离子色谱技术研究进展

离子色谱技术作为分析无机离子的首选方法,还可实现小分子极性化合物、氨基酸、糖类等生物样品的分析。近年来,离子色谱技术快速发展,广泛应用在环境监测、食品分析、生物医药、农业、地质等多个领域。针对离子色谱技术的综述多是探讨离子色谱技术在环境、烟草、药品、食品等领域的应用进展,而关注离子色谱技术发展动态的研究报道相对较少。专利文献蕴含科技文献未曾报道的技术研发信息,对于归纳总结前沿技术走向具有重要意义。基于全球范围内离子色谱相关技术专利数据,从淋洗液发生装置、色谱柱固定相、离子色谱抑制器、检测器等方面综述离子色谱分析技术的研究进展,旨为国内离子色谱技术创新发展提供参考与依据。研究表明,全球离子色谱技术研究发展迅速,核心技术及基础研究主要分布在美国和日本,超高压淋洗液发生器、优化供电方式的自动再生电解抑制器及温控稳定的检测器是离子色谱领域新近研究方向,围绕固定相的研究侧重于提高离子交换容量,提高分析速度,改善离子色谱柱效、选择性与亲水性等方面性能。

高效液相色谱-质谱技术在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学研究在生物医学领域发挥了重要作用,然而研究面临的主要难点在于其研究对象的复杂性和多样性。随着质谱技术的快速发展,高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)分离分析复杂生物样品已经成为蛋白质组学研究的基础工具。蛋白质组学的研究从肽段分离,延伸到蛋白质和蛋白质复合物的分离,随着分析物的分子质量不断增大,其结构和组成复杂性也持续增加,分子特性也发生改变。面对不同的蛋白质组学研究对象,选择不同的分离模式、分离条件以及固定相参数是进行深度蛋白质组学研究的关键。本文综述了实验室常用的液相色谱分离模式,包括反相色谱(RPLC)、亲水相互作用色谱(HILIC)、疏水相互作用色谱(HIC)、离子交换色谱(IEC)和体积排阻色谱(SEC),以及其不同的组合模式与质谱联用在自下而上(bottom-up)分析、自上而下(top-down)分析、蛋白-蛋白相互作用分析中应用的研究。具体分析了色谱流动相与被分析对象之间的兼容性问题、色谱流动相与质谱兼容性问题,以及多维色谱中不同色谱模式之间流动相的兼容性问题。重点关注存在不兼容问题时研究者所提出的解决方案。此外,本文还评述了HPLC-MS结合样本前处理的方法在外泌体和单细胞蛋白质组学中的应用研究。总之,文章聚焦于近年来HPLC-MS技术在蛋白质组学中的研究进展,旨在为未来蛋白质组学领域的研究提供参考。

新型色谱柱技术对液相色谱基础实验的提升

在本科生仪器分析实验教学中,受限于仪器效率与教学时长,许多教学内容无法展开,合理安排并丰富教学内容是教学领域的难点。例如每个单样的色谱分离时间长,是本科生液相色谱基础实验的瓶颈。通过自研的快速传质色谱柱,一个样品在3 min内可完全分离。实践不明:新型色谱柱技术的采用,显著提升了仪器效率,在教学时长不变的情况下,教学内容获得了极大的拓展:30 min即可快速完成实验样品的定性分析和色谱柱的基本性能评价;进而把优化色谱条件从验证型改为研究型实验;最后用外标工作曲线完成样品的定量分析。改进后实验教学内容充实深入,知识点覆盖面广,增强了基本操作实践,培养了科研思维,为液相色谱的实际应用打下良好基础。相关实验的设计为提升仪器分析实验教学效果提供了示范。

