劉綱勇， 羅杰鴻， 黃錦波

（1. 廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510000；2. 廣州金評檢測研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

非極性或者弱極性化合物由于其軟電離機理，很難用ESI和MALDI等大氣壓電離技術(shù)進行分析，借助氣相色譜雖然可以測定非極性或弱極性物質(zhì)，但氣相色譜并不能測定眾多高沸點的非極性或弱極性物質(zhì)。

在液相質(zhì)譜離子源發(fā)展的初期，一些接口技術(shù)，例如傳送帶接口技術(shù)、粒子速接口技術(shù)等，可以實現(xiàn)對非極性或弱極性物質(zhì)的測定。它們大多數(shù)的原理都是基于液體直接引入的方式，盡管它們盛極一時，但是由于機械裝置過于復(fù)雜以及對溶液流速的限制，最終導(dǎo)致這些方式的式微。

電噴霧離子源（ESI）[1]、大氣壓化學(xué)電離（APCI）[2]、基質(zhì)輔助激光解吸附電離（MALDI）[3]等離子源是現(xiàn)今最流行的離子源。但是，能夠在這些離子源實現(xiàn)檢測的被測物，基本上是能夠電離形成離子的物質(zhì)，不管是經(jīng)過施加高電壓電離或者基質(zhì)輔助激光解吸電離。

2003年，Hayen等[4]首次對液相質(zhì)譜測定非極性或弱極性物質(zhì)的研究進行綜述，但其主要內(nèi)容傾向于講述衍生方式在非極性或弱極性物質(zhì)檢測中的應(yīng)用以及一些新型離子源的應(yīng)用。本文結(jié)合本實驗室的一些研究內(nèi)容，以一些代表性物質(zhì)為例，對液相質(zhì)譜測定非極性或弱極性物質(zhì)的研究進行綜述。

1 衍生方式

衍生反應(yīng)[5]是通過化學(xué)反應(yīng)，在分子結(jié)構(gòu)的活性基團上修飾一些能夠在液相質(zhì)譜響應(yīng)的基團。它可以改變分析物的各種物理化學(xué)性質(zhì)和增強離子化效率，因此被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的分析檢測中。表1列舉了衍生反應(yīng)的類型與試劑。

表1 衍生反應(yīng)的類型與試劑

1.1 醛酮類化合物

醛酮類化合物一般為非極性或弱極性物質(zhì)。其中，腙化反應(yīng)[6]是常見的醛酮衍生反應(yīng)之一，廣泛應(yīng)用于醛類、酮類的衍生化檢測，反應(yīng)的機理是肼類物質(zhì)的氨基進攻醛酮缺電子的羰基，脫水后生成亞氨基化合物，亞氨基化合物具有結(jié)合氫離子或者脫去氫離子的能力，從而能夠在液相質(zhì)譜中進行檢測。

陳芳等[7]建立了使用苯并吖啶酮-5-乙酸酰肼作為衍生試劑結(jié)合高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測地表水中11種醛類化合物的分析方法，采用了響應(yīng)面優(yōu)化法對衍生條件進行優(yōu)化。使用標準加入法計算檢出限，各目標物的檢出限范圍為0.21～0.58 μg/L。測試了地表水中目標物質(zhì)的加標回收和精密度，回收率范圍為95.8%～102.7%，RSD范圍為2.06%～3.80%。

苯甲醛由于羰基結(jié)合質(zhì)子的能力比較弱，在液相質(zhì)譜并不能有效測定。彭雪等[8]利用新型化學(xué)衍生試劑羅丹明 B酰肼作為衍生試劑，建立了柱前衍生-高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測定苯甲醛的方法。該方法采用甲醇提取后，羅丹明 B酰肼衍生化，采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進行測定。結(jié)果表明，該方法加標回收率為93.3%～104.0%，在0.05～6.00 ng/mL時呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.996 2，相對標準偏差為0.8%～2.6%，可滿足蜂蜜中苯甲醛殘留的測定。

1.2 醇類化合物、胺類化合物

這兩類物質(zhì)一般具有一定的極性，能夠在液相質(zhì)譜中檢測。但部分物質(zhì)極性比較弱，在液相質(zhì)譜中響應(yīng)值低，因此需要通過衍生方法提高其離子化效率。醇類化合物和胺類化合物的衍生方式比較類似，一般采用親核反應(yīng)進行衍生，例如丹磺酰氯衍生[9]、2-氟-1-甲基吡啶衍生[10]等。

