化学同位素标记-质谱分析技术在环境健康研究中的最新进展

代谢组和暴露组的分析表征在环境风险和健康效应研究中具有重要意义。由于人体代谢物和外源性化合物的理化性质多样和样品基质复杂,对其进行综合分析与表征是一项巨大的挑战。质谱(MS)虽然具有强大的定性和定量能力,但存在对一些分析物的灵敏度、特异性等不足的问题。化学同位素标记(CIL)技术与MS结合不仅可以提高检测灵敏度,而且在特异性、准确度、组学覆盖率和分析通量等方面有着显著的优势。近年来,化学同位素标记-质谱(CIL-MS)技术广泛应用于与环境和健康相关的代谢物和暴露标志物的靶向或非靶向分析。本文综述了近3年来CIL-MS在含氨基、羧基、羰基、羟基和巯基的代谢物/外源性化合物研究中的最新进展,关注与其相关的环境风险与健康效应,并总结CIL技术在MS分析中的优势、最新动态以及存在的不足,展望CIL-MS技术的发展趋势。

大鼠血浆中痕量氨基酸的柱前衍生-高效液相色谱串联质谱测定

以1,2-苯并-3,4-二氢咔唑-9-乙基氯甲酸酯(BCEOC)作为柱前荧光衍生试剂,在Hypersil BDS C18(4.6mm×200mm,5μm)反相色谱柱上,荧光检测波长为390nm(激发波长为333nm),采用梯度洗脱实现了20种氨基酸标准品衍生物的分离检测。20种组分的线性范围为51.6fmol^105.6pmol,线性回归系数均大于0.9995;检出限为6.3~177.6fmol(S/N=3∶1)。经柱后串联质谱电喷雾电离源(ESISource)实现了各组分的质谱鉴定,并以酪氨酸(Tyr)衍生物为例进行了质谱裂解机理解析。对A、B、C三组(A:安静对照组;B:运动力竭即刻组;C:力竭恢复12h组)24只大鼠血浆中氨基酸的定量测定结果表明,运动力竭即刻较安静状态大鼠血浆氨基酸含量明显增加;力竭恢复12h后血浆氨基酸水平基本恢复到运动前状态。方法的灵敏度高、重现性好,为大鼠血浆中氨基酸的测定提供了一种新方法。

高效液相色谱荧光测定及质谱鉴定土壤和苔藓中的脂肪酸

以吖啶酮-9-乙基对甲苯磺酸酯（AETS）作荧光衍生化试剂，建立了灵敏、简单的游离脂肪酸反相高效液相色谱测定方法。在Eclipse XDB—C8色谱柱上，实现了19种游离脂肪酸（FFA）衍生物的完全基线分离。选取AETS摩尔数为脂肪酸的6倍，以DMF作溶剂，在85℃条件下以K2CO3作催化剂可获得稳定的荧光产物，条件温和、衍生产率高。利用柱后在线串联质谱以APCI大气压化学电离源正离子模式实现了各组分的质谱定性。对土壤和3种苔藓植物中（树藓、狭叶绢藓、曲尾藓）FFA组分定量结果表明，苔藓植物从土壤中富集了大量的游离脂肪酸。荧光检测的激发和发射波长分别为404nm和440nm。绝大多数脂肪酸的线性相关系数大于0．9996，检出限为12．3～43．7fmol。本方法具有良好的重现性，用于实际样品测定，结果满意。

荧光衍生试剂1-[2-(对甲苯磺酸酯)乙基]-2-苯基咪唑[4,5-f]9,10-菲的合成及其在长链脂肪酸分析中的应用

合成了新的荧光衍生试剂1-[2-（对甲苯磺酸酯）乙基]-2-苯基眯唑[4，5-f]9，10-菲（TSEPIP），并将其作为柱前衍生化试剂，在EclipseXDB—C。色谱柱上采用梯度洗脱实现了11种长链（C20～C30）游离脂肪酸（FFA）衍生物的基线分离。利用柱后在线的串联质谱并以大气压化学电离源（APCI）的正离子模式实现了各组分的质谱定性。对土壤及3种苔藓（东亚毛灰藓、锦丝藓、羽平藓）中FFA组分的定量结果表明，苔藓植物从土壤中富集了大量的长链游离脂肪酸。荧光检测的激发波长和发射波长分别为260nm和380nm。线性回归系数大于0．9996．检测限为26．19～76．67fmol。所建立的方法具有良好的重现性．对实际样品的测定结果令人满意。

