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2012.2-欧阳永中-岩矿测试-新型常压热解离化学电离装置的研制及应用.pdf

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2 01 2年 2月 岩 Febr ua r y 2012 矿 测 试 Vo1 . 31.No.1 ROCK AND M I NERAL ANALYSI S 64 ~70 文章编 号 :025 4—5357(2 01 2)O1~0064—07 新型常压热解 离化学 电离装置的研制及应用 欧阳永 中 ,韩 京 ,鲍廷 义 ,贾 滨 ,李 超 ,汪志成 (1.东 华理工 大学化 学生 物与 材料科 学学 院 ,江西省 质谱科 学 与仪器 重点实 验室 ,江 西 南 昌 330013; 2. 东 华理 工大学 机械 与 电子 工程学 院 ,江西 南 昌 33001 3) 摘 要 :为 了克服 常压热 解 离化 学 电 离装 置 (TDCI)热 源控 制 不稳 定 、背景 干扰较 大、实验 重现 性 相 对较 差等 问题 。 文章在前 期研 究的基 础上 , 分 别对仪 器各组成 部件进 行优 化和 改进 , 研 制 出能 够根 据待 测物 的热稳 定 性 、极性 、挥发性 、 熔 点等性 质 ,能够对仪 器 的温度 、 加 热 时 间、加速 电压等 仪 器参 数连 续、精 确 可调 的新 型 常 压 热解 电 离源 实验装 置 ,并进 行 了优 化和表 征 。 与原研 制 的 TDCI实验装 置相 比 , 新 型 TDCI电 离装 置 的 高 压调 节和 温度控 制 的连续性 和精 确度 以及热 源 的稳 定性得 到 了极 大的提 高。 高压调 节的 最小刻度 从原 来 的 1V减 小到 0.1V,温度控制 系统 的调控 精确 由原 来 的 ±5 ̄ C减 小到 ±1o C。采 用 新型 TDCI—MS技 术 , 在常 压 和无 需样 品预 处理 的条件 下 ,实现 了实际样 品 可 乐中痕量 兴奋 剂 可卡 因和牛奶 中弱极 性 物质 三聚 氰胺 的 快速 检测 , 单 个样品检 测 时间都 小 于 30 S, 检 出限低 ,可卡 因和 三聚 氰胺 的 最低检 出限分 别 为 1.1 2x1 0 g /mL和 2. 62×10 g /mL, 重现性 好 , 相 对 标 准偏 差 (RSD)为 4. 61% ~9.80% ,优 于 原 TDCI电 离装 置 的检 测 结果 , 完全 满足 实际样 品的检 测 需要 。 由于其具 有独 立稳 定 的加 热装 置 ,与表 面解 吸 常压 电 离源相 比 , 本 仪 器装 置更适 于难挥 发性 化合 物 的快 速分析 。 关 键词 :新 型 常压热 解 离化 学 电离源 ;装置研 制 ;复 杂基体样 品 ;难挥 发性 物质 中图分 类号 :0657. 63;0622 文献标 识码 :A Devel opm ent and Appl i cat i on of New Therm al Di s soci at i on At m os pheri c Chem i cal Ioni zat i on f or Rapi d M ass Spect rom et ri c Anal ys i s under Am bi entCondi t i ons OUYANG Yong— z hong ,HAN Ji ng ,BAO Ti ng— yi,JI A Bi n ,LIChao ,WANG Zhi — cheng (1.Ji angxiKeyLabor at or yf orMassSpect r omet y and I r nst r ument at i on,EastChi na I nst i t ut eof Technol ogy,Nanchang 330013,Chi na; 2.Mechani caland El ectr oni c Engi neer i ng I nst i t ut e,EastChi na I nst i t ut e ofTechnol ogy, Nanchang 330013,Chi na) Abst ract:I n or dert o over come t he di sadvant agesoft he t hermaldi ss oci at i on at mos pher i c chemi cali oni zat i on source (TDCI),s uc h asuns t a bl et her ma