農(nóng)藥殘留檢測(cè)直接離子化質(zhì)譜技術(shù)(原位質(zhì)譜分析)

時(shí)間：2023-03-25 15:18:21來(lái)源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

農(nóng)藥殘留檢測(cè)直接離子化質(zhì)譜技術(shù)(原位質(zhì)譜分析)

[db:作者] / 2022-11-28 00:00

質(zhì)譜技術(shù)是分析測(cè)試技術(shù)中同時(shí)具備靈敏度高、特異性好、響應(yīng)速度快的常用方法。對(duì)于絕大多數(shù)質(zhì)譜儀器而言，從待測(cè)物離子產(chǎn)生到獲得離子的響應(yīng)信號(hào)僅僅需要毫秒級(jí)的時(shí)間。但完成一個(gè)實(shí)際樣品的定性和定量分析，需要前處理、色譜分離，往往需要數(shù)小時(shí)以上甚至幾天的時(shí)間。2004年電噴霧解吸電離(DESI)技術(shù)文章的發(fā)表，在常壓下對(duì)固體表面上痕量待測(cè)物直接離子化，成功地獲得了不同表面上痕量物質(zhì)的質(zhì)譜，為實(shí)現(xiàn)無(wú)需樣品前處理的常壓快速質(zhì)譜分析打開(kāi)了一個(gè)窗口，隨即在國(guó)際上掀起了基于直接離子化技術(shù)的快速質(zhì)譜分析研究熱潮，標(biāo)志著常壓快速質(zhì)譜分析技術(shù)研究新時(shí)代的來(lái)臨。如解吸電噴霧離子源(desorption electrospray ionization，DESI)、實(shí)時(shí)直接分析技術(shù)(direct analysis in real time，DART)和介質(zhì)阻擋放電離子源(dielectric barrier discharge ionization，DBDI)、大氣壓固體分析探頭(ASAP)、電噴霧萃取離子化(EESID等。

大氣壓直接質(zhì)譜分析技術(shù)泛指能夠在無(wú)需樣品前處理的條件下直接對(duì)各種復(fù)雜基體樣品進(jìn)行快速分析的新興質(zhì)譜技術(shù)。因?yàn)榭焖儋|(zhì)譜分析的關(guān)鍵是新興的復(fù)雜基體樣品的直接離子化技術(shù)，因此在一般的討論中，快速質(zhì)譜分析技術(shù)的重點(diǎn)是離子化技術(shù)。直接離子化技術(shù)開(kāi)發(fā)體現(xiàn)了從傳統(tǒng)封閉式到敞開(kāi)式，從塊狀固體樣品到各種固體，再擴(kuò)大到包括膏體、膠體、液體、氣體等各種形態(tài)的樣品，從二維平面電離到三維空間電離，從非生命靜物分析到生命過(guò)程的活體分析的思維過(guò)程。

大氣壓直接質(zhì)譜以某種能量產(chǎn)生初級(jí)離子，通過(guò)一定步驟實(shí)現(xiàn)復(fù)雜基體中能量與電荷的傳遞，并根據(jù)待測(cè)物分子物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，對(duì)能量和電荷進(jìn)行選擇性吸收，從而引發(fā)復(fù)雜基體樣品中待測(cè)物的離子化。對(duì)于表面上的樣品，輔助解吸技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行解吸電離，對(duì)于噴霧的液體或氣體樣品，初級(jí)離子束與中性樣品噴霧進(jìn)行微萃取電離。值得注意的是，初級(jí)離子的產(chǎn)生與樣品處理過(guò)程并不是一定嚴(yán)格的完全獨(dú)立的。有些離子源初級(jí)離子的產(chǎn)生與樣品解吸處理在時(shí)間上和空間上是同步的。例如，激光解吸技術(shù)，光子用于待測(cè)物的解吸，又用于待測(cè)物的電離。在DESI技術(shù)中，電噴霧產(chǎn)生的帶電液滴也是既起解吸作用又起電離作用。

在實(shí)際應(yīng)用方面，在保持離子源性能的前提下進(jìn)行小型化和集成化是該領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。小型直接離子化裝置應(yīng)滿足各種無(wú)需樣品前處理的原位、實(shí)時(shí)、在線、非破壞、高通量、高靈敏度、高選擇性、低耗損的分析檢測(cè)要求。可以預(yù)見(jiàn)，新型離子化技術(shù)與小型質(zhì)譜儀結(jié)合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析將成為未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)，能快速地將質(zhì)譜技術(shù)推廣到各種野外環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急檢測(cè)、流程監(jiān)控、排放物檢測(cè)與控制、突發(fā)事件處理等方面。

