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LC/MS/MS系統(tǒng)創(chuàng)新能力增強(qiáng)

時(shí)間:2015-7-22 閱讀:273
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   LC/MS/MS系統(tǒng)創(chuàng)新能力增強(qiáng)
  LC/MS/MS系統(tǒng)愈來愈多地受到人們的重視,一些的分析儀器公司和研究機(jī)構(gòu)建立多個(gè)研究實(shí)驗(yàn)室參于研究開發(fā)??傊瑸閼?yīng)用目的而建立的LC/MS/MS系統(tǒng)會(huì)越來越多,應(yīng)用研究課題也會(huì)越來越多。
  LC/MS/MS系統(tǒng)已成為現(xiàn)代分析手段中*的組成部分。LC/MS的聯(lián)用始于70年代,90年代以來,由于大氣壓電離的成功應(yīng)用以及質(zhì)譜本身的發(fā)展,液相色譜與質(zhì)譜的聯(lián)用,特別是與串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)的聯(lián)用得到了極大的重視和發(fā)展。LC-MS/MS聯(lián)用的優(yōu)點(diǎn)非常顯著,因?yàn)闅庀嗌V只能分離易揮發(fā)且不分解的物質(zhì),而液相色譜則把分離范圍大大拓寬了,生物大分子也能分離,LC與高選擇性、高靈敏度的MS/MS結(jié)合,可對(duì)復(fù)雜樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,即使在LC難分離的情況下,只要通過MS1及MS2對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行中性碎片掃描,則可發(fā)現(xiàn)并突出混和物中的目標(biāo)化合物,顯著提高信噪比。
  液-質(zhì)聯(lián)用是通過一個(gè)“接口”來實(shí)現(xiàn)的。在接口研制方面,前后發(fā)展了有20多種,其中主要有直接導(dǎo)入界面、傳送帶界面、滲透薄膜界面、熱噴霧界面和粒子束界面,但這些技術(shù)都有不同方面的限制和缺陷,直到大氣壓電離技術(shù)成熟后,液-質(zhì)聯(lián)用才得以迅速發(fā)展,成為科研和日常分析的有力工具。2接口基本原理
  有關(guān)各種電離技術(shù)文獻(xiàn)已有評(píng)述,目前主要采用大氣壓電離(API)技術(shù),API包括電噴霧電離(跚)和大氣壓化學(xué)電離(APCI)。
  2.1電噴霧電離(ESI)
  溶液中樣品流出毛細(xì)管噴口后,在霧化氣(N2)和強(qiáng)電場(3~6kV)作用下,溶液迅速霧化并產(chǎn)生高電荷液滴。隨著液滴的揮發(fā),電場增強(qiáng),離子向液滴表面移動(dòng)并從表面揮發(fā),產(chǎn)生單電荷或多電荷離子。通常小分子得[M+H]+或[M-H]-單電荷離子,生物大分子產(chǎn)生多電荷離子,由于質(zhì)譜儀測量的是質(zhì),荷比(m/z),可測定的生物大分子的質(zhì)量數(shù)高達(dá)幾十萬。
  ESI是很軟的電離,可直接測定熱不穩(wěn)定的極性化合物,多電荷形成可分析蛋白質(zhì)和DNA等生物大分子,調(diào)節(jié)離子源(源內(nèi)ID))電壓可以控制離子的斷裂,給出結(jié)構(gòu)信息。
  2.2大氣壓化學(xué)電離(APCI)
  溶液中樣品流出毛細(xì)管后仍由氮?dú)饬黛F化到加熱管中被揮發(fā),在加熱管端的Corona放電電極(zui初利用同位素Ni的電子放射)使溶劑分子形成反應(yīng)氣等離子體。樣品分子與等離子體通過氫質(zhì)子交換被電離,形成[M+H]+或[M-H]-,并進(jìn)入質(zhì)譜儀。