超声辅助萃取-凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱检测食用鱼肉中12种卤代有机污染物

卤代有机污染物(HOPs)因具有持久性、生物积累性、毒性等而广受关注。本研究应用超声辅助萃取和凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱,建立了同时检测常见食用鱼肉中12种HOPs的方法。根据HOPs特性和鱼肉样品特点选择高效、可靠的前处理方法,优化了萃取净化方法和色谱-质谱参数。鱼肉通过甲醇-乙腈(1∶1,v/v)混合溶剂提取,低温高速离心,上清液经氮吹浓缩后转溶于乙酸乙酯-环己烷(1∶1,v/v)混合溶剂,过滤后由凝胶渗透色谱净化,洗脱液经氮吹浓缩后复溶,进样分析。液相色谱流动相为含2 mmol/L乙酸铵的水溶液和乙腈,通过梯度洗脱,离子源为电喷雾电离源,负离子模式,质谱数据采集方式为全扫描和数据依赖采集,同位素内标法定量。结果显示,12种HOPs均具有良好的线性关系,定量限为0.5 ng/g。以混合鱼肉为基质,在4、40和400 ng/g加标水平下,12种HOPs的加标回收率为67.6%~133.8%,RSD为0.5%~15.6%。应用本方法对27份实际鱼肉样品进行检测,发现鱼肉中均含有HOPs,含量为未检出~4.52 ng/g。该方法灵敏度好,准确度高,可作为鱼肉中HOPs的高通量筛查和定量检测方法。

联合净化法结合高效液相色谱-串联质谱同时测定鸽蛋中5类24种兽药残留

为建立一种可同时检测鸽蛋中多类兽药残留的高通量液相色谱-串联质谱法,试验采用正己烷去脂,联合QuEChERS净化结合冷冻脂质过滤法,建立检测鸽蛋中5类24种兽药残留的高效液相色谱-串联质谱法。样品中的5类兽药(氯霉素类、磺胺类、硝基咪唑类、喹诺酮类和抗病毒类)经1.0%乙酸乙腈溶液提取,氮气吹干,冷冻过夜后,结合QuEChERS净化和正己烷去脂,采用1 mL 0.1%甲酸水-乙腈溶液(v/v,90∶10)复溶;高效液相色谱-串联质谱测定,内标法定量,采用实际样品建立方法的初步应用。结果显示:24种兽药在2.0~200 ng/mL线性关系良好(R2>0.99),该方法的定量限为2μg/kg,平均回收率为62.2%~117.1%,相对标准偏差4.3%~18.9%;实际样品检出的7种目标化合物与标准方法相比的相对标准偏差为1.34%~5.20%。研究表明,建立的检测鸽蛋中多类兽药残留的高通量液相色谱-串联质谱法省去固相萃取步骤,成本较低,灵敏高效,回收率优良、重复性稳定,适用于鸽蛋中多类兽药的快速监测分析。

超高效液相色谱-串联质谱法测定发酵乳制品中米酵菌酸和异米酵菌酸

该研究采用液液萃取技术结合超高效液相色谱-串联质谱法对发酵乳制品中的米酵菌酸和异米酵菌酸两种细菌毒素进行监测分析,以防控细菌毒素中毒事件的发生。以发酵乳制品为基质,通过考察提取试剂、净化剂和盐析剂以及仪器参数对两种细菌毒素测定效果的影响,确定前处理条件为采用90%丙酮-1%甲酸溶液涡旋提取,高速离心浓缩,经0.22μm滤膜过滤后进行检测。在最佳条件下,米酵菌酸和异米酵菌酸在1~200 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数(r)均大于0.999,检出限分别为0.075、0.11μg/kg,在3个加标水平下的回收率为90.8%~106%,相对标准偏差为0.80%~6.1%。该方法相较于其他方法更高效便捷,且无需前处理净化操作,展现了更佳的提取率、更高的灵敏度及更强的准确性,适用于发酵乳制品尤其是批量样品中米酵菌酸和异米酵菌酸的测定。