1.ASAP應(yīng)用實(shí)例針對(duì)草莓生產(chǎn)中重點(diǎn)關(guān)注的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和殺菌劑(多菌靈、莠去津、氯吡脲、6-芐氨基嘌呤、乙霉威、腈菌唑、多效唑、烯酰嗎啉、嘧菌酯、氟硅唑、喹禾靈、咪鮮胺及抗蚜威內(nèi)標(biāo)物)，采用大氣壓固體分析探頭(atmospheric pressure solids a-nalysis probe，ASAP)，無(wú)需色譜分離和色譜柱平衡及維護(hù)，能夠在20～30s內(nèi)快速獲得樣菌唑、多效唑、烯酰嗎啉、嘧菌酯、氟硅唑、喹禾靈、咪鮮胺及抗蚜威內(nèi)標(biāo)物)，采用大氣壓固體分析探頭(atmospheric pressure solids a-nalysis probe，ASAP)，無(wú)需色譜分離和色譜柱平衡及維護(hù)，能夠在20～30s內(nèi)快速獲得樣品提取液中目標(biāo)物的質(zhì)譜定性和定量數(shù)據(jù)信息，可在草莓或西瓜等風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與評(píng)估、應(yīng)急檢測(cè)等工作中應(yīng)用。圖2-8為草莓樣品直接分析的辛硫磷譜圖。

圖2-8 草莓樣品中辛硫磷檢測(cè)的ASAP-MS/MS譜圖

2.DART應(yīng)用實(shí)例實(shí)時(shí)直接分析(DART)為新型原位電離新技術(shù)，是繼電噴霧離子化(ESI)及大氣壓化學(xué)電離(APCI)成功解決了生物和有機(jī)分子的分析之后，又一個(gè)具有革命性的當(dāng)代質(zhì)譜離子化技術(shù)，用以滿足實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品高通量分析的要求和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)、無(wú)損、快速、低碳、原位、直接分析的需求。該技術(shù)由美國(guó)的Robert Cody博士和Jim Laramee博士于2002年發(fā)明，于2005年由JEOL和lonSense公司將其商品化并獲得當(dāng)年匹茲堡儀器博覽會(huì)金獎(jiǎng)和美國(guó)R&D100創(chuàng)新大獎(jiǎng)。

DART原理是在常溫常壓下，載氣(如氦氣或氮?dú)?經(jīng)放電產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)原子，解吸并離子化樣品中的化合物，進(jìn)而以質(zhì)譜或串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)。該技術(shù)不需要(如ESI)引入其他溶劑來(lái)影響離子的形成過(guò)程，真正實(shí)現(xiàn)直接、快速或無(wú)損、無(wú)接觸分析。由于溶劑、基質(zhì)(如蛋白質(zhì))、鹽類(lèi)對(duì)DART離子化過(guò)程不產(chǎn)生抑制效應(yīng)，因而該技術(shù)對(duì)樣品基質(zhì)不需要進(jìn)行特殊的前處理或煩瑣、冗長(zhǎng)、耗溶劑的色譜分離。通過(guò)自動(dòng)化樣品掃描功能和基于蘋(píng)果iPod Touch圖形化的操作界面，DART結(jié)合串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)或高分辨質(zhì)譜(HRMS)能充分實(shí)現(xiàn)幾秒鐘內(nèi)的快速、高通量的樣品分析，大大提高了大批量樣品的瞬時(shí)定量和定性分析能力。其特點(diǎn)包括：

(1)直接分析。DART基本不需要樣品制備，樣品分析時(shí)間很短(幾秒鐘)，滿足了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高通量樣品快速分析的需求。

(2)操作簡(jiǎn)便、節(jié)省人力。研究人員僅需要調(diào)節(jié)DART源的溫度和正負(fù)極，不必花費(fèi)太多時(shí)間和精力去優(yōu)化其他操作參數(shù)。

(3)綠色、低碳、無(wú)損。分析過(guò)程幾乎不需要化學(xué)溶劑，僅以氮?dú)饣蚝獾茸鬏d氣，耗能少，且減少了外來(lái)污染源。

(4)可在常壓下分析液體、固體、氣體樣品，或任何形狀的樣品(如葉子、植株、農(nóng)產(chǎn)品、包裝材料)。

(5)能同時(shí)離子化極性、中極性和弱極性的活性組分、藥物、毒物、糖類(lèi)、脂類(lèi)和殘留有機(jī)物。對(duì)中性化合物如食用油中的甘油三酯、蠟、聚合物，以及整合鹽等同樣靈敏有效，且不需像ESI或MALDI那樣必須先行溶解樣品。

(6)不產(chǎn)生明顯的加合鹽離子，無(wú)多電荷離子。離子信號(hào)僅包括所有能離子化的待測(cè)組分的單電荷離子，簡(jiǎn)化定量分析和譜圖解析。

(7)樣品分析非常簡(jiǎn)便。樣品可以手動(dòng)置放，或自動(dòng)傳輸至DART出口和質(zhì)譜儀離子采樣口之間。

(8)能與眾多主流質(zhì)譜廠商(如AB SCIEX、Agilent、Bruker、ThermoFisher、Wa-ters、Shimadzu、JEOL等)各種類(lèi)型的質(zhì)譜儀[如飛行時(shí)間(TOF)、離子阱(lon Trap、Orbitrap)、三重四極桿]及各類(lèi)混聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用。

文章來(lái)源：《無(wú)機(jī)化學(xué)核心教程（第二版）》

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