  APCI也是很軟的電離,只產(chǎn)生單電荷峰,適合測定弱極性的小分子化合物。另外,它適應(yīng)高流量的梯度洗脫,高低水溶液變換的流動(dòng)相。通過調(diào)節(jié)離子源電壓,可以得到不同斷裂的質(zhì)譜圖。
  2.3接口形式
  接口是液-質(zhì)聯(lián)用的關(guān)鍵部分,在這里完成溶液的氣化和樣品分子的電離。由于大量生物樣品的背景基底非常復(fù)雜,即使經(jīng)過分離,還會(huì)很“臟”。因此在接口設(shè)計(jì)時(shí),既要考慮離子化的效率,亦要考慮接口的抗污染和耐用。圖給出了幾種不同的API“接口”形式,采用Z字形通道離子束引進(jìn)系統(tǒng),避免了中性或非揮發(fā)性物質(zhì)直接進(jìn)入采樣孔,可有效地防止接口的玷污。3應(yīng)用
  LC/MS/MS系統(tǒng)是繼GC/MS聯(lián)用之后又一新興的分離檢測技術(shù),近來發(fā)展極為迅速。它在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、法醫(yī)學(xué)、商檢等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
  3.1藥物及體內(nèi)藥物分析
  藥物的是用來預(yù)防、診斷及治療疾病的一類特殊物質(zhì),與人們的健康和生命安危有極其密切的關(guān)系,雜質(zhì)檢查及其限度控制是保證藥品質(zhì)量的一個(gè)重要方面。使用LC/MS/MS系統(tǒng)可以簡便地對(duì)藥物中雜質(zhì)加以監(jiān)控。Nicolas對(duì)抗癌藥物DuP941生產(chǎn)中有關(guān)雜質(zhì)建立了LC/MS/MS系統(tǒng)指紋圖譜,不同生產(chǎn)的批次藥物與已建立的譜圖對(duì)照,從而達(dá)到質(zhì)量控制目的。Zhao鑒別和測定了氯沙坦片劑在儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生的微量降解產(chǎn)物。Rourick建立了鑒定藥品雜質(zhì)及降解產(chǎn)物的LC/MS/MS系統(tǒng)方法,如頭孢羥氨芐通過酸堿或加熱處理使其降解,然后反相C18柱分離,利用MS/MS功能來鑒定雜質(zhì)及降解產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
  體內(nèi)藥物分析是測定體液(主要是血漿、血清或全血)中藥物或其他代謝物濃度。由于血液樣品試樣提供量少,基質(zhì)復(fù)雜,在此混合物中分析某種微量成分(通常為(g/mL或ng/mL水平)并加以鑒別,常常是對(duì)分析化學(xué)家的挑戰(zhàn)。
  LC/MS/MS系統(tǒng)雖然有足夠的靈敏度,但遇到LC難以分離的組分,其應(yīng)用受到限制。使用LC-MS/MS可以克服背景干擾,通過MS/MS的選擇反應(yīng)控制模式(SRM)或多反應(yīng)檢測模式(SRM),提高信噪比,因此對(duì)復(fù)雜樣品仍可達(dá)到很高的靈敏度。LC/MS/MS系統(tǒng)對(duì)生物樣品的提取、純化和濃縮等前處理過程沒有嚴(yán)格要求,一般采用液液萃取法(LLE)或固相萃取法(SPE),但這兩種方法的缺點(diǎn)是比較費(fèi)時(shí)。在線萃取技術(shù)在省時(shí)和省力方面顯出相當(dāng)大的*性?,F(xiàn)有幾種在線萃取技術(shù),如在線固相萃取、柱切換、涂層毛細(xì)管微萃取(CCME,有時(shí)又稱固相微萃取(SPME)、多元LC系統(tǒng)等。在線萃取技術(shù)使得LC-MS/MS優(yōu)點(diǎn)更加明顯,它可以實(shí)現(xiàn)微量、高通量樣品分析。