基于顶空气相-离子迁移色谱的不同品种芜菁挥发性成分分析

为探究不同品种芜菁中风味物质的差异,选择不同品种(紫色、黄色、白色)芜菁进行挥发性化合物的鉴定和分析。采用顶空气相-离子迁移色谱法检测样品中挥发性化合物,并建立芜菁挥发性化合物指纹图谱。在芜菁样品中,共检测到109种挥发性化合物,鉴定出80种,包括24种醛类(12%~20%)、15种酯类(23%~27%)、13种醇类(10%~16%)、9种酮类(5%~10%)、3种酸类(3%~7%)、5种烯烃类(约1%)、4种硫醚类(2%~7%)、7种其他类(7%~15%),未被定性化合物(17%~18%)。在芜菁挥发性化合物中酯类含量最高,其次是醛类和醇类。不同品种芜菁的挥发性化合物组成和含量存在明显差异,紫色芜菁中挥发性化合物种类最少,白色芜菁中最多。主成分分析和欧氏距离结果表明,3种芜菁的特征挥发性化合物存在明显差异,紫色芜菁的特征挥发性化合物为辛醛、乙酸、壬醛和(E,E)-2,4-庚二烯醛,白色芜菁为莰烯、2-甲基丁酸乙酯-D、乙偶姻-M和(E)-2-己烯-1-醇,黄色芜菁为5-甲基-2-噻吩甲醛、异戊酸丁酯-M、二丙酮醇-M、丁酮和2,3戊二酮-D。结合正交偏最小二乘判别分析建立模型并筛选出32种变量投影重要度大于1的差异挥发性化合物,作为区分不同品种芜菁的差异挥发性化合物。

离子色谱-质谱联用法测定枸橼酸西地那非中N-甲基哌嗪残留

建立了枸橼酸西地那非原料药中N-甲基哌嗪残留的离子色谱-质谱联用分析方法。样品中N-甲基哌嗪采用流动相超声提取,样品溶液经Cleanert IC-RP固相萃取小柱净化后,进行离子色谱-质谱分析。N-甲基哌嗪采用加热电喷雾离子源,正离子和选择离子模式下检测,外标法定量。结果表明,N-甲基哌嗪在1.0~100μg/L范围内与峰面积呈良好线性关系,相关系数(r^(2))为0.9994。方法检出限为0.30μg/g,定量下限为1.0μg/g。4个加标水平的回收率为88.6%~103%,相对标准偏差为0.62%~4.9%。该方法灵敏度高、快速准确,适用于枸橼酸西地那非原料药中N-甲基哌嗪残留的测定和确证。

液液萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定尿液中乌头碱和新乌头碱

建立液液萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定尿液中乌头碱和新乌头碱的含量。向尿液样品中加入一定量的萃取溶剂,涡旋,离心,取上层有机相,重复萃取两次,合并萃取液,氮吹至干,再复溶于乙腈中。以乙腈和含0.1%甲酸的2 mmol/L甲酸铵溶液作为流动相,梯度洗脱,采用Acquity BEH C_(18)色谱柱分离,电喷雾离子源正离子方式扫描,多反应监测模式监测,以保留时间和特征离子定性,外标法定量。乌头碱和新乌头碱的质量浓度在1.0~100.0μg/L范围内与其色谱峰面积呈良好的线性关系,相关系数均不小于0.998,方法检出限为0.01μg/L。样品加标平均回收率为99.2%~105.4%,测定结果的相对标准偏差为1.7%~4.1%(n=5)。该方法灵敏度高,准确可靠,适用于食物中毒患者尿液中乌头碱和新乌头碱的检测。

高效液相色谱串联质谱法快速测定鸡蛋中灭蝇胺的残留量

目的:通过研究色谱质谱条件、提取条件等内容,确定快速测定鸡蛋中灭蝇胺残留量的高效液相色谱串联质谱条件。方法:样品经乙腈溶剂超声提取后冷冻,离心后过0.22μm有机滤膜直接上机测试,梯度洗脱,内标校正,外标法定量。结果:方法检出限为0.28μg·kg^(-1),相关系数r=0.9991,平均回收率在97.2%~101.7%,重复测定相对标准偏差小于10%。结论:方法灵敏度高、操作简单、定量准确,是鸡蛋中灭蝇胺含量检测的理想方法。

