气相色谱矩形离子阱质谱联用仪的设计与性能

气相色谱离子阱质谱联用仪(GC-ITMS)广泛地应用于药物分析、环境分析、农药检测和食品分析、有机化学品分析、毒品分析以及医学和生物分析等领域。离子阱质谱作为色谱的检测器,决定了色质联用仪的分析性能,包括检出限、分辨率。离子阱质量分析器从传统的双曲型3D离子阱发展到2D线性离子阱,质量歧视效应得到了极大的改善,灵敏度得到了提高。矩形离子阱作为线性离子阱,结构简单,加工和装配容易,因此应用到GCMS系统中将具有非常大的优势。介绍了矩形离子阱质谱仪的设计方案、仪器整机的性能测试、质量分辨和质量歧视效应分析,与Agilent6890组成GCMS联用仪,对实际样品进行了分析。     

离子阱颗粒质谱研究进展

随着质谱技术的不断发展,对超高质量颗粒物质的分析已经成为质谱领域研究的一个重要方向.离子阱颗粒质谱(particle ion trap mass spectrometry)作为用于完整颗粒质量分析的有利工具,拓展了质谱技术在巨大颗粒物质量分析中的应用范围.本文对离子阱颗粒质谱仪器的研究进展及其在各个领域的应用进行了综述,并展望了离子阱颗粒质谱未来的发展趋势.     

气相色谱-离子阱二级质谱对照高分辨质谱对食品中二噁英类多氯联苯的测定

确定了气相色谱-离子阱二级质谱在分析食品中12种二噁英类多氯联苯残留的定性参数;优化了分析过程的质谱条件;研究了实际样品(河豚、鳗鱼、甜虾、鸡脂肪、奶粉、猪肠衣)离子阱串联质谱测定值与高分辨质谱值的准确度差异.样品采用加速溶剂萃取方法提取、流体控制系统净化及离子阱二级质谱和高分辨质谱测定.两种方法测定值之间的回归方程和相关系数分别为:4种非邻位取代二噁英类多氯联苯,y=0.781 5x,r=0.933 1;8种邻位取代二噁英类多氯联苯,y=0.807 3x,r=0.996;样品中12种多氯联苯总毒性当量(Total TEQ):y=0.518 1x 0.125 5,r=0.992.离子阱二级质谱和高分辨质谱的检出限分别为0.5ng/kg和0.1ng/kg,样品中同位素内标的回收率为41%～102%.     

气相色谱-质谱结合主成分分析方法用于鼻咽癌病人血清中代谢产物的定性定量分析

建立了气相色谱-质谱(GC-MS)同时测定鼻咽癌患者和健康人血清样本中多种代谢物的方法。采用肟化-硅烷化的两步衍生方法,利用DB-5MS毛细管柱程序升温法分离血清中的多种成分。利用NIST标准质谱库和标准品对尿液中的代谢物进行定性定量分析,共鉴定出氨基酸、糖类、脂肪酸、有机酸和酯类等28种内源性代谢物质;进而使用主成分分析(PCA)模式识别方法分析健康人和病人血清中代谢产物差异。结果表明,该方法简便快捷,易于操作,且灵敏度高,能够同时检测血清中的多种组分,且在主成分分析下有明显的分类,因此可为鼻咽癌的早期诊断和发病机制研究提供新的策略。     

气相色谱-离子阱质谱联用测定玩具中21种致敏性芳香剂

建立了气相色谱-离子阱质谱联用测定布绒、贴纸和塑料玩具中苯甲醇等21种致敏性芳香剂的方法。对于布绒和贴纸玩具样品,采用丙酮超声振荡提取20 min后过0.45 μm滤膜,经HP-1MS色谱柱(50 m×0.2 mm×0.5 μm)分离,离子阱质谱检测。对于塑料玩具样品,采取溶解-沉淀方式提取,经Envi-carb石墨化碳固相萃取小柱净化,旋蒸、氮吹浓缩,过0.45 μm滤膜后进行测定,外标法定量。方法对不同物质的定量限(LOQ)为0.02～40 mg/kg,线性范围为0.002～50 mg/L,低、中、高3个添加水平的平均回收率为82.2%～110.8%,相对标准偏差(RSD)为0.6%～10.5%。该方法准确、灵敏,可用于玩具中苯甲醇等21种致敏性芳香剂含量的检测。     

衍生化-离子阱气相色谱质谱联用检测乳粉中三聚氰胺时不同质谱检测方法研究

利用N,O-双三甲基硅基三氟乙酰胺(BSTFA)和三甲基氯硅烷(TMCS)衍生化试剂对乳粉中三聚氰胺进行衍生化处理,利用离子阱气相色谱质谱联用仪,建立了全扫描、选择离子监测、二级质谱3种测定三聚氰胺的质谱方法.选择离子监测以三聚氰胺衍生物的特征离子m/z342,327,171,99为定性离子,以m/z327为定量离子;全扫描法二级质谱特征峰为定性依据,以特征离子m/z327为定量离子;二级质谱法以衍生物二级质谱m/z285,171,213为定性离子,以m/z 285为定量离子.3种方法的线性范围为0.05～2.0 mg/L,线性相关系数分别为0.9986、0.9990、0.9988;检测限分别为0.005、0.002、0.003 mg/kg,RSD分别为6.3%、5.7%、6.1%(n=6),方法的回收率为84%～105%.3种不同质谱检测方法应用到乳粉的检测中效果良好,均能够满足乳粉中三聚氰胺的检测要求.     