lc ont r ol ,l a r geba ckg r o und i nt er f e r e nce sand poo rr epl i ca t i ons,an i mpr ov ed TDCIsource hasbeen devel oped i n ourl ab f orrapi d chemi cali oni zat i on ofambi entanal yt es i n compl ex mat r i ces. Based on pr evi ous research,t he oper at i ng paramet ers of t he new TDCI source, such as t he t emper at ure of t he heat ed capi l l ar y, heat i ng t i me and capi l l ary vol t age, can be cont r ol l ed aut omat i cal l y accor di ng t ot he chemi cal proper t i es oft he anal yt es such as t her mal s t abi l i t y,pol ar i t y,vol at i l i t y and mel t i ng poi nt . In compari son wi t ht he 收稿 5 t 期 :2 01 1—1 2—2 0;接 受 5 1期 :2 01 2—01—01 基金项 目:国家重大科学仪器设备开发专项 ( 2 01 1 YQ1 7 O O6 7) 作者简介 :欧 阳永 中, 副教授 , 主要从事新型质谱离子源技术的机理研究 。E- ma i l :o u y a n g 7 4 92 @1 63. c o n。 r 通 讯作者 :汪志成 , 副教授 , 主要从 事通信 与智能仪器 的研制 。E— ma i l :WZ C 一1 98 2 @1 26. c o n。 . . . . — — 64 . . —— 第 1期 欧阳永 中 , 等: 新型常压热解离化学 电离装置 的研制及应用 第 31卷 ori gi nalTDCIt echni que,t he s t abi l i t y of t he heatsource,accuracy and cont i nui t y oft he vol t age and t emper at ure cont r oloft heTDCIdevel oped i nt hi ss t udy werei mproved great l y,i n whi ch t hemi ni mum scal e val uesoft hevol t age and t emper at ure cont r ol have been r educed t o 0.1 V and ± 1℃ , f r om 1 V and ± 5 ̄ C , respect i vel y. The pe r f or ma nceoft hene w dev el o pedTDC1wa se va l uat e dbyco upl i ngt heTDCIs o ur c et oac o mmer ci alLTQ- XLmas s s pect romet er. Under ambi ent condi t i ons wi t hout any sampl e pret reat ment, t r ace amount s of a wi de vari et y of compounds i n di f f erentcompl ex mat r i ces,i ncl udi ng Cocai nei n col a and Mel ami ne i n mi lk,have been success f ul l y det ect ed wi t ht he i mproved TDCI- MS by choosi ng i oni cl i qui ds. The resul t ss how t hatt he new TDCI i oni z at i on t echni que has al owerdet ect i on l i mi tand bet t erdupl i cat i on t han t hosef rom t he ori gi nalTDCIanal ysi s.The average t i me f oreach si ngl e sampl e anal ysi s wasl esst han 30 S,t he r el at i ve s t andard devi at i ons oft he met hod wer ei nt he range of4.61% t o9.80% and t he det ect i on l i mi t sf or Cocai ne and Mel ami ne wer e est i mat ed t o be 1.12× 10一 g /mL and2. 