在线凝胶渗透色谱-气质联用法测定腌制鱼中7种N-亚硝胺类化合物的一测多评研究

目的:建立气质联用法结合QuEChERS法和在线凝胶渗透色谱技术检测腌制鱼中7种N-亚硝胺类化合物,并对采用的一测多评法进行研究。方法:样品经优化后的QuEChERS法提取和净化后,采用在线凝胶渗透色谱技术进行二次净化。试验对QuEChERS方法进行了优化,对基质效应、样品溶液的稳定性和方法耐受性进行了试验,并进行了方法学验证;试验以NDMA为参照对象,建立了其余6种N-亚硝胺类化合物一测多评校正方法。结果:经凝胶渗透色谱技术净化后,可有效除去大部分杂质,降低基质效应,提高灵敏度。校正因子分别为f_(NMEA/NDMA)=6.7369、f_(NDEA/NDMA)=0.6679、f_(NDPA/NDMA)=0.2399、f_(NDBA/NDMA)=1.1532、f_(NPIP/NDMA)=0.7289、f_(NPYR/NDMA)=0.7103,且稳定性较好。方法学验证表明,7种N-亚硝胺类化合物的检出限为0.02~0.29μg/kg;加标回收率和精密度分别为NDMA 101.0%~107.5%,2.5%~3.9%;NMEA 102.0%~108.4%,2.8%~4.0%;NDEA 101.6%~109.0%,2.6%~3.9%;NDPA 103.1%~107.4%,1.9%~4.0%;NDBA 103.7%~107.7%,1.7%~3.8%;NPIP 104.7%~107.5%,2.3%~3.7%;NPYR 101.4%~106.4%,2.2%~3.8%。结论:该方法具有灵敏度高、操作简便、方法稳定等特点,适用于大批量腌制鱼中N-亚硝胺类化合物的测定。

超高效液相色谱-串联质谱测定胆石症患者血清胆汁酸谱的意义及价值

目的:探究超高效液相色谱-串联质谱测定胆石症患者血清胆汁酸谱的意义及价值。方法:选取2023年7月至12月收治的83例胆石症患者资料进行回顾性分析,并按1∶1比例选取同期体检健康者83例为对照组。比较两组受试者血清初级胆汁酸谱、次级胆汁酸谱差异,分析胆石症影响因素及胆汁酸谱诊断胆石症的价值效能。结果:研究组受试者牛磺胆酸(TCA)、甘氨鹅脱氧胆酸(GCDCA)、甘氨胆酸(GCA)、甘氨熊脱氧胆酸(GUDCA)、牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)、牛磺鹅去氧胆酸(TCDCA)高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。二元Logistic回归分析显示,TCA、GCDCA、GCA、TUDCA、TCDCA均是胆石症发生的危险因素(P<0.05)。ROC曲线分析显示,TCA、GCDCA、GCA、TUDCA、TCDCA诊断胆石症的AUC分别为0.760、0.755、0.914、0.855、0.880,联合数据诊断胆石症的的AUC分别为0.921,敏感度为91.6%,特异度为97.6%。结论:胆石症患者血清胆汁酸谱存在异常,超高效液相色谱-串联质谱测定的血清胆汁酸谱可作为评估胆石症的有效方式之一,为临床早期预防提供参考。

液相色谱-质谱法测定蔬菜中氟虫腈及代谢物残留与氟虫腈砜的来源探究

建立了液相色谱-串联质谱同时测定蔬菜中氟虫腈及代谢物氟甲腈、氟虫腈砜、氟虫腈硫醚残留的方法。样品经乙腈提取后稀释,过微孔滤膜后,在多反应监测模式下进行检测。结果表明:4种目标组分的线性范围为1~100μg/L,相关系数均大于0.998,回收率为96.0%~117%,相对标准偏差为1.7%~5.3%,定量下限为0.005 mg/kg。该方法操作简便,回收率和重复性良好。使用该方法测定抽样蔬菜样品,检出氟虫腈砜残留,但未检出氟虫腈。针对检测出的氟虫腈砜进行了深入调查和来源研究,采用气相色谱-质谱法测定农户施用的农药,发现农药中添加氟虫腈砜。