  Xia用兩根平行的樣品前處理柱OasisHLB(1×50mm,3μm)分別與一根分析柱相連接,利用柱切換技術(shù)在兩根平行的樣品處理柱之間交替進(jìn)行凈化、富集。此方法的樣品量僅為10μL,凈化時(shí)間0.3min,整個(gè)樣品分析時(shí)間1.6min,而且方法精密度很好,日內(nèi)、日間誤差6.6%。Hempenius將96孔固相萃取裝置與LC/MS/MS系統(tǒng)相聯(lián),血漿樣品直接注入孔內(nèi)的SPE柱中,凈化后的樣品再經(jīng)LC分離,MS/MS采用選擇反應(yīng)檢測模式(SRM),血漿樣品中的氟哌啶醇檢測限為0.1ng/mL,方法不準(zhǔn)確度<10%,樣品分析時(shí)間約1.9min。Takeshi對(duì)血液或尿液中11個(gè)添加的吩噻嗪類藥物進(jìn)行了分析,LC/MS/MS系統(tǒng)采用SPME法,樣品在毛細(xì)管內(nèi)壁涂層中經(jīng)過選擇性吸附與解吸,再經(jīng)LC分離,MS或MS/MS檢測。Wong開展了微透析LC/MS/MS系統(tǒng)生物活體分析,方法是將微透析探針直接插入鼠的頸靜脈中,松果體素腹膜內(nèi)注射后,透析液(連續(xù)15h,每隔0.5h)被自動(dòng)注入到1.12-MS/MS儀中進(jìn)行分析,實(shí)時(shí)了解松果體素在體內(nèi)的生化過程及代謝情況。另外,Wong采用相類似的方法,將微透析探針插入鼠腦紋狀體中,對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿進(jìn)行微小環(huán)境的活體分析。手性藥物在制藥行業(yè)中有著特殊意義,高通量手性液相串聯(lián)質(zhì)譜可及時(shí)了解對(duì)映體在體內(nèi)代謝過程,是手性藥物研究有力工具。LC/MS/MS系統(tǒng)可以鑒別分析體液中各種類型的藥物,文獻(xiàn)已報(bào)道有:羅丁諾森、茚地那韋、疊氮胸苷、齊多夫定、安替比林、奧美拉唑、恩丹西酮、孕三烯酮、右美沙芬、氟尼縮松、特樂福本、抗炎松、特比奈芬、新伐他丁、利多卡因、苯海拉明、雷帕霉素、利布樂定、福辛普利、普萘洛爾、普羅帕酮等。
  天然產(chǎn)物(中藥材)成分復(fù)雜,對(duì)這些產(chǎn)物的分析,以及對(duì)其中活性成分鑒定確實(shí)困難。而LC/MS/MS系統(tǒng)可對(duì)天然產(chǎn)物進(jìn)行成分鑒定和測定,如生曬參中人參皂甙、蒺藜中甾體皂甙、紫杉中紫杉醇、盾葉鬼臼根莖中木酚素和綠茶中兒茶素等。3.2興奮劑,毒品檢測
  1980年奧林匹克委員會(huì)把阿片、可卡因、麥角酰二乙胺(LSD)、苯丙胺、大麻、苯二氮卓和促蛋白合成類固醇列為禁用藥物,這些藥物在體內(nèi)主要以代謝產(chǎn)物形式存在。例如,阿片類含有酚羥基或醇基等,很容易與人體內(nèi)的葡糖醛酸結(jié)合;合成類固醇在體內(nèi)以睪酮形式代謝。
  LC/MS/MS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的快速高靈敏度鑒別和測定,蛋白質(zhì)酶解后,產(chǎn)生多個(gè)肽段,經(jīng)過LC分離,用MS/MS可獲得肽的質(zhì)量譜,因此可對(duì)肽段進(jìn)行鑒別和測定;通過蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)檢索,可得出蛋白質(zhì)序列信息。利用LC/MS/MS系統(tǒng)還可以開展DNA-藥物結(jié)合態(tài)分析,肽及蛋白質(zhì)與金屬離子配位研究等。
 

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