人參二醇在藥品、食品和化妝品具有重要作用，但它缺乏能帶來高效質(zhì)譜離子化效率的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此，液相質(zhì)譜測定人參二醇難以滿足實際需求。趙先恩等[11]以羅丹明B為質(zhì)譜增敏衍生化試劑，通過超聲波輔助-分散液液微萃取和羅丹明 B衍生化聯(lián)合的策略，建立了超高效液相色譜三重四極桿質(zhì)譜檢測人參二醇的分析方法?；瘖y品和人參藥材中人參二醇經(jīng)超聲波輔助-分散液液微萃取進行萃取富集，以羅丹明B為衍生試劑，在N,N-羰基二咪唑（CDI）和4-二甲氨基吡啶（DMAP）的催化作用下，加熱微波輔助衍生30 min后得到衍生產(chǎn)物。人參二醇衍生物的多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式質(zhì)譜測定3 min內(nèi)完成，方法檢出限4.0 ng/L，定量限達到15.0 ng/L，線性、精密度和回收率良好，與以往報道的方法相比，本方法具有靈敏度高和基質(zhì)效應(yīng)低的特點。

1.3 烯烴與炔烴

烯烴和炔烴主要為非極性或者弱極性物質(zhì)，烯烴和炔烴的衍生研究比較少報道。烯烴與炔烴的衍生方法主要是針對烯烴上的雙鍵和炔烴上的叁健進行官能團化，常見的例子為亞砜氯化物（如3-硝基-4-羧基苯基亞磺酰氯）加成反應(yīng)、高錳酸鉀氧化、過氧苯甲酸過氧化、甲氧汞化等方式[12]。

2 離子加合

離子加合是一種在檢測的物質(zhì)中普遍存在的現(xiàn)象，利用這種現(xiàn)象，能夠測定一些非極性或者弱極性物質(zhì)。這種方法應(yīng)用于一些缺乏帶來高效質(zhì)譜離子化效率的化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，可取得良好的效果。表2列舉了離子加合的類型與試劑。

表2 離子加合的類型與試劑

2.1 正離子加合

正離子加合一般指銨根離子加合、鈉離子加合、鉀離子加合等，其具有一定的相似性。銨根離子加合常用于檢測非極性或者弱極性物質(zhì)，例如加入乙酸銨測定咯菌腈[13]。

與咯菌腈一樣，噁唑菌酮也缺乏帶來高效質(zhì)譜離子化效率的化學(xué)結(jié)構(gòu)，直接測定噁唑菌酮，響應(yīng)值并不高。苗水等[14]利用液相串聯(lián)質(zhì)譜測定三七中508種農(nóng)藥殘留時，采用銨根離子對噁唑菌酮進行加合測定。樣品經(jīng)改良的QuEChERS方法提取，分散固相萃取管凈化后，在多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式下進行LC-MS/MS分析。通過向兩個流動相添加甲酸銨，從而能夠生成穩(wěn)定的銨根加合離子。

2.2 負離子加合

負離子加合一般指甲酸根、乙酸根、氯離子、亞硝基離子、硝基離子等加合模式。宣宇等[15]采用高選擇性和靈敏度的LC/APCI/MS方法定量分析粉塵樣品中的HMX、RDX等幾種炸藥成分。測定HMX時，硝基負離子、亞硝基負離子等負離子加合也是常用的方式。Zencak等[16]較早提出，利用三氯甲烷等氯源對氯化石蠟進行加合測定。馬賀偉等[17]采用LC-MS/APCI對皮革的短鏈氯化石蠟（SCCPs）進行分析，該方法采用三氯甲烷作為氯源加合，能夠在APCI離子源中檢測氯化石蠟。結(jié)果表明，SCCPs的質(zhì)譜圖包含了多簇離子碎片峰，其響應(yīng)值表現(xiàn)出對氯含量的依賴性。

3 離子源

現(xiàn)在市場上已經(jīng)有超過100多種離子源面世。對離子源的研發(fā)，是分析工作的重要組成部分。APCI[18]、APPI[19-20]、DESI[21]等離子源的開發(fā)，為測定非極性或弱極性物質(zhì)提供了重要的工具。由于離子源數(shù)量眾多，各種測定原理也不同，本文主要介紹APCI、APPI、DESI三種離子源在這方面的應(yīng)用。表3列舉了不同離子源可以測定的物質(zhì)。