罗丹明B衍生化超高效液相色谱三重四极杆质谱高灵敏测定人参二醇

以罗丹明B为质谱增敏衍生化试剂,标记羟基化合物,通过超声波辅助-分散液液微萃取(Ultrasonic assisted-dispersive liquid-liquid microextraction,UA-DLLME)和罗丹明B衍生化联合的策略,建立了超高效液相色谱三重四极杆质谱检测人参二醇(Panaxadiol,PD)的分析方法。化妆品和人参药材中PD经UA-DLLME进行萃取富集(150μL氯仿作为萃取剂,500μL乙醇作为分散剂,3 min),以罗丹明B为衍生试剂,在N,N-羰基二咪唑(N,N-Carbonyldiimidazole,CDI)和4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylaminopyridine,DMAP)的催化作用下,70℃微波辅助衍生反应30 min得到稳定的衍生产物。PD衍生物的多反应监测(Multiple reaction monitoring,MRM)模式质谱测定3 min内完成,方法检出限4.0 ng/L,定量限15.0 ng/L,线性、精密度和回收率良好,与以往报道的方法相比,本方法具有灵敏度高和基质效应低的特点。

深海鱼油中脂肪酸的柱前衍生-高效液相色谱串联质谱分析

用1-2-(对甲苯磺酸酯)乙基-2-苯基咪唑4,5-f9,10-菲(TSEPIP)作为柱前荧光衍生试剂,在EclipseXDB-C8(4.6×150mm,5μm,Agilent)反相色谱柱上,采用梯度洗脱在检测波长为380nm(激发波长为260nm)的条件下,实现了阿拉斯加深海鱼油中饱和脂肪酸含量的外标法定量测定。26种饱和脂肪酸的线性范围是200.0pmol～48.83fmol,线性相关系数均大于0.9996,检测限为3.824～47.13fmol(信噪比为3:1测得,S/N3:1)。经柱后串联质谱大气压化学电离源(APCI)正离子模式实现了各种饱和与不饱和脂肪酸衍生物的质谱鉴定,进而通过峰面积归一化法得出了所有饱和与不饱和脂肪酸的相对含量。结果表明,深海鱼油主要含有C12～C22的脂肪酸,共鉴定出25种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸含量占69.71%(峰面积百分比,下同),特别是具有重要生理作用的多不饱和脂肪酸,如C20:5:5,8,11,14,17-二十碳五烯酸(5,8,11,14,17-eicosapentaenoicacid,EPA,16.62%),C22:6:2,5,8,11,14,17-二十二碳六烯酸(2,5,8,11,14,17-docosahexenoicacid,DHA,12.31%)。

藏药波棱瓜籽油脂中脂肪酸的HPLC与GC-MS分析

分别采用柱前衍生-高效液相色谱荧光检测法(HPLC-FLD)和气相色谱质谱法(GC-MS),分析了超临界CO2萃取得到的藏药波棱瓜籽油脂中脂肪酸的成分。用荧光衍生试剂1-[2-(对甲苯磺酸酯)乙基]-2-苯基咪唑[4,5-f]9,10-菲(TSPP)作为柱前衍生化试剂对39种饱和与不饱和脂肪酸标品进行衍生,经梯度洗脱实现了39种游离脂肪酸(FFA)衍生物完全分离,使用外标法定量,建立了同时测定39种脂肪酸绝对含量的方法,对超临界CO2萃取结合正交实验得到的波棱瓜籽油样品及超声波萃取与微波回流萃取油脂中的脂肪酸进行了定量分析,对比了这些样品中油酸、亚油酸、亚麻酸的质量百分含量及不饱和脂肪酸占总脂肪酸的含量。结果表明:波棱瓜籽油中油酸、亚油酸、亚麻酸质量百分含量分别高达34.65%(147.14mg/g,下同)、22.85%(97.03mg/g)、20.86%(88.56mg/g),不饱和脂肪酸占总脂肪酸的79%。同时,采用GC-MS分析,对比了酸催化与碱催化的甲酯化法分析波棱瓜籽油中脂肪酸的优劣,得出了GC-MS分析波棱瓜籽油脂肪酸的条件,并讨论了液相色谱与气质联用分析脂肪酸的特点。

