单次扫描检测大表面痕量赖氨酸和黑索今的质谱分析方法

为了进一步提高大表面样品的分析速度,减少给定样品表面的扫描次数,建立了一种单次扫描即可检测分布于大表面样品上任意位置痕量待测物的质谱分析方法。以人造革表面（4 cm×4 cm）添加的赖氨酸和黑索今为代表性检测对象,用一块无毛刺等边三角形金属铜电极（边长为8.6 cm）紧贴在样品表面,将甲醇-水（3∶7,V/V）电离试剂涂洒在金属电极表面,让其与样品表面保持湿润接触,并使三角形电极尖端对准质谱仪的离子入口;然后在金属电极上施加+5.8 kV高压,在电场的驱动下,湿润表面的待测物朝着质谱入口移动,并在三角形电极尖端形成待测物离子进入质谱仪检测。结果表明,该方法可单次扫描检测随机分布在皮革样品表面上任意位置的非均匀分布的赖氨酸和黑索今,检测限可达6.2×10^-7 μg/cm²,分析单个样品表面的时间不到2 s;与采用电喷雾解吸电离质谱等顺次扫描检测（采样面积不到1 mm²）的方法相比,本方法的分析速度提高了1000倍。     

直接电离质谱结合扩口毛细管用于毒品检测研究

直接电离质谱具有快速、原位、实时离子化等优势，被广泛用于毒品、爆炸物、食品添加剂等成分的检测。直接电离源与质谱真空的耦合通常是通过毛细管或分离锥等窄小导孔实现的，导致离子传输效率大幅降低，成为提高仪器灵敏度的主要瓶颈。本研究基于脉冲直流电喷雾离子源与快筛质谱联用平台，探究了扩口和平口毛细管中喷雾电压、喷针位置、喷针内径、毛细管入口内径对仪器性能的影响。流体仿真和离子轨迹模拟结果表明，扩口毛细管因径向气流分布范围宽，扩大了可聚焦喷雾羽流面积，提高了直接电离源到质谱锥口之间的离子传输效率。与传统的平口毛细管相比，入口内径6 mm的扩口毛细管大气压接口搭配20μm喷针内径，可将10μg/L甲基苯丙胺离子信号强度提高3.3倍，甲基苯丙胺、3,4-亚甲双氧甲基苯丙胺、氯胺酮、可卡因、O⁶-单乙酰吗啡等5种常规毒品在毛发中的信噪比均有明显提升。本研究表明，采用扩口毛细管无需对仪器进行大规模修改，易与直接电离源相结合，可显著提高仪器灵敏度。     

小型化离子阱质谱仪在毒品快速采集与分析中的应用

本研究设计并搭建了一台尺寸与行李箱相当,质量仅30 kg的小型化离子阱质谱仪。由于毒品的饱和蒸汽压较低,该仪器以热解吸和载气载带的方式实现毒品样品的进样,以10.6 eV低压氪灯为电离源,以矩形离子阱作为质量分析器对毒品样品进行检测。通过串联质谱(MS/MS)分析,同时用母离子和碎片离子对毒品进行定性,提高了毒品检测的准确性。本研究共测试了8种毒品样品,包括4种麻醉药品和4种精神类药品。它们的特征离子均为质子化的准分子离子［M+H］⁺,分析时间为2 min,检出限可达pg量级,MS/MS分析可卡因等毒品可同时得到样品的准分子离子和特征碎片离子信息。该小型化离子阱质谱仪不仅体积小、质量轻,而且灵敏度高、分析速度快、检测准确性高,有望成为未来毒品现场快速检测的有力工具。     

典型环亚胺类毒素大气压化学电离质谱分析

利用离子阱质谱技术分析了两种典型环亚胺类毒素（GYM和SPX1）在大气压化学电离（APCI）条件下的质谱裂解特征,并与电喷雾电离（ESI）质谱法进行了比较。GYM和SPX1在APCI一级质谱分析过程中易形成准分子离子［M+H］⁺峰（基峰）;在二级质谱分析过程中,母离子［M+H］⁺通过丢失H₂O中性碎片形成稳定的特征子离子峰;并结合三级质谱分析,推测了两种毒素的裂解途径。结果表明：大气压化学电离质谱法（APCI-MS）的灵敏度好于电喷雾质谱法（ESI-MS）;液相色谱-大气压化学电离质谱法（LC-APCI-MS²）分析4种不同基质样品中GYM和SPX1的专属性、重复性、稳定性和抗基质干扰能力均好于液相色谱 电喷雾质谱法（LC-ESI-MS²）。综上,APCI-MS法适于典型环亚胺类毒素的分析,本研究可为LC-APCI-MS定性、定量分析不同基质复杂样品中环亚胺类毒素提供参考和依据。     

