOXIZID),4en-pentyl MDA-19(BZO-4en-POXIZID),5F-MDA-19 (5F-BZO-POXIZID))的主要碎片离子和碎裂过程进行分析,并对获得的质谱图进行解析,推测该类合成大麻素的EI-MS及ESI-MSⁿ碎裂规律。EI-MS可获得比ESI-MSⁿ更多的碎片离子用于该类合成大麻素的结构推断。碎片离子6,7和8对应的质荷比(m/z)118 (C₈H₈N⁺),132(C₈H₆NO<...     

碱金属离子与三肽复合物的气相裂解反应

为了探索侧链R基团对碱金属离子与多肽复合物气相裂解反应的影响, 采用电喷雾电离质谱法研究了碱金属离子Li⁺, Na⁺和K⁺分别与甘氨酸三肽(GGG)、 甘氨酰-苯丙氨酰-甘氨酸三肽(GFG)和甘氨酰-甘氨酰-苯丙氨酸三肽(GGF)形成的复合物的气相裂解反应. 质谱定性实验结果表明, Li⁺, Na⁺和K⁺与GGG, GFG或GGF在气相中可以形成稳定的复合物, 配合比为1∶1或2∶1. 竞争反应质谱图显示, GGG, GFG或GGF与碱金属离子形成的复合物的质谱峰丰度按Li⁺, Na⁺, K⁺顺序依次下降, 表明随着碱金属离子半径的增加, 它们与三肽的结合强度依次减弱. 碰撞诱导解离显示, 母体离子[GGG+Na]⁺, [GGF+Na]⁺和[GFG+Na]⁺ 的质心碰撞能量E(CM)₅₀数值分别为1.94, 1.76和1.63 eV. 通过质谱滴定法测得[GGG+Na]⁺, [GFG+ Na]⁺和[GGF+Na]⁺ 的结合常数lg\begin{array}{c}{K}_{a_1}\end{array}分别为5.30, 5.25和5.17. 质谱法定量结果进一步确认复合物的稳定性顺序为[GGG+Na]⁺>[GGF+Na]⁺>[GFG+Na]⁺, 表明由于空间位阻的影响, 侧链R基团含有苄基的GFG或 GGF与Na⁺的键合强度要小于侧链R全部为H的GGG. 串级质谱分析结果显示, 碱金属化的GGG断裂位点较多, 可解离出丰富的金属化a₂, b和y型碎片离子, 而碱金属化的GGF和GFG解离出的金属化y型离子较多, b型离子其次, 金属化a型离子几乎没有. 此外, 双碱金属化的GGF可解离出较多金属化y型离子. 复合物[GGF+Na]⁺的裂解曲线显示, 当碰撞能量为25 eV时, [y₂+Na-H]⁺ 和[b₂+Na+OH]⁺为主要碎片离子, 当碰撞能量>40 eV时, 只有[b₂+Na+OH]⁺ 碎片离子占有优势数量. 根据质子化三肽裂解机理可以推测, 钠化GFG裂解后生成含噁唑酮的[b₂+Na]⁺离子, 该离子经过一系列过渡态生成[a₂+Na]⁺(2-苄基-4-咪唑酮), 而不是常见的亚胺离子.     

UPLC-Q-Orbitrap HRMS法筛查动物肌肉组织中16种琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂

应用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)建立了筛查动物肌肉组织中16种新型琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂农药残留的方法。样品使用乙腈提取,乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、十八烷基键合硅胶(C₁₈)净化处理,数据采集使用一级母离子全扫描及数据依赖的二级子离子扫描(Full MS/dd-MS²)模式。以Full MS一级质谱全扫描提取母离子精确质量数所得的色谱峰面积进行定量,以保留时间和dd-MS²数据依赖子离子扫描所得的二级子离子质谱图进行定性确证。结果表明,16种杀菌剂的精确质量偏差的绝对值低于4.85×10^-6;16种杀菌剂在一定质量浓度范围内线性关系良好(R²≥0.9983),方法检出限为0.12～0.60μg/kg,平均回收率为67.1%～111.9%,相对标准偏差(RSDs)为0.3%～12%。     

反相高效液相色谱-电喷雾质谱法分析食源血管紧张素转换酶抑制肽

利用反相高效液相色谱/电喷雾离子阱质谱法,直接分析从牦牛乳酪蛋白中酶水解得到的血管紧张素转换酶抑制肽粗产物。RP-HPLC显示具有活性的多肽粗产物含有3个主要成分,质谱同步测定各组分的分子量(m/z)分别为815.2,1680.1,962.2,然后选择[M H] 离子通过串联质谱(MS/MS)得到碎片离子,利用b离子和y离子互补的方法鉴定了多肽序列。三条肽分别为Leu-Pro-Tyr-Tyr,Pro-Leu-Pro-Leu-Leu-Gln,Phe-Leu-Pro-Pro-Tyr-Tyr。结果显示,所获得的多肽序列与牛乳酪蛋白一级结构中相应肽段的序列一致。     