基于气相色谱质谱和气相离子迁移色谱对谷氨酸-葡萄糖美拉德反应体系中挥发性风味物质分析

目前对于谷氨酸与还原糖所构建的美拉德反应体系在加热过程中产生的挥发性风味物质变化规律缺乏系统的研究,因此该研究以谷氨酸和葡萄糖为原料制备美拉德反应产物,发现其产物具有理想的增香提鲜效果。并结合GC-MS和气相离子迁移色谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)技术对不同加热温度下的美拉德反应产物中挥发性风味物质进行了更全面的检测,以探究其挥发性风味特征。结果表明,GC-MS中共鉴定出挥发性物质72种,GC-IMS中共鉴定出53种;并且随着温度的升高,挥发性物质的含量也逐渐增加,但温度过高(180℃)会导致如5-羟甲基糠醛等物质含量增加对人体健康产生一定的负面影响。采用活力值确定了14种关键香气物质,主要提供焦甜香、花果香等。结合GC-MS和GC-IMS结果共同鉴定出4种,分别是壬醛、3-糠醛、2-呋喃甲醇和苯甲醛。结果发现采用GC-MS和GC-IMS检测出的基础风味物质种类基本一致,主要是醛类、酯类、醇类、酸类和杂环类,这可为今后探索美拉德反应产物增强食品风味提供参考方向。

高效液相色谱、顶空固相微萃取气相色谱-质谱法结合电子鼻分析重庆烤鱼调料的风味特性

为探究重庆烤鱼调料的特征风味,采用高效液相色谱、电子鼻以及顶空固相微萃取气相色谱-质谱对不同厂家重庆烤鱼调料麻度、辣度、氯化物含量及挥发性风味物质进行分析。结果表明,不同厂家重庆烤鱼调料的山椒素、辣椒素类物质及氯化物含量分别为0.077~1.16 mg/g、0.032~0.565 mg/g和5.855~11.950 g/100 g,麻度、辣度和氯化物差异显著(P<0.05);电子鼻能够对不同厂家重庆烤鱼调料进行区分,无机硫化物、芳香成分和有机硫化物的气味强度明显高于其他类别。8个样品中共检测出94种挥发性风味物质,包括:醇类17种、烃类35种、醛类12种、酮类5种、酯类8种及其他类17种。通过气味活度值法确定了重庆烤鱼调料中21种关键风味物质,主要为芳樟醇、α-蒎烯、4-异丙基苯甲醛、4-烯丙基苯甲醚和茴香脑等成分,共同形成了重庆烤鱼调料以辛香为主,带有药草香、茴香、清香的风味特征。

液相色谱及液相色谱-质谱联用技术在表面活性剂分析中的应用进展

综述了液相色谱(LC)和液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术在表面活性剂分析中的应用。比较了不同色谱模式和检测器分析表面活性剂的原理及优缺点,介绍了LC-MS技术在表面活性剂的结构鉴定、商业产品分析、质量控制、环境检测、残留检测和代谢组学研究中的进展,总结了LC-MS技术存在的一些局限性和挑战。最后,对LC和LCMS技术的发展趋势进行了展望,预计高分辨质谱(HRMS)技术、二维液相色谱(2D-LC)技术的进一步普及,以及新型色谱填料和固定相的开发,有望显著推动表面活性剂分析技术的发展。

基于超高效液相色谱-质谱法脂质组学分析油莎草3个生长时期及组织脂类物质组成

为了深入探究油莎草不同生长时间不同组织的脂质组成、脂质动态变化,本研究基于超高效液相色谱-质谱法非靶向脂质组学对油莎草3个不同生长时期(70、93、120 d)地上茎、块茎、根中的脂类代谢物进行相对定量分析。结果显示,从油莎草上述组织中共鉴定出16 904种脂类代谢物,筛选出720个脂类差异代谢物,其中油莎草块茎差异脂类物质含量显著高于地上茎和根,油莎草在生长过程中积累的脂质主要为甘油脂且大部分以甘油三酯的形式存在,油莎草3种组织的脂肪酸(fatty acid,FA)中不饱和脂肪酸的相对含量较高,均超过57.3%,块茎中不饱和脂肪酸FA(18:1)和FA(18:2)的含量较高。本研究从脂质代谢层面分析了油莎草不同生长时期不同组织的脂质差异代谢物、脂质组成及变化,可为其在食品加工和产品开发等领域的应用提供基础数据和科学依据。

