CN104677976B - 粉末状磁性吸附剂与常压质谱源的联用分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末状磁性吸附剂与常压质谱源的联用分析方法，将磁性吸附剂加入到样品溶液中，进行振荡混合后，在外加磁铁作用下弃去上层液体，加入清洗溶剂对磁性吸附剂进行清洗，再用磁性毛细管吸附磁性吸附剂，然后置于解吸电离离子源下进行解吸附离子化。本方法能实现目标分析物的富集及除去主要干扰物的目的，使得分析灵敏度得到极大提高，且实现了粉末状磁性吸附剂直接与常压质谱源的联用分析，简化了分析过程，整个分析过程可在3分钟内完成。

Description

粉末状磁性吸附剂与常压质谱源的联用分析方法

技术领域

本发明涉及磁固相萃取和质谱仪的联用方法，属于质谱分析领域，具体来说是一种样品前处理结合常压质谱电离源的联用分析方法。

背景技术

常压质谱技术(Ambient Ionization)，是指在大气压环境下，无需或只需简单的样品预处理，直接对复杂样品进行分析的质谱技术，从而实现对实际样品高通量的检测。最具代表性的为解吸电喷雾电离(DESI《Science》，第306卷，471页(2004年))和直接实时分析(DART，《Analytical Chemistry》杂志，第77卷，2297(2005年))。截止目前，多种能量载体如带点液滴、等离子体、紫外线、激光和热已经用在常压质谱技术上。其中，解吸电晕束离子源技术(DCBI《Analyst》杂志，第135卷，688页(2010年))具有简便快捷以及方便定位的特点，并且可以满足一定的空间分辨率要求。

常压质谱技术通常可以实现对唾液、血浆、尿液、皮肤等的快速分析，但在实际应用中仍存在如下一些问题：基质中杂质带来的干扰会抑制目标物的解吸及电离；样品浓度过低时检测困难，灵敏度低。

发展快速、有效的样品前处理方法与常压质谱技术联用，可极大地提高常压离子化质谱的灵敏度和选择性。已经有研究工作将固相微萃取(SPME)、薄膜微萃取(TFME)、搅拌棒萃取(SBSE)、纸色谱(PC)与常压质谱技术联用分析。如黄云清等采用纸层析法，将样品或样品与溶液的混合液置于一张层析纸上，层析纸置于展开剂中，使样品在随展开剂向层析纸的端部移动中富集在层析纸的顶端，之后将层析纸的端部直接置于质谱仪中的解吸电离离子源中进行解吸电离(《Analyst》杂质，第23卷，4977页)。

需要注意的是现有的常压质谱技术分析之前的样品前处理中所涉及的材料往往是一体化的材料，目前没有粉末状吸附剂直接应用于常压质谱分析领域的研究报道。这是由于多数常压质谱电离源都会有一工作气流，如粉末样品或粉末状吸附剂直接置于常压质谱仪分析时气流会将粉末吹散；且粉末可能会由于质谱入口处的逐级真空系统而被吸附质谱仪内，从而造成质谱仪的污染。因此粉末状吸附剂与常压质谱仪的直接联用分析存在着一定困难。

磁固相萃取是一种简便快速的样品前处理手段，其采用粉末状磁性吸附剂，具有操作简便、有机溶剂消耗少、微型化的特点。在萃取完成后，磁性吸附剂可在外加磁铁作用下迅速与上清液分离，而无需繁琐的离心步骤。此外，在磁固相萃取的处理模式中，粉末状磁性吸附剂在强力涡旋下可均匀地分散在样品溶液中，有效地增大了样品溶液和吸附剂之间的接触面积，促进了目标分析物的传质，使得萃取可在短时间内达到平衡。另一方面，由于磁性吸附剂可有效被磁场束缚住，从而避免被气流吹散，因此磁性吸附剂与常压质谱联用分析成为可能得以实现。

因此，开发出一种将粉末状磁性吸附剂作为样品前处理与常压质谱电离源联用的分析方法，不仅可以实现粉末状吸附剂与常压质谱仪的联用分析，而且将有效地扩展常压质谱电离源在快速分析领域的应用。

