复杂样品质谱分析技术的原理与应用

原位、实时、在线、非破坏、高通量、低耗损的质谱学方法是质谱分析技术发展的重要趋势.在无需样品预处理的条件下对复杂基体样品中痕量待测物直接离子化技术的出现,极大地提高了质谱分析的效率,使实际样品的快速质谱分析成为可能.本文着重综述了能够在无需样品预处理情况下对复杂基体样品离子化的新兴质谱技术及其应用研究,系统阐述了直接离子化技术的基本原理和方法,介绍了几种典型的常压直接离子化技术和装置,对直接离子化质谱分析技术在食品、药品、环境、活体分析、代谢组学、蛋白质组学以及生物组织质谱成像等领域的典型应用进行了述评,讨论了提高复杂样品快速质谱分析选择性的可能方法,并展望了常压直接离子化技术未来发展的可能趋势.     

样品预处理与实时直接分析质谱的联用技术及应用

近年来,与实时直接分析质谱(DART-MS)相结合的样品预处理技术发展迅速,使得对复杂生物、环境、法医学、食品、个体小生物以及单细胞样品中的分析物进行直接分析成为可能。然而固体基质内部分析物检测困难、痕量分析物检测性能不佳已成为限制DART-MS进一步发展的关键问题。针对这些问题,多年来,研究人员在不同领域对样品预处理与质谱联用进行了多种尝试。该文以固相萃取(SPE)、分散固相萃取(DSPE)、搅拌棒吸附萃取(SBSE)、固相微萃取(SPME)、机械化学提取(MCE)和微波提取(MAE)等样品预处理技术为例,对不同研究领域中样品预处理技术与DART-MS联用的研究成果进行了综述,并对未来的发展趋势进行了展望。希望该综述能为开发与DART-MS联用的新型样品处理技术提供参考和帮助。     

复杂样品的固相微萃取-直接质谱分析技术研究进展

常压离子化质谱分析技术由于具有无需样品预处理、操作简单、分析效率高等特点,现已在复杂样品的快速分析方面发挥了重要作用。但是,该技术在质谱分析时将样品基质和待测化合物同时进行电离,样品基质对目标化合物的质谱分析造成了严重干扰。为了解决这一问题,在质谱直接分析前先采用固相微萃取技术对复杂样品中的目标化合物进行富集或基质去除,可极大地提高待测化合物的质谱分析灵敏度。该文着重综述了近几年发展起来可直接与常压电离源相联用或可原位电离目标化合物的固相微萃取技术,介绍了它们的原理及在复杂样品分析领域的应用,展望了固相微萃取-直接质谱分析技术的发展趋势。     

质谱成像技术在肿瘤研究中的应用进展

质谱成像(Mass spectrometry imaging,MSI)作为一种新型的分子成像技术,具有无需标记、无需复杂样品前处理、高通量等优点,可实现脂类、代谢物等的直接分析,并可获得组织切片中物质的空间分布信息,已成为生物、医学等领域研究的有力工具。离子化技术是质谱成像的关键和核心,新型质谱成像离子化技术的不断涌现,推动了质谱成像技术在肿瘤研究中的应用。该文着重介绍了当前主要质谱成像技术的原理及特点,并对其在肿瘤的病理诊断、标志物、药物研究等方面的应用进行评述,为质谱成像技术在肿瘤方面的研究提供参考。     

NEWS

表复杂基体样品分子信息的快速高效获取是在分子层次上探索复杂体系化学本质的重要环节,是生命科学、食品、医药等领域发展的基础。采用常规质谱技术获取复杂基体样品分子信息时,一般需经繁复冗长的样品预处理,分析效率低,限制了相关领域的发展。近年来,东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室致力于对能量与电荷(简称能荷)在多相、多维复杂基体样品中传递及分子电离过程研究,提出了帮助理解能荷传递与中性分子电离过程的电子云     