62 X1 0 g /mL,r es pe ct i ve l y.Compa r e dt odes or pt i onat mo s phe r i cpr e s s ur ec hemi c ali o ni z at i on.t he new TDCIi smore sui t abl ef o rnon vol at i l e compound anal ys i s,due t oi tsst abl e hi gh vol t age heat i ng devi ce. Key words: new t hermal di ssoci at i on at mospher i c chemi cal i oni zat i on s ource; devi ce devel opment; compl ex mat ri x;nonvol at i l e compounds 现 代社会 经 济和科 学技 术 的发展对 质谱 这一 广 TDCI离子源与质谱仪离子传输管入 口的距离、 高度 泛使用的分析测试技术提出了新的挑战。与传统质 谱 分析 方 法不 同 的是 , 原位 、实 时 、 在线 、 非 破 坏 、高 等, 可 以 自动 获得有 利 于待 测 物离 子 产 生 的最 佳 实 通量 、高灵敏 度 、 高选 择 性 、 低 耗 损 的质 谱 分 析 方 法 TDCI源耦 合 到 LTQ—XL线 性 离 子 阱质 谱 仪 上 , 构 已经成为现代分析科学 中的主要 目标。复杂基体样 品快 速质 谱分 析技术 的研 究 ¨ 』, 包 括 相关 理论 、 装 建 了新 型 的常 压 热 解 离 电离 源 质 谱 技 术 (TDCI— 置、 技术 与方 法 , 是 近年来 国际质谱 分析 领域 的研 究 作 为离子 液体 , 在常 压和无 需样 品预处 理 的条件 下 , 前沿 和热 点之 一 。经 过 近 7年 的发 展 ,国 内外 已 经 实现 了饮料 中痕量兴 奋剂 可卡 因和牛 奶 中弱 极性 物 出现 了电喷 雾 解 吸 电 离 (DESI)¨J、实 时 在 线 分 析 质三 聚氰胺 的快速 检 测 , 所 检测 样 品的 检 出 限和 相 (DART) J、 低温 等离 子 体探 针 (LTP) J、常 压辉 光 对标 准偏差 均 比原 TDCI装置分 析结 果低 。 验参 数 , 提高 待测 物 离 子 的信 号 强 度 。将新 研 制 的 MS)研究 平 台 ,选 择 1一丁基 一3一甲基 咪 唑 阳离 子 放 电解离 (APGDI ) J、 表 面解 吸 常压 大 气 化 学 电 离 源 (DAPCI) ’卜Ⅲ 、 电 喷 雾 萃 取 电 离 源 (EESI )卜 等技 术 ,能 够 在 常 温 常 压 和 无 需 样 品 1 实验部分 预处 条件 下 对 复 杂 基 体 样 品直 接 电 离 的 质 谱 学 研 1. 1 仪器及工作条件 新 型常 压热解 离 化学 电离 源装 置 (实 验 室 自行 究 。为 了获得 弱极性 和非 极性 化合物 的质 谱检 测信 研 制 );LTQ —XL 型 线 性 离 子 阱 质 谱 仪 (美 国 息, 陈焕文课 题 组研 制 出 了常压 热 解 离 化 学 电离 源 Fi nni ga n公 司 ), 配有 Xc a l i bur数据 处理 系统 。 质谱 技术 , 在 常压 和无 需 样 品预 处 理 的条 件 下 , 质 谱条 件 : 正离子检 测模式 ; 质量数 扫描范 围 成功 地实 现了对 色氨 酸等难 挥 发和非 极性 物质 萘 的 m/z5O~m/z600; 毛 细 管 温度 200c I C;毛 细 管 电压 定 性定 量分 析 。但是 ,由于 常压 热 解 离 化学 电离 源 44V; 透 镜 电压 60V; 其 他 条件 由 LTQ—MS系 统 自 装 置存 在热 源控 制不 稳定 、 背景 干扰较 大 、 实验重 现 动 优化 。