食品中苏丹染料的高效液相色谱-离子阱质谱分析

提出了用高效液相色谱-离子阱质谱联用法同时鉴定和分析食品中四种苏丹染料的方法,色谱柱为Agilent Zorbax XB-C18,采用ESI离子源,离子阱质谱进行二级质谱分析,分析了苏丹染料分子在质谱中的碎裂方式,对碰撞解离电压进行了优化选择。方法检出限为1μg.L-1,线性范围为5~100μg.L-1,回收率在85.5%~97.0%之间。     

多种污染物的离子阱质谱库的建立

建立常见有机磷和有机氯农药的质谱库,通过检索与NIST库进行比较,结果较满意。该质谱库可应用于离子阱检测系统的谱库检索,提高了对未知污染物鉴定的可靠性。     

液相色谱-离子阱质谱对水华蓝藻提取物中微囊藻毒素的定性研究

本文研究了野外蓝藻水华样品甲醇提取物的液相色谱和电喷雾质谱特征图谱,利用电喷雾离子化-串联质谱(ESI-MSn)离子阱技术对特征图谱中主要微囊藻毒素的分子离子峰进行了二级质谱分析,获得相应的子离子质谱图,并对其进行了结构解析,确定了野外蓝藻水华样品中微囊藻毒素种类,为准确鉴定和分析水华蓝藻中微囊藻毒素提供了基础.     

气相色谱/离子阱串联质谱法检测大气中的多溴二苯醚

运用气相色谱-离子阱质谱(ion trap mass spectrometry,ITMS)建立了大气中8种多溴二苯醚的二级质谱(MS/MS)检测方法。优化后的MS/MS方法对7种三溴至七溴二苯醚(BDE28、-47、-99、-100、-153、-154、-183)和十溴二苯醚(BDE209)的仪器检出限分别为0.04~0.23 pg和9.38 pg;方法检出限为6.0~27.1 pg/m3和211.6 pg/m3;6点标准曲线相关系数(r)为0.9980~0.9999。方法对8种目标物的加标回收率为79.1%~101.0%,相对标准偏差(RSD)为4.3%~14.3%(n=6)。对6份南京实际大气样品的检测结果表明:离子阱质谱的选择反应监测(selected reaction monitoring,SRM)技术能有效的降低背景干扰。优化后的MS/MS方法对目标化合物有较高的灵敏度,可应用于大气中痕量多溴二苯醚的定量检测。     

用数字离子阱进行快速质量分析

利用数字离子阱技术进行样品的快速质量分析.在样品离子被引入离子阱的过程中,同时扫描数字射频工作电压的频率和离子共振偶极电压的频率,使得离子在进入离子阱质量分析器后,立即被相应的共振偶极电压所共振激发而逐出离子阱,并被离子探测器测量到.本方法相较于传统离子阱分析过程省去了离子引入、离子冷却和离子清空3个阶段,减少了约3/4的实验分析时间.通过对扫描速度、离子门电压参数的优化,数字束缚射频频率从1000～ 400 kHz线性扫描,扫描速度为2385 Th/s,离子门电压为9V,对利血平(m/z 609),精氨酸(m/z 174)等样品的进行测试,离子信号强度达到最优.结果表明,利用本方法可以获得与离子阱质量分析传统方法相同的质谱结果.     

数字化矩形离子阱质谱仪的设计及性能

将数字化离子阱技术和矩形离子阱(RIT)技术相结合,建立了数字化矩形离子阱质谱仪.此技术和装置既具有数字化电源的结构简单、输出稳定和易精确控制等特点,又结合了矩形离子阱的高离子存储效率、结构简单以及加工和装配容易等优点.构建了基于电喷雾(ESI)电离源的数字化矩形离子阱质谱仪系统,并使用Fenfluramine和PPG2000分别对此系统的质量分辨率和质量范围进行了测试.研究结果表明:一个用印刷线路板(PCB)制作的简单矩形离子阱,在200 V(半峰值)的数字束缚电压的驱动下,获得了大于500的质量分辨率和超过2600 Th的质量范围.实验证明,数字化离子阱技术的应用可以显著提高矩形离子阱的性能,特别是质量范围等关键的质谱仪指标.     