发明内容

本发明解决的首要技术问题是开发出一种可将粉末状磁性吸附剂与解吸电离源相匹配的进样手段，以解决联用分析问题。

本发明解决的次要技术问题是选择合适的磁性吸附剂及清洗溶剂以用于特定样品中目标分析物的富集以及杂质的去除，并用本发明的联用分析方法进行实际样品的分析。

本发明所提供的技术方案具体如下：

一种粉末状磁性吸附剂与常压质谱源的联用分析方法，包括以下步骤：

(1)将粉末状磁性吸附剂加入含有目标分析物的溶液A中，充分振荡混合，使目标分析物吸附于磁性吸附剂上；

(2)将溶液A置于外加磁场中，待吸附有目标分析物的磁性吸附剂紧贴在容器壁上后，弃去液体；

(3)加入清洗溶剂对磁性吸附剂进行清洗，然后将磁性毛细管插入清洗液中，磁性吸附剂吸附在磁性毛细管外表面；

(4)将吸附有磁性吸附剂的磁性毛细管直接置于解吸电离离子源下进行解吸附离子化；

(5)使用润湿的纸巾擦拭除去磁性毛细管上的磁性吸附剂，磁性毛细管重复使用。

所述粉末状磁性吸附剂的粒径为纳米级或微米级。

所述磁性吸附剂和目标分析物通过氢键作用、离子交换作用、疏水作用、亲水作用、络合作用、π-π作用中的一种或多种进行吸附。

所述磁性吸附剂为磁性聚吡咯，所述目标分析物为西酞普兰、氟西汀、舍曲林中的一种或多种。

所述磁性毛细管由一端熔融封端的中空毛细管和小磁铁构成，小磁铁由开口端填入毛细管内并固定在熔融封端的一端。

所述的小磁铁为强磁性磁铁，优选为铁钕硼磁铁或钐钴磁铁。

所述解吸电离离子源的解吸附方式为热解析手段、激光解吸手段、声波解吸手段中的一种或多种联用。

所述解吸电离离子源的离子化方式为光电离手段、化学电离手段、电喷雾液滴与解吸中性分子融合的电离手段、热电离手段中的一种或多种联用。

所述的外加磁场由容器外的磁铁提供。

在本发明的一实施例中，所述磁性吸附剂为聚吡咯包裹的磁性四氧化三铁颗粒，所述目标分析物为三种抗抑郁药(西酞普兰、氟西汀、舍曲林)。

在本发明的一实施例中，所述磁铁为最高可耐350摄氏度高温的钐钴磁铁。

在本发明的一实施例中，所述解吸电离源使用解吸电晕束电离源。

术语中：“磁性吸附剂”具有磁性且可提供一定的特异性吸附性能，所述吸附性能可以为氢键、离子交换、疏水、亲水、络合、π-π等作用中的一种或多种。“目标分析物”为可被磁性吸附剂依据不同的作用力进行特异性吸附，所述作用力可以为氢键作用、离子交换作用、疏水作用、亲水作用、络合作用、π-π作用中的一种或多种联用。

本发明所提出的联用分析方法与已知的各种方法相比优势在于：样品溶液经磁性吸附剂萃取，直接用磁性毛细管将磁性吸附剂吸附在磁性毛细管的磁性端，直接置于解吸电离源下进行解吸电离。本方法能实现目标分析物的富集及除去主要干扰物的目的，使得灵敏度得到极大提高，且实现了粉末状磁性吸附剂直接与常压质谱源的联用分析，简化了分析过程，整个分析过程可在3分钟内完成。

附图说明

为了让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为磁性毛细管制备的流程图；其中，1为玻璃毛细管，2为酒精喷灯，3为小磁铁。

图2为本发明提供的磁固相萃取-常压质谱技术联用分析方法的流程图；其中，4为磁性吸附剂(聚吡咯包裹磁颗粒)，5为外加磁铁，6为磁性毛细管，7为解吸电晕束电离源，8为该离子源所产生的等离子体。