柱前衍生-反相高效液相色谱荧光测定及质谱鉴定土壤和苔藓中的脂肪酸

合成新型荧光衍生试剂1-[2-（对甲苯磺酸酯）乙基]-2-苯基咪唑[4，5-f]9，10-菲（TSEPIP），将其作为柱前衍生化试剂，在Eclipse XDB—C8色潜柱上，采用梯度洗脱实现了30种游离脂肪酸（FFA）衍生物的基线分离。利用柱后在线的串联质谱以APCI大气压化学电离源正离子模式实现了各组分的质谱定性。对土壤与两种苔藓（狭叶绢藓、曲尾藓）中FFA组分的定量结果表明，苔藓植物从土壤中富集了大量的游离脂肪酸。荧光检测的激发和发射波长分别为λex=260nm，λem=380nm．绝大多数脂肪酸的线性回归系数大于0．9993，检出限为3.2～37fmol。建立的方法具有良好的重复性，对实际样品测定结果满意。

柱前衍生-高效液相色谱分离测定及质谱鉴定脂肪胺

采用新型荧光衍生试剂2-（2-苯基-1-氢-菲[9,10-d]咪唑）-乙酸（PPIA）进行柱前衍生,经荧光检测实现了脂肪胺的高效液相色谱（HPLC）分离测定及柱后质谱鉴定.60℃下在乙腈溶剂中用N-乙基-N′-[ （3-二甲氨基） 丙基 ]碳二亚胺盐酸盐（EDC）做缩合剂,衍生反应15 min可获得稳定的荧光产物.脂肪胺衍生物荧光检测波长为380 nm（激发波长为260 nm）.在Eclipse XDB-C8 色谱柱上,采用梯度洗脱对12种脂肪胺衍生物进行了优化分离,测定了造纸厂废水、大鼠端脑和酸奶中脂肪胺的含量.经柱后在线质谱大气压化学电离源（APCI Source）正离子模式实现了各种脂肪胺衍生物的质谱鉴定,借助对活性中间体的质谱解析确定了衍生反应的反应机理.该方法具有良好的重现性和回收率,多数脂肪胺的线性回归系数大于0.9996;检出限为3.1～18 fmol （S/N＝3∶ 1）.

脂肪胺荧光衍生物的高效液相色谱分离及质谱鉴定

采用新型荧光衍生试剂2-(9-吖啶酮)-乙酸(AAA)进行柱前衍生并经荧光检测对脂肪胺进行了高效液相色谱(HPLC)分离和在线质谱定性.衍生物荧光激发和发射波长为λex=404nm,λem=440 nm.30℃下在乙腈溶剂中用N-乙基-N'-[(3-二甲氨基)丙基]碳二亚胺盐酸盐(EDC)做催化剂,衍生反应20 min后获得稳定的荧光产物.在Hypersil BDS C18(4.6 mm×100mm,5μm)色谱柱上,采用梯度洗脱对12种脂肪胺衍生物进行了优化分离.采用大气压化学电离源(APCI Source)正离子模式进行在线柱后质谱定性,实现了各种脂肪胺衍生物的快速、准确测定.该方法具有良好的重现性,多数脂肪胺的线性回归系数大于0.999 6,检测限为12.09～25.52fmol.

大鼠端脑中神经递质的荧光衍生化高效液相色谱质谱联用法研究

以1,2-苯并-3,4-二氢咔唑-9-乙基氯甲酸酯(BCEOC)作为柱前荧光衍生试剂,在HypersilBDSC18(4.6mm×100mm,5μm)反相色谱柱上,荧光检测波长为390nm(激发波长为333nm)下,采用梯度洗脱实现了5种神经递质标准品(谷氨酸、γ-氨基丁酸、多巴胺、5-羟色胺、5-羟吲哚乙酸)衍生物的同时分离检测。5种组分的线性范围为24fmol～200pmol,线性回归系数均大于0.9997;检出限为4.0～12.6fmol(S/N=3∶1)。在柱后在线质谱电喷雾电离源(ESISource)正离子模式下实现了各组分的快速质谱鉴定,对其二级质谱裂解碎片峰进行了归属,并以5-羟色胺衍生物为例进行了质谱裂解机理解析。对A、B两组(A:安静对照组,B:运动训练组)4种取样状态(安静、运动1h、力竭即刻、力竭后恢复12h)下的64只大鼠端脑组织中5种神经递质的定量测定结果表明,长期中等强度的运动训练能够有效提高大鼠的运动能力及耐力运动后疲劳恢复能力。方法的灵敏度高、重现性好,为大鼠端脑中氨基酸类和单胺类神经递质的同时测定建立了一种新方法。