检 测可 卡 因和 三 聚氰 胺 的 TDCI源 优化 条 性 相对 较差 等 问题 , 导 致检测 结果 的相 对偏 差较 大 , 件为 : 样 品承 载 台上 的偏 置 电压 均 为 4.0kV; 样品 检 出限也不 是很 理想 。 台表面 与质谱 入 口的距 离 : 检 测 可 卡 因和 三 聚氰 胺 本 文在 前期 研究 _ l 的基 础 上 , 通 过对 仪 器各 组 均 为 1c m;样 品 台 表 面 与 质 谱 人 口 的 高 度 都 为 成 部件 及耦 合关 键技 术 的优 化设 计 , 研 制 出能 够 根 0. 5cm(见 图 1)。HV1和 HV2分 别 为装 配在 椅 形 据 待测 物 的热稳 定性 、极性 、 挥发性等 , 对仪器的温 绝缘 台的椅背 和椅 面 两块 高压 电极板 ,可分 别 施 加 度、 加 热时 间 、 加 速 电压 等 仪 器参 数 进 行 连 续 、 精确 0~6kV直 流 高 压 , 产 生 的 高压 电场 能够 对 样 品放 可 调 的热解 电离 源的改 进装 置 。该 装置 通过 缩小 高 置 区形成 的样 品离 子 起 到加 能 加 速 的作 用 ,以便 样 压 调节 和温 度控 制 系统 的最 小刻 度 ,以此 来 提 高 高 品离子进 入质 谱得 以检测 。 压 调节 和温 度控 制 的连 续 性 和精 确 度 , 增强热源 的 1. 2 常压热解离电离技术电离原理 常 压 热 解 离 电 离 技 术 (Ther ma lDi s s o ci at i o n 稳 定性 和 样 品受 热 的均 匀 性 ;利 用 程 序 自动 优 化 一 65 — 第 1期 岩 矿 测 试 ht t p: / /WWW. y k c s . a c . c 1 " 1 At mos phe r i c Che mi ca lI oni z at i o n,TDCI)1 9 ],是 一 种 液 (1 0 g /mL), 经 逐级稀 释得 到 1 0~ ~1 0 通 过加 热离子 型化 合 物 而获 得 高 浓度 试 剂 离 子 , 使 三聚氰 胺 的 甲醇溶 液 备用。将离 子 液 体配 制 成 之与样 品接 触而使 样 品中待测 物分 子离子 化 的装 置 1 0 g /mL g /mL溶液备 用 。 和技 术 (见 图 1)。在加 热 过 程 中,离子 化 合 物 试剂 被 热解 而 产 生 大 量 的 试 剂 离 子 。 例 如 , 加 热溴 化 2 结果与讨论 1一丁基 一3一甲基 咪唑溶 液 的过 程 中会 产生 大量 的 2. 1 新型常压热解电离源实验装置的研制 根据 TDCI离 子源 的 结构 设 计 可 知 , TDCI离 子 1一丁基 一3一甲基 咪 唑 阳离 子 ,同时样 品受 热 分 子 也 被试 剂离子 带动 逸 出。在样 品承 载台与 其上方 的 微 小空 间里 , 加 热 产 生 的 高浓 度 试 剂 离 子 M 以及 源装 置 主要 由高压控 制系统 、 可 加热样 品承 载系统 、 温度 控制 系统 和 多维 调 节 系统 四部 分 组 成 ¨ 。 为 由试剂 离子 电离产 生 的质子 化 水合 氢 离子 H O 分 提 高待测样 品检测 的 准确 性 和 稳定 性 ,克服 由于 操 别 与样 品 中的待测 物 分 子发 生 碰 撞 , 并 分别 进 行 电 作 系统 的热源控 制不 稳定 、 样 品易受到 交叉 污染 、 背 荷与质子的交换以及能量的传递 , 而使样品中的待 测 物分 子 离 子 化 。待 测 物 离 子 在 高 压 电场 的 作 用 景 干扰较 大 、 实 验 重 现性 相 对 较 差等 实 际问题 。本 下, 加 速进 入质谱 仪 的离 子 光 学 系 而被 引 入 质量 分 组成部件进行优化和改进, 并对这 4个部件进行系 统 的整合 , 研 制 出能 够 根 据 待 测 物 的不 同特 性 (如 析器 中 , 从 而被检 测分析 。 研究 在前 期研究 的基础 上 , 分 别 对 仪 器 4个 独 立 的 热 稳定性 、极性 、挥 发 性 、 熔 点 等 ), 对仪器 的温度 、 加 热 时间 、 加 速 电压 等仪器 参数 连续 、 精确 可调 的新 型 常压 热解 电离源实 验装 置 (如 图 1)。 TDCI的偏 置 电压 可 通 过 高 压 自动控 制 系统 实 现输 出高压 的连续调 节 。为 了确 保高压 调 节的连 续 性 和准确 性 , 本 研究 提高 了连续 调节 的精度 , 把调 节 最小 刻 度从 原 来 的 1V 减小 到 0.1V, 调节量程不 变 (调节 量程 0~10kV, 调节 精度 0.1V)。 