高灵敏VOCs在线真空紫外单光子电离飞行时间质谱仪的研制

研制了一种高灵敏度在线膜进样真空紫外电离源飞行时间质谱仪（MI-SPI-TOF MS）用于检测低浓度挥发性有机物（VOCs）。仪器包括真空系统、膜进样接口、真空紫外单光子电离源、垂直加速反射式飞行时间质量分析器和数据采集系统等。该仪器使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜作为大气压下直接进样的接口,膜的选择透过性能直接、快速地富集大气中VOCs,可实现快速在线进样检测。真空紫外单光子灯作为电离源,能将电离能低于10.6 eV的VOCs电离,形成分子离子峰。结果表明,该仪器的分辨率优于750 FWHM,对苯、甲苯、二甲苯和氯苯的检测限达10^-12 mol/mol级别,检测速度达秒级,可用于低浓度VOCs的实时在线检测。     

香水中邻苯二甲酸二乙酯的直接质谱分析研究

建立了香水中邻苯二甲酸酯的快速检测方法。采用电喷雾萃取电离技术（EESI）对5种不同品牌香水中邻苯二甲酸二乙酯(DEP)进行了快速直接质谱分析。结果表明：电喷雾萃取电离质谱（EESI-MS）法能够定性定量分析香水中DEP,线性范围为20~1 000 μg/L,线性相关系数R²为0.988 9,检出限为0.39 μg/L,定量限为5.47 μg/L,回收率为94.8%~103.4%,相对标准偏差为1.5%~4.1%。该方法具有检出限低、准确度高、分析速度快（单个样品的测定时间小于30 s）、无需复杂的样品预处理等优点,可为香水中邻苯二甲酸酯的快速检测提供方法参考。     

原位电离便携式质谱研究卡西酮类毒品的裂解规律和分析策略

采用纸毛细管喷雾（PCS）原位电离便携式质谱,在正离子模式下采集国内列管的40种卡西酮类毒品的质谱信息,分析一级质谱图［M+H］⁺峰,MS²、MS²_DDA模式下的特征碎片峰及其相对丰度比,建立用于40种卡西酮类毒品快速筛查的质谱数据库。研究发现,所有卡西酮类毒品均存在α位的C—N键裂解;根据最高离子峰是否为［M-H₂O+H］⁺碎片峰可推测其是否存在仲、叔胺结构;N上取代基为吡咯烷基的卡西酮类毒品存在m/z 98+C_nH_2n系列特征峰;苯环上取代基为亚甲二氧基的卡西酮类毒品存在［M+H］⁺峰失去48 u或非［M+H］⁺峰失去30 u的特征离子峰。设计推断未知卡西酮类化合物的分析策略,并成功应用于10种待测物的结构推断。本方法可为卡西酮类毒品的结构鉴定和现场办案提供数据支持,有望成为打击卡西酮类毒品犯罪新的研判思路。     

射频增强-VUV灯单光子/化学电离复合离子源研究

微型VUV放电Kr灯因体积小巧、功耗低，适合作为现场/便携式质谱的光电离源，但是该光源存在光强弱、照射区域离子利用率低等缺点，制约了质谱的灵敏度。本工作基于射频四极杆电场聚焦离子传输的原理，发展了射频增强-单光子/化学电离复合离子源技术，通过改善离子源传输效率和引入化学电离方式，进一步提高了VUV光电离源质谱的灵敏度。相比单光子电离，射频增强复合电离方式的灵敏度提高了26倍。测试结果表明，基于该复合离子源的质谱对苯、甲苯、对二甲苯的最低检出限（S/N=3）分别可达约52、53、71 ng/m³。结果显示，射频增强-VUV灯单光子/化学电离复合离子源的体积小巧，灵敏度高，适合用作现场/便携质谱的离子源。     