线性离子阱飞行时间质谱仪的研制及性能表征

基于飞行时间质谱技术、线性离子阱技术、大气压电离源等核心技术,自制了一款台式高分辨线性离子阱飞行时间联用质谱仪器(LIT-TOF MS)。以电喷雾离子源对仪器性能进行表征:LIT-TOF MS的质量分辨率超过12 000(利血平m/z 609),质量范围达到33～1 922 amu,灵敏度为1μg/L;能够实现MS3的三级质谱分析效果。对氨基酸进行了定性及定量的初步应用分析,结果表明:LIT-TOF MS可为代谢组学研究中实时、在线、高通量测定生物复杂样品中氨基酸的含量及其变化提供一定依据。该仪器能与多种常压电离技术联用,有望用于药品、环境、食品等领域。     

小型离子阱的质量校正

各种野外环境的现场检测、现场诊断、流程监控、排放物检测与控制、突发事件的处理、尤其是化学和生物武器的检测等诸多需要现场使用质谱仪的场合都对质谱仪的小型化提出了迫切的要求。小型离子阱具有较高的灵敏度,可进行MS／MS实验,可利用离子-分子反应来识别特殊的化学基团,因而是小型质谱仪的重要质量分析器。本研究对小型离子阱的工作原理作了简要介绍,并以此为依据提出了进行小型离子阱质量校正的方法,推导了相关的公式,还成功地将其应用于自制的小型矩形离子阱质谱仪进行了质量校正,并指出该方法还可用于仪器RF等电学系统性能的检验。     

Simulation of the Collisional Cooling Effect in a Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometer

Examination of the collisional cooling effect of the buffer gases on ion trapping and detection in an ion trap mass spectrometer has been undertaken by the SIMION 3D program. Computation for the kinetic energy of ions under various conditions was used to account for the effects of collisional cooling of ions. Several parameters that may affect the collisional cooling effects of ions are evaluated including the existence and the variation of pressure of the buffer gas; the temperature of the ion trap; the size of the inner radius of the ion trap electrodes; the mass to charge ratio of ions; the alternative buffer gases and the q_z. values which establish the ion trap trapping environment.     

罗红霉素及其代谢物的电喷雾离子阱质谱研究

采用电喷雾离子阱质谱法对人尿样中的罗红霉素及其10种代谢物进行了结构鉴定,利用质谱解析软件对其质谱裂解途径进行分析,发现它们的(+)ESI-MS²和(+)ESI-MS³质谱分别生成脱红霉糖和脱氨基糖碎片,并可见脱去C₉位含氮烷基侧链和一系列质荷比相差18的脱水碎片离子,这些特征可用于罗红霉素及其结构类似物的体内代谢转化研究.     

谱图检索结合二级质谱定性分析烟草中挥发性成分

采用同时蒸馏萃取法提取烟叶中的挥发性成分,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分离测定,通过谱库检索和匹配度定性结合色谱保留指数方法鉴定烟叶中挥发性成分,并引入离子阱二级质谱对谱库检索匹配度差距小、含量低,背景干扰大的物质准确定性.采用谱图检索结合二级质谱定性共鉴定144个化合物,其中104个化合物在烟草挥发性成分的文献中已有报道,报道中有9个化合物是通过二级质谱定性,其余40个化合物还未见报道.结果表明,离子阱二级质谱定性的引入提高了对未知化合物定性的准确性和可靠性,适合于烟叶这类复杂植物体系的化学组分研究.     

在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱法同时检测生物样品中18种氨基甲酸酯类农药

建立了同时测定全血、尿液和肝组织等生物样品中18种氨基甲酸酯类农药的在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱(On-line SPE/LC-LIT/MS)分析方法。样品经乙腈处理,稀释和离心后直接进样。经Waters OasisHLB在线SPE柱富集纯化,以BETASIL C18柱为分析柱,甲醇-水(均含0.1%甲酸)为流动相进行梯度洗脱;使用电喷雾电离(ESI)正离子模式测定,扫描方式为选择反应监测(SRM)和连续反应监测(CRM)。18种农药在考察的质量浓度范围内线性关系良好(权重因子1/X),相关系数为0.994 3~0.999 4;在全血和尿液中的检出限为0.1~5 ng/m L,在肝组织中的检出限为0.1~5 ng/g;3个加标水平的回收率为90.2%~114.5%,相对标准偏差(n=4)为0.5%~7.5%。该方法简单准确,灵敏度高,能够满足生物样品中18种氨基甲酸酯类农药的快速分析要求。     

小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制

常用的气体分析质谱仪使用四极杆质谱作为分析器,分辨率一般低于300,无法解决同质量数离子带来的干扰问题.本实验自行研制了一种小型高分辨气体分析质谱仪,它采用电子轰击离子源反射式飞行时间质量分析器.仪器腔体总长45 cm,在m/z 28的位置,质量分辨率达到3000(Full width at half maximum,FWHM),实现了CO和N2的半峰谷分离;在m/z 69的位置,仪器分辨率达到5000(FWHM).在直接大气压进样条件下,可以检测到空气中136Xe(含量7.8 μ g/m3)和80Kr(含量2.8 μg/m3).使用ADC采集时,仪器的动态范围为1 06.该仪器将作为高端气体质谱仪,应用于过程监测在线分析、环境有机挥发物研究、热分析质谱及催化反应监测等领域.