超临界CO2萃取藏药波棱瓜籽油脂工艺研究

采用L9（3^4）正交实验与单因素实验相结合的方法，考察了萃取温度、压力、CO2流量、时间以及藏药波棱瓜籽粉碎粒径对超临界CO2萃取波棱瓜籽油出油率的影响。结果表明，各因素对出油率的影响顺序依次为：时间〉压力〉CO2流量〉温度。综合考虑实验结果，优化得出最佳萃取条件为：萃取温度50℃，萃取压力35MPa,CO2流量35L／h，粒径80目，萃取时间3．5h，此时，超临界CO2萃取波棱瓜籽油的出油率较高为36．12％，该方法具有提取率高，产品质量好，无溶剂残留等优点，为波棱瓜籽油的工业化生产和相关产品开发奠定了基础。

辛酸TSEPIP荧光衍生物制备及荧光光谱研究与分析应用

合成了荧光衍生试剂1-[2-(对甲苯磺酸酯)乙基]-2-苯基咪唑[4,5-f]9,10-菲(TSEPIP),经衍生化和固相萃取制得了TSEPIP的辛酸衍生物(TSEPIP-C8)。研究了TSEPIP-C8在包括溶剂极性、温度、卤素离子、重金属离子等不同的溶液环境因素影响下的荧光光谱性质,为高效液相色谱荧光分析检测提供了依据。在EclipseXDB-C8反相色谱柱上,在380nm检测波长下采用梯度洗脱,实现了26种脂肪酸(FFA)TSEPIP衍生物的基线分离,应用该法完成了丹参中脂肪酸的含量分析。借助柱后串联质谱APCI大气压化学电离源正离子模式,能够实现各组分的快速定性。26种脂肪酸的线性回归系数均>0.9996,检出限为3.824～47.13fmol(进样量10μL,信噪比为3:1)。

10种芳香化合物的分离及紫外和荧光光谱研究

采用反相高效液相色谱梯度洗脱,在SinoChrom ODS-BP型色谱柱(4.6 mm×200 mm,5μm)上,实现了包括5种荧光衍生试剂母体分子(咔唑、1,2-苯并-3,4-二氢咔唑、吖啶酮、2-苯基-1-氢-菲[9,10-d]咪唑、吡唑并[3,4-b]-7-甲基喹啉)在内的10种含氮芳香化合物的基线分离。通过测定每种物质的紫外吸收曲线,得到了它们的最大紫外吸收波长和摩尔吸光系数(ε),并探讨了分子结构、摩尔吸光系数(ε)和灵敏度之间的关系。扫描了它们的荧光激发和发射光谱,得出了它们的最大激发波长和发射波长。

藏药麻花艽中四种苦苷类化学成分的HPLC测定

建立了藏药麻花艽中龙胆苦苷（gentiopicroside）、落干酸（loganic acid）、獐牙菜苦苷（swertiamarin）和獐牙菜苷（sweroside） 4种苦苷类成分的HPLC分析方法. 色谱柱为Eclipse XDB-C8 （4.6 mm i.d. ×150 mm, 5 μm）, 流动相为体积分数5%乙腈＋10 mmoL甲酸～95%乙腈水溶液, 检测波长为240 nm. 结果表明, 该方法具有良好的线性关系和回收率, 为麻花艽中苦苷类成分的进一步开发利用提供了科学依据.

液相色谱/质谱大气压化学电离源鉴定深海鱼油中长链不饱和脂肪酸

以1,2-苯并-3,4-二氢咔唑-9-乙基苯磺酸酯为衍生化试剂,在充氮的气氛下对鱼油进行皂化处理,所得皂化产物经正己烷萃取处理后进行柱前衍生化,再以HPLC/MS分离和鉴定。通过对长链脂肪酸分子的标记处理,其衍生物分子在质谱分析中呈现出双键位置的规范信息。通过建立模型计算式,借助不饱和脂肪酸的分子离子峰和特征碎片离子峰的质量数,计算不饱和的碳碳双键位置。共鉴定出23种脂肪酸。结果表明深海鱼油主要由C12-C22的脂肪酸组成,多不饱和脂肪酸含量占67.08%(峰面积百分比,下同),其中C16∶19-十六碳烯酸(11.7%);C16∶44,7,10,13-十六碳四烯酸(2.91%);C18∶112-十八碳烯酸(11.1%);C18∶46,9,12,15-十八碳四烯酸(3.62%);C20∶113-二十碳烯酸(1.21%);C20∶55,8,11,14,17-二十碳五烯酸(16.71%);C22∶62,5,8,11,14,17-二十二碳六烯酸(10.53%)。所建立的方法为不饱和脂肪酸碳链中双键位置的确定提供了新的技术手段。