表3 不同離子源的測定物質(zhì)

3.1 APCI離子源

3.1.1 多溴聯(lián)苯醚

多溴聯(lián)苯醚極性比較低，一般情況下不適合用ESI電離模式，采用APCI作為電離模式可以有效地檢測多溴聯(lián)苯醚。利用APCI測定多溴聯(lián)苯醚等非極性物質(zhì)，能夠觀察到脫溴加氧的加合離子[22]，從而實現(xiàn)測定。

溫泉等[23]建立了 LC/APCI/MS方法分析魚油中的 PBDE-100、PBDE-154、PBDE-047、PBDE-099、PBDE-153、PBDE-209和PBDE-028這7種多溴聯(lián)苯醚殘留。樣品制備后采用正己烷提取，中性硅膠和酸性硅膠SPE小柱凈化后，APCI負模式多反應(yīng)監(jiān)測模式（MRM）測定。結(jié)果表明，多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）含量在1～1 000 mg/L濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，方法檢測下限為1 ng/m L。該方法操作簡單，準確性高，重現(xiàn)性好，適用于檢測魚油中的多溴聯(lián)苯醚。

3.1.2 三硝基甲苯

三硝基甲苯，也叫TNT，由于其熱不穩(wěn)定性，液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法適合于測定三硝基甲苯。趙海雨等[24]建立液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測浮土中三硝基甲苯的方法。方法以乙腈作為溶劑提取浮土中的TNT，過濾后直接測定，APCI源負離子模式監(jiān)測。結(jié)果表明，該方法檢測TNT的線性范圍為0.05～100 ng/g，相關(guān)系數(shù)為0.999 1，定量下限為0.05 ng/g，加標回收率為88.5%～96.1%。該方法操作簡單、提取方便，靈敏度高，基質(zhì)效應(yīng)小，滿足對爆炸殘留物中TNT的檢測要求。

3.2 APPI 離子源

APPI是利用光化學(xué)作用將氣相中的樣品進行電離的離子化技術(shù)。石龍凱等[25]建立了有機溶劑萃取、硅膠固相萃取柱凈化、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LCMS/MS法）測定食用油脂中EPA 16種多環(huán)芳烴的檢測方法。樣品加入乙腈萃取，蒸干溶解于環(huán)己烷中，硅膠固相萃取柱凈化后環(huán)己烷洗脫，氮氣吹干復(fù)溶于乙腈，液相質(zhì)譜APPI離子源檢測。該方法前處理簡單，分析快捷，準確度與靈敏度高。

3.3 DESI 離子源

胡燕等[26]在不需要樣品制備、預(yù)處理的前提下，將電噴霧解吸電離質(zhì)譜法（DESI）用于巖石、紙張、布料、皮革、塑料、橡膠等不同表面上黑索今的直接快速檢測。在優(yōu)化試驗條件下，用甲醇-乙酸（98+2）混合溶液作為噴霧溶劑，獲得質(zhì)荷比（m/z）223的黑索今準分子離子峰，并且通過串聯(lián)質(zhì)譜分析確定了黑索今碎片特征峰m/z 177。不同物質(zhì)表面上黑索今的檢出限均小于17.0 pg/cm2。

4 裂解方式

裂解方式，是在離子源處，通過某些方式對化合物進行裂解，從而實現(xiàn)測定，例如加熱、光照、電暈針放電等。本實驗室首次采用裂解方式測定三氯殺螨醇，實現(xiàn)了其在液相質(zhì)譜的測定[27]。測定方式如圖1所示。

圖1 三氯殺螨醇測定示意圖

5 結(jié)論與展望

現(xiàn)今解決非極性或弱極性物質(zhì)檢測的方法主要有物理手段和化學(xué)手段。物理手段以離子源開發(fā)為主，化學(xué)手段以衍生、離子加合、裂解等方式為主。本文從衍生、離子加合、離子源、裂解等方式對液相質(zhì)譜測定非極性或弱極性物質(zhì)進行簡單的介紹，隨著深入研究，希望能夠開拓更多的方法實現(xiàn)非極性或弱極性物質(zhì)的測定方法。