同理 , 为 了保 持样 品受 热 的均 匀性 和热 源 的稳 定 性 , 温度控 制 系统 的调控 精确 由原 来 的 - I -5℃减 小 到 ±1o c, 高 图 l TDCI工作原理示意图 压 和温 度控制 系统都 由高亮 LED数 字显 示装 置 (显 Fi g.1 示精 度 可达 0.5% )进行 监 测 和 控制 。样 品承 载 台 Schemat i c di ag r am oft he TDCIs et up 的位置 可通过 三维 调 节 架 , 根 据不 同 的 电离模 式 和 1. 3 标 准溶液 及 主要试 剂 可卡 因 (Fl ukaCoBuchs,瑞 士 );甲醇 :色谱 纯 , 国药集 团化 学试 剂有 限公 司。使用 时将 可卡 因配制 成 1×1 0 g /mL溶液备 用 。 离子液体 的物 理化 学 特 性 , 利用 程 序 自动优 化 确 定 TDCI离 子源 与质谱 仪离 子传输 管入 口的距 离 、 高度 等实现精确调节 , 使离子源与质谱仪入 口的高度和 距 离达 到最佳 位 置 。 由此 , 能 够更 好 地 保 持 离子 源 可乐 (市售 )。 各 个参 数 的稳 定性 , 在 原 实 验装 置 的基 础 上提 高 了 牛奶样 品 : 2008年 9月 5 日发生 三 聚氰 胺 事件 装置 的稳定性 ,降低 了操 作难 度 ,为能更 好地分 析样 时在 当地购 买 、 存 储至今 , 实验 时没 有经过 任何 预处 品提供 了良好 的技术 平 台。在 此 基 础 上 , 本研究对 理 (现 在市 场上很 难找 到类 似样 品)。 TDCI离 子源 的 4个 组成部 分进 行集 成 , 将 系统集 成 三 聚氰 胺 (分 析 纯 ,天 津博 迪 化 工有 限公 司 ): 的 TDCI源通过 优化 调节 离子源 部分 与 LTQ—XL串 使用时 将三 聚氰 胺 配 制成 1×1 0 g /mL溶 液 备 用 。 联耦 合后 的实 验参 数 , 使 待 测 物离 子 信 号 达 到最 佳 离子液 体参 照 文 献 [20]自行 合 成 。实 验 用 水 均 为 的情况下 , 耦合 到 L TQ—XL质谱仪上 , 从而构建 了 二次 离子水 。 新 型常压 热解 离 电离 源 质谱 技术 (TDCI—MS)研 究 1. 4 可卡因和三聚氰胺样品制备 平 台 (如 图 1所 示 )。 取 0.1g可卡 因溶 于 100mL水作 为母 液 (1 0I 。 2. 2 新型常压热解电离源性能的优化及表征 mL), 经逐 级稀 释得 到 1 0~ ~10 g /mL可卡 因水 前期 研 究 表 明 ,在一 定 范 围 内 , TDCI源 中偏 置 溶 液备 用 ; 取 0.1g三 聚氰胺溶 于 1 00mL水作 为母 电压 和温 度 的升高 有 利 于高 浓 度试 剂离 子 产 生 , 能 — — 66 —— 第 1期 欧阳永 中 , 等: 新 型常压热解离化学 电离装置 的研制及应用 第 31卷 有 效提 高 离 子 化 效 率 。对 于 TDCI电 离 源 , 在正离 研 究 选择 可卡 因和 三 聚氰 胺 作 为研 究 对 象 , 是为了 子检测 模式 下 , 一 般偏置 电压设 置 为 3.5—4 kV,温 进一 步 证 明 , 新 型 TDCI技 术 不 仅 能 电离极 性 化 合 度为 1 20~1 70c C时 , 试 剂离 子 (1一丁 基 一3~甲基 物, 而且还具 有 电离难 挥发性 的 弱极性 物质 的优势 。 咪唑 )的信号最 强 。温 度 的 高低 主要 决 定 于 待测 物 图 3(a)为在正 离 子模式 下水溶 液 中可卡 因 (浓 熔 点 的高低 , 检测 可 卡 因和 三 聚氰 胺 样 品 的装 置 温 度 为 10 g /mL)的 TDCI—MS和 质 子 化 分 子 离 子 度 控制 在 1 70 ̄ C左 右信 号最 强 。 峰 [M +H] 的 MS/MS标 准质 谱 图 。其 中 , m/z304 图 2为离 子 液体 1一丁 基 一3一甲 基 咪唑 在 电 为可卡 因 的质子化 分子 离子峰 [M +H] , 母 离 子峰 压 4. 0kV和 加 热 温 度 1 50c 【 =下 的信 号 强 度 随离 子 m/ z1 39是作 为试 剂 离子 的离 子 液体 1一丁基 一3一 源 位置 变化 而改 变 的情 况 。实 验 结果 表 明 , 在正离 甲基 咪唑 的母离 子 峰 。为 了避免 实 验 的假 阳性 , 选 子检 测模 式下 , 离子 源 在 距 离 质谱 入 口处一 个 比较 择 分 子 离 子 峰 m/z304进 行 二 级 质 谱 研 究 ,丢 失 狭 窄的 区域信 号 有 良好 的响 应 。