电喷雾内部萃取电离质谱直接分析蒜瓣组织的研究

固态复杂基体样品的直接电离一般仅发生在样品浅层表面,对固体内部深层物质的质谱分析往往需将样品破碎后才能进行。本研究以蒜瓣样品为例,无需样品预处理,带电的甲醇溶液以2μL/min持续流经蒜瓣深层组织,内部组织中的化学物质选择性地溶解到流动液中,并在蒜瓣组织的尖端形成电喷雾,产生相应气态离子供后续质谱分析。在正离子检测模式下,实验记录了两种蒜瓣样品(共24个)、经不同方式贮存加工后的同种蒜瓣样品(共36个)在m/z 50~2000范围内的化学指纹谱图,并将指纹谱图数据进行主成分分析( PCA),获得了令人满意的分组结果。研究表明,电喷雾内部萃取电离质谱( iEESI-MS)可以直接获取蒜瓣内部组织生物化学信息,鉴定蒜瓣组织中重要的化学成分(如蒜氨酸、蒜素、精氨酸、多糖等),快速识别蒜瓣组织中代谢组分的变化。本方法无需样品预处理、操作简单、分析速度快(单个样品分析时间小于2 min),最大程度避免了生物组织分析过程中活性物质受环境作用(如酸解、空气氧化等)的降解,有望为生物组织样品的代谢组学研究提供一种直接、快速的质谱分析方法。     

芦笋中化学成分的内部萃取电喷雾电离质谱检测

选择芦笋(Asparagus Officinalis L)新鲜茎块和两种干燥茎块为代表性植物组织样品,建立了一种直接检测芦笋中多种化学成分的内部萃取电喷雾电离质谱(iEESI-MS)分析方法。在正离子检测模式下,选择甲醇(CH₃OH)作萃取溶剂,在无需样品预处理的条件下对芦笋组织样品进行直接质谱分析,获得了组织样品在m/z 50~1000范围内的化学指纹谱图,并通过目标离子的碰撞诱导解离(CID)实验,鉴定了对药物和自然产品研发具有重要意义的糖类、氨基酸、生物碱以及芦丁等多种代表性的营养成分。 本方法具有无需样品预处理、样品耗量少、操作简便、分析速度快(单个样品的分析时间少于1 min)等优点,为食源性植物组织样品的快速分析提供了一种质谱分析新方法。     

固相基底电喷雾电离质谱的原理及应用

实际样品的直接质谱分析是质谱技术发展的重要趋势.固相基底电喷雾电离质谱是使用固相材料(如金属材料、多孔材料)承载样品进行电离的一类技术,可以直接分析各种形态的样品(如液态样品、黏性样品、固体样品、生物组织等),具有不同于传统毛细管电喷雾电离质谱的分析特性.近年来,固相基底电喷雾电离质谱受到越来越多的关注,并且已广泛地应用于生物、化学、药学以及食品等领域.本文着重介绍了几种典型固相基底电喷雾电离技术的原理及其应用,并且讨论了固相基底和溶剂在其中的作用以及固相基底电喷雾电离质的未来发展趋势.     

高效液相色谱/电感耦合等离子体质谱联用技术用于元素形态分析的研究进展

介绍了高效液相色谱与电感耦合等离子体质谱（HPLC－ICP－MS）联用技术在环境、材料和生命科学样品的元素形态分析中的研究进展，着重介绍该联用方法的接口技术及几种与ICP－MS联用的主要色谱类型，阐述了几种样品预处理方法，并对样品引入系统、复杂基体分离和元素形态定量和结构分析等联用技术在元素形态分析中所面临的问题进行讨论。     

快速蒸发电离质谱技术及其应用研究进展

近年来,原位电离质谱技术成为质谱分析领域的研究前沿和热点。快速蒸发电离质谱技术源于外科手术中的手术烟雾现象,自2009年报道以来,作为一种新型原位电离质谱技术已被广泛应用于医学、微生物鉴定、食品真伪鉴别、代谢物研究、药用植物成分鉴定等领域。该技术通过电离切割组织或其他生物样品产生的含丰富特定区域生物特征的气溶胶,对其进行原位、在线、实时、快速质谱分析。该文阐述了快速蒸发电离质谱技术的发展历程、电离机制及工作原理,并对其在不同领域的应用研究进展进行了综述,可为相关领域研究人员提供科研思路和技术参考。     

敞开式离子化质谱在贸易产品化学风险物质筛查中的应用及前景

敞开式离子化质谱是一种新兴的质谱快检技术,具有分析速度快、操作流程简单、特异性强等特点。该技术无需对样品做复杂预处理,尤其在与便携式质谱仪联用时,可用于大量样品的现场、快速、准确筛查,在贸易产品化学风险物质的筛查中展现出广泛的应用前景。该文主要综述敞开式离子化质谱近年来在贸易产品化学风险物质筛查方面的研究进展,并对其未来的发展前景进行了展望。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌代谢产物的常压化学电离质谱分析