图3为三种抗抑郁药加标的全扫质谱图；其中，图3(A)为分析标准溶液，图3(B)为加标的尿液，图3(C)为采用本发明的联用分析方法所测得的尿液样品。

具体实施方式

本发明提供了一种粉末状磁性吸附剂与常压质谱源的联用分析方法。该方法集目标分析物的富集、除杂、检测于一体，无需溶剂解吸与色谱分离过程，且避免了粉末状吸附剂容易被吹散及质谱污染问题。具体包括以下步骤：

(1)磁性毛细管的制备：购买中空玻璃毛细管，直径略小于毛细管内径的圆柱型小磁铁，酒精喷灯待用；用酒精喷灯将玻璃毛细管一端熔融封端，将圆柱形小磁铁从另一端装入，并固定在熔融端，即得到磁性毛细管。

(2)将一定量的磁性吸附剂置于溶液中，用微型涡旋混合仪进行振荡混合，在这个过程中，目标分析物选择性的吸附在磁性吸附剂上。

(3)在外加磁铁的作用下，磁性吸附剂与样品溶液完成相分离，弃去上层溶液。

(4)将清洗溶剂加入，用微型涡旋混合仪进行振荡混合。所用的清洗液的组成可以根据分析物及磁性吸附剂的不同而进行调整，以使分析物能保留在填充物上，而多数杂质能被洗去。例如，当分析物的极性较弱，而所用的磁性吸附剂为疏水性材料时，可以用有机溶剂与水的混合物进行清洗。大量的杂质在这一步中被除去，这将大大提高分析物的离子化效率，进而提高检测灵敏度；同时，杂质的除去，也减少了干扰峰出现的概率。

(5)用磁性毛细管插入上述清洗液中，则磁性吸附剂可在磁力作用下吸附在磁性毛细管磁性端的外表面。

(6)将吸附有磁性吸附剂的磁性毛细管直接置于解吸电离离子源的检测点进行解吸附离子化。

本发明所分析的样品可以为液体、固体或多汁物体。对于液体样品，直接应用图2所示方法；对于固体样品，首先要用合适的溶剂进行提取，提取液按图2所示的方法操作；对于多汁的样品，可用榨汁机将汁液压榨出来后，再按图2所示方法操作。

如果所分析的样品较简单，杂质对分析物的离子化抑制及质谱峰的干扰不严重，可跳过清洗步骤。直接用磁性毛细管吸附磁性吸附剂后置于解吸电离离子源的检测点。

本发明所提出的联用方法的优势在于：样品溶液与磁性吸附剂经过简单的振荡混合后，外加磁场作用下即可完成相分离，无需离心；磁性吸附剂由磁性毛细管吸附后直接置于解吸电离离子源的检测点进行分析，无需溶剂解吸及色谱分离等步骤；粉末状磁性吸附剂可被磁性毛细管牢牢吸附在表面，避免了粉末状材料易被气流吹散及质谱污染问题。

下面结合具体的实施例来进一步说明本发明。

实施例1尿液中三种抗抑郁药的检测

本实施例以此联用分析方法对尿液中三种抗抑郁药进行检测。

检测步骤：

称量20mg磁性聚吡咯于8mL玻璃瓶中，加入2mL乙腈，超声10min使得分散均匀；将上述分散液用微型涡旋混合仪振荡涡旋，然后迅速取20μL加入1.5mL玻璃进样瓶中，接着取尿液200μL置于1.5mL玻璃进样瓶中，再加入770μL 25mM磷酸盐缓冲液(pH 7.0)及10μL混合标准溶液(西酞普兰，10μg/mL；氟西汀，10μg/mL；舍曲林，10μg/mL)；用微型涡旋混合仪振荡混合1min，随后在外加磁场的作用下，磁性聚吡咯与萃取液分层，将上层清液弃去；加入1mL去离子水，用微型涡旋混合仪振荡混合1min。随后将磁性毛细管插入，则磁性聚吡咯被吸附在磁性毛细管上；将磁性毛细管直接置于解吸电离离子源下进行解吸附离子化。

为实现尿样中抗抑郁药的定性及定量分析，采用三重四级杆串联质谱仪进行检测，三种抗抑郁药的多反应监测模式定性和定量离子对如表1所示；所得全扫离子谱图示于图3，谱图上可以看出，2μL的标准溶液可以看到三种抗抑郁药的信号，如图3(A)所示，而加标尿样直接置于解吸电离离子源下分析时三种抗抑郁药的信号不可见，如图3(B)所示，经过本发明的联用分析方法则可看清楚的看到分析物的信号且信号强度相对于标准溶液有明显的提升，如图3(C)所示。