液相色谱-串联质谱法在双壳贝类麻痹性贝毒检测中的应用及影响因素研究进展

麻痹性贝毒(paralytic shellfish poison,PSP)是危害最大、分布最广的海洋生物毒素,给人类健康、渔业经济及海洋环境带来巨大威胁。双壳贝类是消费者摄入PSP的主要来源,随着PSP中毒事件频发,全球对双壳贝类中PSP检测技术的要求越来越高。本文首先介绍PSP理化性质,其次从前处理提取净化、仪器条件、基质效应、方法验证方面对液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)法在双壳贝类中PSP检测中的优劣势进行总结,经对比分析发现,目前1%乙酸已成为LC-MS/MS检测技术中最常用的PSP提取试剂,石墨化炭黑填料和亲水相互作用液相色谱分别更适用于净化、分离双壳贝类中PSP提取物,影响基质效应的因素主要为内源性干扰如磷脂、蛋白质等,外源性干扰如检测方法中有机物和聚合物残留等杂质。本文重点分析LC-MS/MS研究发展趋势,以期为双壳贝类中PSP的检测提供参考,也为贝类养殖产业绿色发展及政府监管提供技术支持。

利用顶空-气相色谱-离子迁移谱结合电子鼻分析黑鱼蒸制过程中挥发性风味物质的变化

以黑鱼为研究对象,通过顶空-气相色谱-离子迁移谱(headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry,HS-GC-IMS)技术结合电子鼻及感官评定分析腌制黑鱼蒸制过程中挥发性风味物质的变化情况。结果表明,采用GC-IMS法从蒸制黑鱼中共鉴定出43种挥发性物质,醛类、醇类化合物的含量最高,占主导地位,其中醛类物质阈值低,是蒸制黑鱼的主要呈味物质,并于蒸制12 min时在所有挥发性风味物质中占比最高,达到33.92%;其次是酮类和酯类。GC-IMS结合电子鼻以及感官评定的分析结果表明,生鱼与蒸制黑鱼的挥发性成分差异显著,腌制黑鱼在蒸制12 min时的挥发性风味最佳,丁醛、异丁醛、(E)-2-戊烯醛、丁醇、2-甲基丁醇、2-丁酮、2,5-二甲基吡嗪、四氢呋喃的相对含量在蒸制12 min时最高,为12 min时的特征风味物质。该研究可为黑鱼最佳蒸制工艺的确定及黑鱼加工、开发预制菜提供一定的理论依据。

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定猪肉中9种氨基糖苷类抗生素残留

建立了猪肉样品中痕量氨基糖苷类抗生素(Aminoglycosides,AGs)(阿米卡星、安普霉素、潮霉素B、卡那霉素、巴龙霉素、核糖霉素、大观霉素、链霉素、妥布霉素)残留的检测方法。猪肉样品经过冷冻干燥、研磨后,加入150 mmol/L EDTA溶液和5%TCA溶液进行超声提取,经Oasis HLB柱净化后,采用BEH Z-HILIC色谱柱,进行超高效液相色谱-串联质谱分析。9种AGs在0.01~5μg/mL范围内线性关系良好,相关系数(R^(2))均大于0.999。猪肉样品中AGs的定量限为0.01~0.29μg/g。在低、中、高3种加标水平下,猪肉样品中AGs的平均加标回收率为79.91%~113.20%,相对标准偏差为1.26%~12.40%。该方法操作简单、灵敏度高,适用于猪肉中AGs残留的检测。