便携式快速色谱-质谱联用仪器的研制与应用

针对挥发性和半挥发性有机物的现场检测,基于快速色谱分析技术和三维离子阱质谱技术,研制了便携式快速色谱-质谱联用仪,仪器具有吸附热解吸进样和进样口直接进样两种分析模式,能实现气体、水体和固体中有机物的现场测试。本文详细描述了该仪器的主要组成结构,对该仪器进行性能测试,结果显示该仪器分析速度快（苯系物分析时间不超过2分钟）,灵敏度高（0．1ng甲苯总离子流色谱峰的峰／峰信噪比143）,便携性优（重量14kg）、性能稳定（峰面积RSD≤5％）。土壤、污染源和刑侦领域中挥发性有机物和半挥发性有机物（地西沣,沸点492℃）的现场分析结果表明,仪器具有分析速度快、进样方式多样和适用于半挥发性有机物分析等优点,能用于现场监测领域有机物快速定性定量分析。     

高效液相色谱-串联质谱法同时测定豆制品中6种违禁偶氮染料

为了快速、高效的检测豆制品中非法添加的偶氮染料,建立了高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）同时分析豆制品中6种偶氮染料（碱性橙Ⅱ、对位红、苏丹红Ⅰ~Ⅳ）的方法。样品用乙腈超声提取、取离心后的上清液直接进样分析,经Waters C18色谱柱分离,电喷雾串联质谱多反应监测（MRM）模式检测,空白基质曲线外标法定量。结果表明：6种染料在2~100 μg/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数R²均大于0.99;提取回收率为93.9%~110.6%,相对标准偏差为3.1%~14.8%;检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别为0.03~0.75 μg/kg和0.1~2.0 μg/kg。该方法操作简单、灵敏度高、结果准确可靠,适用于豆制品中6种违禁偶氮染料的定量分析。     

原位电离小型便携式质谱法现场快速筛查婴幼儿洗护用品中的危害物质

采用原位电离和小型便携式质谱技术建立了婴幼儿洗护用品中危害物质的现场快速筛查方法。将婴幼儿湿巾样品所含液体滴加在三角形色谱纸基上,再滴加萃取喷雾溶剂,采用纸喷雾电离方式进行萃取和电离;牙膏、奶瓶洗涤剂和护臀膏等黏性样品通过金属微电极蘸取样品,插入预先注入萃取喷雾溶剂的毛细管中,采用萃取纳升喷雾电离方式进行萃取和电离。无需繁琐耗时的样品前处理过程,同时结合小型便携式质谱仪,可在1 min内完成样品的现场快速筛查分析,8种目标物质的检出限在10~50 μg/kg之间。该方法简单快速、灵敏高效,适用于婴幼儿洗护用品中危害物质的现场快速筛查。     

热脱附-GC/MS快速测定大气细颗粒物中支链烷烃和烷基环己烷

建立了直接进样-热脱附-GC/MS法快速测定大气细颗粒物中7种支链烷烃和烷基环己烷类有机示踪物。为提高方法的选择性和灵敏度等指标,优化了脱附温度和时间、冷阱填料和捕集温度。采用了高、低浓度工作曲线,线性范围分别为0.25~50 ng和0.025~0.5 ng,相关系数均在0.990以上,空白加标回收率在86.2%~110%之间,实际样品加标回收率在97.1%~113%之间。当采样体积为24 m³时,各目标化合物的检出限在0.004~0.020 ng/m³之间,低于加速溶剂萃取法的检出限。利用本方法测定了北京城区采暖季和非采暖季PM2.5的实际样品,结果表明,在采暖季和非采暖季样品中,各目标物均有检出,支链烷烃含量比烷基环己烷类化合物高2个数量级,采暖季的支链烷烃和烷基环己烷类化合物的含量均明显高于非采暖季。本方法无需复杂的前处理和有机溶剂,操作简便快捷,在颗粒物中非极性化合物的快速检测方面具有很大的应用价值。     

纸基电喷雾质谱常态离子源直接测定复杂样品

Mass spectrometry (MS) is a powerful tool for the analysis of complex mixtures. We have developed a new ambient ionization method, named paper spray, to address the need for rapid methods of direct analysis of complex mixtures without sample preparation. Paper spray is applicable to the analysis of a wide variety of compounds, including small organic compounds, peptides, and proteins. Procedures are developed for analysis of dried biofluid spots with whole blood and urine samples. The combination of sample collection from surfaces and paper spray ionization also enables fast chemical screening at high sensitivity. The combination of paper spray with miniature mass spectrometers offers a powerful impetus to wide application of mass spectrometry in non-laboratory environments.     