表1是三种抗抑郁药的多反应监测模式定性和定量离子对，括号内为碰撞能量。

表2是应用本发明所提供联用分析方法所测得尿液中三种抗抑郁药的线性范围、线性及检出限，其中每个样品平行测定五次。

表3是应用本发明所提供联用分析方法所测得尿液中三种抗抑郁药的加标回收率及相对标准偏差，其中每个样品平行测定五次。

可以看出，本发明的定量检测方法的线性、准确度、检测灵敏度均较为良好，可以满足一般的检测要求。

实施例2血浆中三种抗抑郁药的检测

本例以联用分析方法对血浆中三种抗抑郁药进行检测。

检测步骤：

称量20mg磁性聚吡咯于8mL玻璃瓶中，加入2mL乙腈，超声10min使得分散均匀；将上述分散液用微型涡旋混合仪振荡涡旋，然后迅速取20μL加入1.5mL玻璃进样瓶中，接着取血浆100μL置于1.5mL玻璃进样瓶中，再加入870μL 25mM磷酸盐缓冲液(pH 7.0)及10μL混合标准溶液(西酞普兰，10μg/mL；氟西汀，10μg/mL；舍曲林，10μg/mL)；用微型涡旋混合仪振荡混合1min，随后在外加磁场的作用下，磁性聚吡咯与萃取液分层，将上层清液弃去；加入1mL去离子水，用微型涡旋混合仪振荡混合1min。随后将磁性毛细管插入，则磁性聚吡咯被吸附在磁性毛细管上；将磁性毛细管直接置于解吸电离离子源下进行解吸附离子化。

表4是应用本发明所提供联用分析方法所测得血浆中三种抗抑郁药的线性范围、线性及

检出限，其中每个样品平行测定五次。

表5是应用本发明所提供联用分析方法所测得血浆中三种抗抑郁药的加标回收率及相对标准偏差，其中每个样品平行测定五次。

以上结合附图揭示了本发明优选的具体实施方式和实施例，但是本发明并不局限于上述实施方式和实施例，在不脱离本发明的精神和范围内，当可以作些修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种粉末状磁性吸附剂与常压质谱源的联用分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将粉末状磁性吸附剂加入含有目标分析物的溶液A中，充分振荡混合，使目标分析物吸附于磁性吸附剂上；

（2）将溶液A置于外加磁场中，待吸附有目标分析物的磁性吸附剂紧贴在容器壁上后，弃去液体；

（3）加入清洗溶剂对磁性吸附剂进行清洗，充分震荡后，将磁性毛细管插入清洗液中，磁性吸附剂吸附在磁性毛细管外表面；

（4）将吸附有磁性吸附剂的磁性毛细管直接置于解吸电离离子源下进行解吸附离子化；

（5）使用润湿的纸巾擦拭以除去磁性毛细管上的磁性吸附剂，磁性毛细管得到重复使用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述粉末状磁性吸附剂的粒径为纳米级或微米级。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述磁性吸附剂和目标分析物通过氢键作用、离子交换作用、疏水作用、亲水作用、络合作用、π-π作用中的一种或多种进行吸附。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述磁性吸附剂为磁性聚吡咯，所述目标分析物为西酞普兰、氟西汀、舍曲林中的一种或多种。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述磁性毛细管由一端熔融封端的中空玻璃毛细管和小磁铁构成，小磁铁由开口端填入毛细管内并固定在熔融封端的一端。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述小磁铁为强磁性磁铁。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述小磁铁为铁钕硼磁铁或钐钴磁铁。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述解吸电离离子源的解吸附方式为热解析手段、激光解吸手段、声波解吸手段中的一种或多种联用。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述解吸电离离子源的离子化方式为光电离手段、化学电离手段、电喷雾液滴与解吸中性分子融合的电离手段、热电离手段中的一种或多种联用。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述外加磁场由容器外的磁铁提供。