从 图 2可 以看 出 , C H O:, 得到 可卡 因的主 要特 征离 子 m/z1 82, 此结 在实 验 条 件 下 ,离 子 源 离 质 谱 人 口大 约 在 高 度 为 果 与可 卡 因的 ESI—MS/MS一 致 0.2c m, 距 离 为 0.5~1.0cm 处信 号 强 度有 明显 的 TDCI电离 源 的 可靠 性 。将 TDCI—MS方 式 应 用 于 提升 ,响应 良好 。 实 际样 品 可乐 中 痕 量 可 卡 因 (浓 度 为 1 0 。g /mL) , 进 一步 证 明 了 的快速 检 测 ,所 得 谱 图与 可 卡 因 的 标 准 谱 图一 致 (图 3b)。 ... .. .. .. ..... .,.. ..... . .. . .. ,. ..... . .... . ..... ..... .. ..... ... . 0 赵 骶 醒 9 O lOO 图 2 TDCI离子源相对质谱 口空问位置对 信号强度 的影 响 Fi g.2 O O 2 8 一 ._. o — 4 O 3 一● 139 Ef f ect of o per at e d par amet er s of TDCI on t he si gnal 3 i nt ens i t y 4 L 0 50 2. 3 新型常压热解电离质谱技术的应用 韶 在 上 述实 验 条 件优 化 的基 础 上 , 本研 究 以加 热 溴化 l一丁基 一3一甲基 咪 唑溶液 产生 的 1一丁基 一 3一甲基 咪唑 阳离子 液体作 为 电离试 剂 , 利 用改进 的 O 1 2O 1 40 160 1 8O 20 0 220 240 260 280 300 320 m/ Z TDCI—LTQ—MS在 常压 和无 需 样 品 预 处理 的条 件 下, 分别 对可 乐 中痕 量兴 奋剂 (可卡 因 )和牛奶 中 的 三 聚氰胺 进行 分析 。 基 于 电喷 雾 电离 (ESI )原 理 的 电离 源 , 如 EESI、 图 3 (a) 标准样品可卡 因的 TDCI—MS和 MS /MS质谱图 ; (b)可乐中可卡因的 TDCI—MS /MS—级和二级质谱图 Fi g.3 (a)TDCI — MSand MS/MSs pec t r aofCo cai ne; (b)TDCI—MS/MS s pect r aofCocai nei nCoca DESI等只能 对极性 化合 物进 行 电离 , 基 于常 压化 学 大气压电离技术 ( APCI )的离子源, 如 DAPCI 、 DART 图4( a)为在正离子模式下 , 标准样品三聚氰胺 等适合弱极性和非极性物质的分析。而本文研究 的 (浓 度 为 1 0 g/mL)的 TDCI—MS和质 子化 分 子 离 新型 TDCI离子源适合 于极性 、 弱极性和非极性物 质 的快速 检测 。前期 研究 表 明 , TDCI能快 速 地实 现 子峰[ M+H] 的二级 串联质谱图。其 中, m/ z1 2 7 极性 (沙 丁胺 醇 )和 非 极性 物 质 (苯 、 萘 )的检 测 ,本 免 实验 中的假 阳性 , 选 择 母 离 子峰 m/z1 27分 子 离 为 三聚氰 胺 的质子 化分子 离子 峰 [M +H] , 为 了避 一 67 — T0 ● m _ 第 1期 岩 矿 测 试 ht t pf fWWW. y kc s. a c. c n 图 5实 验 结 果 表 明 , 可 卡 因的浓度 在 l 0~ ~ 子峰进行 串联质谱 研究 ,主要 得到 特征离 子 m/ z 85, 为母 离 子 m/z1 27丢失 NH,CN所 致 ,此 检测 结 1 0 果与 文献 [8]的结 果 吻 合 。 图 4(b)为实 际样 品牛 对 数 ( )具 有 较 好 的 线 性 关 系~ ,回 归 方 程 为 Y= 奶 中的三 聚 氰 胺 的一 级 和 质 子 化 分 子 离 子 峰 m/z 0.2443x+3.7366, 相关 系数 R =0.9796。对 可卡 因 1 27质 谱 图 ,此 结 果 与 标 准 三 聚 氰 胺 质 谱 图 一 致 。 浓度 为 10 而且 , 采 用 TDCI—MS/MS方法 检 测 三 聚 氰 胺 时所 应信号强度为 6 . 38( n=6), 测得空白样 品的 3倍 获得 的谱 图较为 干净 , 说 明在 实 验 中基 质 对 实验 的 标准偏差为 0. 71 5(S / N>3, n=1 8), 计算得到可 卡 因的 检 出 限为 1 .1 2×1 0 g/mL, 该 检 出限 能够 满 足基 体 中痕量可 卡 因(浓度 为 1 0 。 