纳升电喷雾串联质谱法确证阿托西班的一级结构

利用电喷雾串联质谱对合成八肽阿托西班进行了二硫键还原前后的精确分子量测定和一级结构的确证.首先通过全扫描模式测定了其还原前后的精确分子量,然后选择母离子m/z 498.73(双电荷)通过串联质谱(MS/MS)得到碎片离子,采用Y离子的方法测定了阿托西班的序列并对其的修饰位点进行了确证.本方法具有灵敏度高、速度快、样品无需纯化等特点,在多肽类药物一级结构分析方面具有独特的优势.     

磺基异硫氰酸苯酯化学辅助方法对新蛋白质进行从头测序

利用基质辅助激光解吸电离-串联飞行时间(MALDI-TOF-TOF)质谱结合磺基异硫氰酸苯酯化学辅助的方法对一种从拟青霉(Paecilomyces bainier)分离纯化到的新人参皂苷Rb1水解酶的部分肽段进行了从头测序. 共获得了这个新蛋白质8条肽段的序列, 一些磺化后信噪比非常低的肽段也获得了比较完整的序列. 同时通过从头测序分析确定了一对甲硫氨酸非氧化和氧化肽段的序列. 结果表明, 磺化后的肽段离子化效率大大增强, 在PSD(源后裂解)过程中只有肽键断裂产生的C端的碎片离子系列(y离子系列)出现在质谱图中, 图谱背景清晰, 信噪比高, 单纯的y离子系列使得图谱解析变得非常容易. 将这8条序列在NCBI(美国国立生物技术信息中心)数据库中进行BLAST(蛋白质序列比对工具)检索印证这种β-葡萄糖甘酶是一个新蛋白质, 发现的两条相对保守的序列为进一步研究奠定了基础.     

纳升电喷雾串联质谱在阿托西班一级结构确证中的应用

利用电喷雾串联质谱对合成八肽阿托西班进行了二硫键还原前后的精确相对分子质量测定和一级结构的确证.首先通过全扫描模式测定了其还原前后的精确相对分子质量,然后通过串联质谱(MS/MS)得到母离子m/z 498.73(双电荷)的碎片离子,采用y离子的方法测定了阿托西班的序列并对其修饰位点进行了确证.该方法具有灵敏度高、速度快、样品无需纯化等特点,在多肽类药物一级结构分析方面具有独特的优势.     

串联质谱法鉴定丙基膦酸烷基酯异构体

采用串联质谱(MS/MS)研究了丙基膦酸烷基酯异构体,以鉴定与磷相连的丙基基团。针对电子轰击质谱(EI-MS)谱图中特征离子m/z 125和化学电离质谱(CI-MS)谱图中的准分子离子,进行串联质谱研究,对碰撞气压力和碰撞能量进行优化。实验结果表明:在碰撞能量20 V,碰撞气压力1.0 mTorr时,电子轰击串联质谱(EI-MS/MS)模式下,正丙基膦酸酯的母离子m/z 125碎裂产生较强的子离子m/z 107,而异丙基膦酸酯的母离子m/z 125则碎裂产生较强的子离子m/z 65和83;在化学电离串联质谱(CI-MS/MS)模式下,正丙基膦酸酯的准分子离子产生子离子m/z 125(基峰)和107,异丙基膦酸酯的准分子离子产生子离子m/z 125、107和83;通过串联质谱反应,能清晰地区分正丙基和异丙基膦酸烷基酯(C≥2)。     

基质辅助激光解析电离质谱和电喷雾质谱共同快速确证达托霉素结构

运用基质辅助激光解析电离-飞行时间串联质谱(MALDI-TOF/TOF MS)和电喷雾-四级杆-飞行时间质谱(ESI-Q-TOF MS)快速确证环脂肽达托霉素的结构。首先,ESI检测达托霉素相对分子量为1619.7107,与理论值偏差0.0007。选择其双电荷峰m/z 809.848作为母离子进行ESI串联质谱(MS/MS)测定,成功匹配了达托霉素环外氨基酸序列C9H19CO-Trp-Asn-Asp。其次,优化Li OH裂解达托霉素的实验条件,以MALDITOF/TOF MS监测开环效果,获得95%以上的开环样本后,分别运用MALDI和ESI进行MS/MS测定,达托霉素开环产物的b+和y+全部被匹配,达托霉素全部氨基酸序列得到确证。最后,对开环产物的ESI-MS/MS条件进一步优化,获得了丰富的低端碎片离子,解析了脂肪酸链结构,并绘制了脂肪酸链的裂解图。本方法快速、简便、准确,是确证环脂肽类化合物结构的可靠方法。