高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱分析紫甘蓝和羽衣甘蓝中花色苷

应用高效液相色谱-电喷雾/四极杆飞行时间串联质谱联用技术分析了紫甘蓝和羽衣甘蓝中的花色苷成分。选用Agilent TC-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 mm),二元线性梯度洗脱,柱后流出液采用电喷雾四极杆飞行时间质谱的正、负离子模式进行检测。根据一级质谱的分子离子和二级质谱碎片离子,获得化合物的准确分子量信息,与相关文献报道进行比较,分别从紫甘蓝和羽衣甘蓝中分离并检测到了16种和17种花色苷,且从紫甘蓝和羽衣甘蓝中发现了锦葵-3-(p-香豆酰基)-芸香苷。本方法快速、准确,无需标准品。

分散液液微萃取-衍生化高效液相色谱-荧光检测法测定环境水样中4种酚类内分泌干扰物

为实现小体积环境水样中酚类化合物的准确、快速、高灵敏测定，通过分散液液微萃取（ DLLME）和荧光衍生化的结合，建立了高效液相色谱-荧光检测（HPLC-FLD）双酚 A、壬基酚、辛基酚和对特辛基酚的分析方法。考察并优化了 DLLME 和衍生化条件，结果表明，最优的 DLLME 条件为萃取剂氯仿用量70μL，分散剂乙腈用量400μL，漩涡振荡3 min，高速离心2 min。以2-[2-（7H-二苯并[a，g]咔唑-乙氧基）]-乙基氯甲酸酯（DBCEC-Cl）为柱前衍生试剂，在 pH 10.5的 Na2 CO3-NaHCO 3缓冲液/乙腈溶液、50℃下衍生反应3 min 得到稳定的衍生产物，于10 min 内实现了4种酚衍生物的分离。方法的检出限为0.9~1.6 ng / L，定量限为3.8~7.1 ng / L，具有良好的线性、精密度和回收率，与以往报道的方法相比具有一定的优势和实用性，可用于造纸厂废水、湖水、生活废水、自来水中4种酚类内分泌干扰物的测定。

超临界CO_2萃取-气相色谱质谱法测定斑点叉尾鮰肌肉中的脂肪酸

采用超临界CO2萃取工艺、气相色谱-电子电离质谱(GC-EI-MS)法,建立了斑点叉尾鮰肌肉中脂肪酸的定性与定量分析方法。在CO2流速为30 L/h、温度45℃、压力25 MPa、时间100 min条件下进行超临界CO2萃取,所得油脂皂化10 min,采用三氟化硼法进行甲酯化衍生20 min,经HP-Innowax毛细管柱分离,电子电离质谱检测,以全扫描模式定性分析,选择离子扫描模式定量分析,饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、双不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的定量离子分别为m/z74,55,67和79。14种脂肪酸甲酯的检出限和定量限分别在2.2～20μg/L和7.4～60μg/L之间;平均回收率为90.0%～111.2%,相对标准偏差为2.0%～5.9%。本方法灵敏度高、重复性好,可用于测定斑点叉尾鮰肌肉样品的脂肪酸。

脂肪胺的高效液相色谱分离及质谱鉴定

采用新型荧光试剂1,2-苯并-3,4-二氢咔唑-9-乙酸(BCAA)为柱前衍生化试剂,在Hypersil BDS-C18色谱柱上,通过梯度洗脱对12种游离脂肪胺进行了分离和在线质谱定性.以乙腈为溶剂,1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)环己碳二亚胺(EDAC)为缩合剂,在50 ℃条件下衍生反应15 min后获得稳定的荧光产物.激发波长和发射波长分别为333 nm和390 nm.采用大气压化学电离源(APCI)的正离子模式,实现了土壤和污水中脂肪胺的定性及其含量的测定.脂肪胺的线性相关系数大于0.999 3,检测限为12～28 fmol.