mL)的检测 g /mL范 围 内 ,离 子 强 度 的 对 数 (Y)与 浓 度 的 一 g /mL的标 准溶 液 进行 获 得净 响 一 测定 , ●● ●● 干扰影 响 较小 , 进 一步保 证 了实验 的准确 性 。 一 , + + J●● ● , +●4 一 8 ●●●●j 5 一( , ( a ) ●l 1 : 1 7 5 0 * 荔 i 友 85 一 一 2 一 一 7 ~ r 分析 , 可与表 面解 吸 常压 化 学 电离 源对 可 卡 因 的检 10 0 述 0 一 一 7 0 80 90 1 0o 1l O l2 01 3O l 40 出 限(1. 5×1 0 g /mL)相 比拟 。 用 上 述相 同的 方法 可 以得 到 , 三 聚 氰胺 的浓度 ^ , -. . . . ., . . . . . . . . . . . . . . L , 。 h 7 1 . 在1 0~ ~1 0 ~ 一 g /mL,离子强度 的对 数 (Y)与浓度 的 对数 ( )具 有 较 好 的 线 性 关 系 ,回 归 方 程 为 Y= ’n,2 0. 512x+6.18 7。采用 不 含 三 聚 氰胺 的 牛奶 作 为 基 体, 加 稀浓 度 的沙丁胺 醇标 准溶液 ,以信 噪 比 (S/N) 等 于 3时三聚氰 胺 浓 度 为最 低 检 出 限 ,检测 获 得 三 聚氰胺 的 检 出 限 (LOD)为 2.62×1 0 g/mL,能 用 lOO 于 三聚氰 胺 的半 定量 分析 。 莲 * 50 霞 0 图 4 (a) 标准样品三聚氰胺的 T DCI—MS和 MS /MS质谱图 ; (b)牛奶中三聚氰胺的 TDCI—MS /MS—级和二级质谱图 Fi g. 4 (a)TDCI — MSa ndMS/MSs pec t r aofMel a mi ne; (b)TDCI — MS /MS s pe ct r aofMel ami nei n mi l k 2. 4 方法线性范围、 检出限、 精密度 取 1. 0×1 0一 Fi g. 5 Rel a t i ons hi p bet ween concent r at i on ofCoc ai ne and t he s i gnalofsel ect ed i on 3 实际样 品的检测 mL、1. 0×1 0一“ g /mL、1 . 0× 10 。g/mL 1 . 0×1 0一 g /mL、 1 . 0×1 0 图 5 可卡 因的浓度与信号强度的关系 采用 本方法对 3种不 同品牌 的可乐进行 检测 , 通 g /mL等 5个 过二级 质谱 鉴定 排 除假 阳性 ,每个 样 品连 续 测定 1 0 浓 度的可卡 因标 准 溶液 , 在 优 化 的条件 下 进行 检 测。 次, 分别得 到可卡 因的净 响应信 号 强度 , 单个 样 品在 选 择可卡 因 的质子 化离 子 m/z3 04的二 级质 谱 中的 30s内获得检 测结果 。结果 表 明 , 其 中 1种可 乐样 品 特 征碎片离子 m/z1 82为定量测 定用离 子 , 用 实验测 未 检 出可 卡 因, 另 外 两 种可 乐 的 可卡 因含 量 分 别 为 得的二级质谱信号扣除背景后在 m/z1 8 2处 的净响 应信号强度表示, 每个浓度的标准溶液测定 6次 , 所 1 . 7×1 0。。g /mL和 3.0×1 0 分 别为 8.1%和 9. 6% 。采 用 同样 的方 法 , 对 3种 品 得 净响应信号 强度 的平 均值 及相 应 的相对标 准 偏差 牌 的市售奶粉 ( 2008年 9月 5日发生 三聚氰胺事件 时 (括号 内数 据 )依 次 为 6.31( 5. 6% )、 11.1 4(7.2% )、 购买 、 存储至今 的样 品)进行测 定 , 单个样 品连 续测定 1 9.8 9( 8.7% )、 3 4.67( 4. 5%)和 60. 36( 7. 5%)。将信 1 0次, 分别得到三聚氰胺 的净 响应信号强度。每个 号 强度与样 品浓 度分别取对数 , 绘制标 准曲线。 样 品在 0. 5r ai n内即 获得 了检 测 结果 。通 过 二 级质 、 一 68 一 g /mL, 相对 标准 偏差 第 l期 欧阳永 中, 等: 新 型常压热解 离化学 电离装置 的研制及应用 第 3l卷 s ampl e anal ysi s wi t hout t oxi c chemi c al co nt ami nat i on 谱鉴 定排除假 阳性 , 所检测牛奶样 品 中 1个 样 品未检 出三聚氰 胺 ,其余 2个 样 品 三 聚氰 胺 的 含量 分 别 为 [ J] . J o u r na lo fMa s sS pe c t r o me t r y, 2 00 7,42( 8): 1 0 4 5— 0.8 7x1 0 。