本研究以721矿和745矿嗜酸性氧化亚铁硫杆菌为研究对象,采用常压化学电离质谱直接分析其代谢产物,分别考察了顶空采样( Headspace sampling)、界面采样( Interface sampling)和中性解吸采样( Neutral desorption sampling)3种进样方式对电离效果的影响。在优化条件下,常压化学电离质谱对微生物纯菌种和混合菌种的代谢产物均具有良好的分析能力,可根据获得的代谢产物指纹谱图结合主成分分析( PCA)方法和聚类分析( CA)方法区分2个放射性强弱不同区域共4类嗜酸性微生物样品,并对主要胺类、酯类等代谢成分进行串联质谱鉴定,为耐辐射微生物的相关研究提供了一种可借鉴的分析方法。     

基于微流控芯片-质谱联用的细胞分析研究进展

微流控芯片与质谱联用为细胞研究提供了一个很好的研究平台.质谱的高灵敏度和对化合物独特的鉴别能力可以从复杂的化学信息背景中筛选识别出微量目标物,是细胞分析理想的检测手段.本文重点综述了近年来基于微流控芯片-质谱联用技术的细胞研究进展,从芯片-电喷雾质谱(ESI-MS)接口技术、集成化的样品前处理技术、细胞的药物代谢和细胞相互作用研究及基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)的细胞分析应用等方面总结了最新的方法和技术发展.并展望了芯片-质谱联用新技术应用于细胞分析的可能性.     

等离子体常压解吸离子源质谱

近年来,常压开源质谱解吸/离子化(ambient desorption/ionization mass spectrometry)技术的开发促进了质谱分析的蓬勃发展.作为常压开源质谱技术的一大重要分支,基于等离子体的常压质谱解吸/离子化技术因无需样品预处理、无溶剂化过程、高灵敏度、高通量、能实时在线检测样品等优点,受到了学术界及仪器制造、化学和生物分析等相关产业界的广泛关注.本文从离子源的种类、原理及应用等角度对目前我国在开源质谱领域中自主研发的基于等离子体的常压离子源的研究进展进行了总结,并对此类等离子体常压离子源的发展进行了展望,重点涉及微波等离子体源、常压微辉光放电等离子体源和解吸电晕束离子源.     

Research Advances in Ambient Ionization and Miniature Mass Spectrometry

The development and applications of ambient ionization and miniature mass spectrometry are current research focus in chemical measurement. The analytical technology based on the combination of ambient ionization and miniature mass spectrometry can bypass chromatographic separation and eliminate or simplify sample pretreatment process. The protocol can reverse the labor-intensive and time-consuming drawbacks of traditional analytical methodologies, and realize rapid, on-site analysis with high sensitivity and high throughput. In this paper, the research progress and applications of ambient ionization and miniature mass spectrometry in the fields of food safety, consumer product safety, public security, life sciences and environmental monitoring, are reviewed, and future trends and prospects are discussed, which may provide technical guidance for the researchers engaged in relevant fields.     

介质阻挡放电离子源质谱分析

敞开式离子化质谱可对表面样品进行直接快速分析而受到关注,成为质谱分析的热点研究方向.介质阻挡放电离子源是一种基于等离子体放电机理的敞开式离子源,近年来得到了较快的发展.本文着重介绍该离子源的基本原理、性能特征以及应用进展,并对其发展趋势进行了展望.     

敞开式离子化质谱技术及其在微生物分析中的应用

敞开式离子化质谱(Ambient ionization mass spectrometry,AI-MS)是近年来兴起的质谱分析技术,可在敞开的大气环境下实现离子化,无需或只需少许样品前处理步骤,具有实时、简便、快速、高通量等诸多优点。近年来AI-MS技术的发展与应用已成为质谱领域备受关注的热点之一。该文综述了AI-MS的技术分类与原理特点,总结了AI-MS在微生物领域的应用。重点介绍了AI-MS在微生物种属鉴定与分型、微生物代谢物分析与生物膜分析、质谱成像等领域的应用。目前,环境电离与便携式质谱仪相结合已得到越来越广泛的应用,即将成为质谱领域的新热点。     

敞开式电离质谱技术在法医毒物分析中的应用

敞开式电离质谱(Ambient ionization mass spectrometry,AIMS)是指在大气压环境下,无需或只需简单的样品前处理即可对样品中目标物进行分析的质谱技术。AIMS具有简单、快速、无损和适用范围广等优势,被广泛应用于法医毒物分析领域。该文对敞开式电离(Ambient ionization,AI)技术进行了简单概述,将检材分为体内检材和体外检材两大类,综述了AIMS技术在不同类型检材毒物分析中的应用,并对其在法医毒物分析中的发展前景进行了展望。