中药白芷中欧前胡素、异欧前胡素体外经皮渗透特性的串联质谱研究

欧前胡素和异欧前胡素属于6,7-呋喃香豆素类化合物,是中药白芷的主要药效成分。为了考察二者的经皮渗透特性,采用改进型的Franz扩散池,以大鼠离体皮肤作为渗透屏障,以高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）法测定白芷提取液的经皮渗透液中欧前胡素和异欧前胡素的含量,据此来考察白芷提取液中欧前胡素和异欧前胡素的经皮渗透特性。实验结果表明,欧前胡素和异欧前胡素在48 h内,单位面积的累积渗透量分别为116.11 μg/cm²和140.84 μg/cm²,累积渗透百分率分别为37.75%和71.86%。欧前胡素的稳态渗透速率为26.5 μg/h•cm²,其体外经皮渗透符合Higuchi方程。本研究阐明了欧前胡素的体外经皮渗透机制,可为白芷作为外用经皮给药制剂的发展提供实验依据和理论基础。     

自动富集-单光子电离质谱在线测量氯酚的研究

氯酚类化合物是垃圾焚烧所产生的二噁英前生体之一,对二噁英的浓度有很好的指示作用。针对气相中氯酚类二噁英前生体的在线连续监测,自行研制了全自动富集进样-单光子电离-反射式飞行时间质谱仪。为实现低浓度氯酚的检测,设计了全自动的富集进样系统,利用3根阵列式Tenax TA吸附管,结合全自动控制的高温电磁阀,实现了气体样品连续自动的“富集 热解析-质谱进样”。研制的反射式单光子电离-飞行时间质谱仪采用10.6 eV真空紫外灯作为光电离源,对气体样品分子进行软电离,避免了碎片离子的产生,所获得的样品分子离子经反射式飞行时间质量分析器完成检测,仪器分辨率达到3 000（m/z 78）。以3种典型的二噁英前生体氯酚类化合物（邻氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚）为检测对象,对该仪器性能进行考察。富集进样系统对3种氯酚类化合物的富集倍数分别达到60、249、503,检测限分别达到66、120、125 pg/L,动态线性范围分别为166 pg/L~16.6 ng/L、210 pg/L~21 ng/L、255 pg/L~25.5 ng/L。这些研究结果为今后开展垃圾焚烧烟气中二噁英的现场连续监测工作奠定了基础。     

UPLC-MS/MS法同时测定地表水中6种双酚类化合物残留

为了准确地检测双酚类化合物在地表水中的残留水平,建立了固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱(SPE-UPLC-ESI-MS/MS)法分析水中包括双酚A在内的6种双酚类化合物残留。样品经HLB固相萃取柱富集和净化后,采用Waters Acquity UPLC BEH T3色谱柱,以2 mmol/L乙酸铵-甲醇溶液和2 mmol/L乙酸铵-水溶液作为流动相进行梯度洗脱,电喷雾离子源电离,负离子多反应监测模式进行定性和定量分析。结果表明：6种双酚类化合物在0.10~50.0 μg/L或0.50~100 μg/L浓度范围内的线性关系良好,相关系数在0.997~0.999之间,方法的检出限为0.05~0.31 ng/L;高、中、低三个添加水平的回收率为74.8%~122%,相对标准偏差在3.33%~12.4%之间。采用该方法对杭州市部分河流和水库的地表水样品进行分析,共检出5种污染物。该方法灵敏、准确、检测范围广、分析速度快,适用于实际水样中6种双酚类化合物的同时测定。     

液相色谱-质谱法检测渔业养殖水中硝基呋喃及氯霉素药物

建立了同时测定渔业养殖水中呋喃唑酮、呋喃西林、呋喃妥因和呋喃它酮及氯霉素等5种抗生素药物的超高压液相色谱-电喷雾电离串联质谱(UPLC-ESI-MS/MS)分析方法。水样用HLB萃取柱净化、浓缩后,洗脱液经氮气吹干,残渣用V（乙腈）∶V（水）=1∶1混合溶液溶解,以乙腈和0.1%甲酸水溶液为流动相,经ZORBAX SB-C18色谱柱分离后,用串级质谱多反应监测模式做定性定量分析。该方法在0.5 μg/L或1～40 μg/L浓度范围内具有良好的线性, 相关系数均大于0.996,检出限(S/N=3)为0.5～1 μg/L, 平均回收率为90.3％～104.2％,相对标准偏差为5.4％～10.0％。