g/mL和 2. 0×1 0 。#mL。3种 奶 粉 中 1056. 三聚氰 胺 的信 号 强 度 的 相 对 标 准 偏 差 为 4. 61 % ~ [8] 杨水平 , 胡斌 , 李建强 , 韩京 , 张燮 , 陈焕文 , 刘清 , 刘清 瑁, 郑建.表 面解 吸 常 压化 学 电离 质谱 法 直 接 测 定 9.80% 。 奶粉 中 三 聚 氰 胺 [J] .分 析 化 学 ,2 00 9,3 7(5): 691— 694. 4 结语 [ 9] Co t t e — Ro d r i g u e zI ,He r ma nd e z — S o t o H,Ch e n H W, 改进 的 TDCI~MS装 置对 实际样 品 中 的可卡 因 Co oksR G.I ns i t ut r ac e de t ect i on ofper ox i de expl os i ves 和难 挥发性 弱极 性物 质三 聚氰胺 检测 结果 满意 。虽 by des or pt i on el ect r ospr ay i oni z at i o n and des or pt i on 然相 对偏差 较 大 , 但是 在进 行低 含量 物质测 定 时 ,因 a t mo — s p he icp r r e s s u r ec h e mi c a li o n i z a t i o n[ J]. Ana l y t i c al 为方 法灵 敏 、 快捷 , 且 仪器参 数 调节 的连续 性和精 确 Che mi s t r y, 2 00 8,8 0( 5): 1 51 2—1 51 9. 度、 热 源 的稳定性 和 样 品 受热 的均 匀 性都 得 到 大 大 [1 0] J i aB,Ou y a n gY Z,S o d hiR N S,Hu B,Zha n gT T, 优化 。与原 TDCI相 比,本 仪 器 装 置 具 有 分 析 速 度 LiJ Q。Chen H W. Di f f er ent i at i o no fhuman ki dney s t onesi nduced by mel ami ne and uri c aci d us i ng snr face 快、 检 测 限低 、 重 现性 好 的特 点 , 能 够 满 足实 际 样 品 des or pt i on a t mos pher i c pr ess ur e chemi ca li oni z at i on mass 的检 测 。 由于其 具 有独 立 稳 定 的加 热装 置 , 与表面 解 吸 常压 电离 源 相 比 卜 s pe c t r o me t y[J].J r ou r n a lo f Ma s sS p e c t r o me t r y,2 011, , 该装 置更适合难 挥 发 性化 合物 的快 速分 析 。 46(3): 311—31 9. [I 1] HuB,Pe ngX J,Ya n gS P,GuH W,Ch e nH W, HuanY F,Zhang T T,Qi aox L. Fas tquant i t at i ve 5 参考文献 det ect i on of co cai ne i n beve ra ges us i ng nano ext r act i ve [1] Ta k a t sZ,Wi s e ma nJM,Go l o g a nB,Co o k sR G.Ma s s e l e c t r o s p r a yi o n i z a t i o nt a n de m ma s ss p e c t r o me t y [J] r . s pec t r omet r y sa mpl i ng under ambi ent condi t i ons wi t h J o u r na lo ft h eAme r i c a nS o c i e t yf o rMas sS p e c t r o me t r y, d e s o r pt i o ne l e c t r o s p r a yi o n i z a t i o n[J].S c i e n c e,20 0 4, 2010,21(2): 290—293. 306(1 5): 471—473. 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