敞开式大气压离子源质谱中离子抑制的定量研究

摘要

质谱(MS)是一种广泛应用的仪器分析方法。依靠被测试样品离子的荷质比对物质进行甄别鉴定。由于其高选择性、灵敏度和快速在分析领域发挥了巨大的作用。
　　现代质谱技术重点在新型离子源的开发。各具特色的离子源技术被提出并应用于实际样品检测，尤其是多组分复杂样品中的检测尤为引人关注。基质辅助激光解吸附离子源、电喷雾离子源等大气压离子源，在保证灵敏度的前提下操作条件更加温和。然而在对复杂组分的样品（高盐环境、生物样品）分析时依旧需求较多的样品前处理过程，而且有较为严重的离子抑制现象存在，极大限制了在复杂样品中定量分析的线性范围和定量准确性。气相色谱、液相色谱、毛细管电泳等分离手段与质谱联用的技术一定程度满足了去基质和减弱离子抑制的要求。并且可以通过评估离子抑制程度来指导优化减少其对定量的影响，然而样品前处理过程依然存在且繁琐。
　　以Cooks等提出的解吸电喷雾离子源(DESI)为代表的敞开式大气压离子源是一种少量前处理或者无样品前处理同时还具备进行复杂样品分析的离子化技术。DESI使用电喷雾产生一级带电液滴萃取固态或者液态的样品表面，将样品分子解吸附并离子化送入质谱。而另一种敞开式大气压离子源纸喷雾离子源(PS)是先将固态或者液态的样品负载在纸基质上，随后添加喷雾溶剂并施加高压直流，使样品中的分析物被萃取并在纸尖端喷雾离子化。相较于传统非串联ESI质谱，这两种离子源都可以实现对复杂样品的快速检测。由于DESI和PS都存在溶液萃取样品的过程，PS甚至一定程度上有纸层析的作用，这两种敞开式大气压离子源都展示出拥有比电喷雾离子源更好的离子抑制表现，对盐和缓冲溶液等拥有良好的耐受性。然而这样的离子源的离子抑制却并没有像LC-MS有着较为成熟的离子抑制评估方法，无法准确而定量的判断离子抑制的强弱，不利于离子源针对离子抑制效应进行优化。
　　本文建立了一个评估方法，选用恒定浓度的噻康唑和不同浓度阿替洛尔(简记为CTVA)这两种比较有代表性的小分子化合物，利用噻康唑在不同浓度阿替洛尔下被抑制程度来标定离子源的离子抑制程度。研究内容主要包括第一部分进行ESI和PS的定量分析，并应用CTVA体系来量化评估ESI和PS的离子抑制效果，并将两者对比，其结果可以用来验证该CTVA评估体系的可行性;第二部分应用CTVA体系评估DESI和ESI的离子抑制并进行对比，通过改变DESI和ESI的各个参数（喷雾流速、溶剂组成、毛细管内径、DESI基底板材质）对离子抑制的影响，并在实际样品（原尿）中进行再次离子抑制对比。
　　本文开发CTVA体系来定量评估离子源的离子抑制程度，证明了常规条件下DESI和PS的离子抑制比ESI要好。并且使用该方法还可以指导优化离子源本身参数来获得更弱的离子抑制效果。该方法可以扩展应用到其他离子源，方便离子源之间进行横向的离子抑制对比，为以后离子源在离子抑制方面的定量性能提高一个标准方法，对质谱在复杂样品的分析中提供了一定的辅助。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 质谱法简介

1．2 离子源与离子抑制

1．2．1 传统离子源

1．2．2 敞开式大气压离子源

1．3 离子抑制的研究

1．3．1 离子抑制简介

1．3．2 离子抑制原理探究

1．3．2 离子抑制的量化研究

1．4 本论文研究工作的内容与目标

第二章 电喷雾与纸喷雾离子源的离子抑制对比

2．1 实验部分

2．1．1 仪器与试剂

2．1．2 装置与参数条件

2．2 结果与讨论

2．2．1 电喷雾离子源(ESI)的线性曲线

2．2．2 纸喷雾离子源(PS)的线性曲线

2．2．3 电喷雾离子源(ESI)的离子抑制实验数据分析

2．2．4 纸喷雾离子源(PS)的离子抑制实验数据分析

2．2．5 ESI与PS离子抑制程度的比较

2．3 本章小结

第三章 电喷雾与解吸电喷雾离子源的离子抑制对比

3．1 实验部分

3．1．1 仪器与试剂

3．1．2 装置与参数条件

3．2 结果分析与讨论

3．2．1 DESI与ESI的离子抑制

3．2．2 流速与溶剂构成对DESI和ESI离子抑制的影响

3．2．3 毛细管内径对DESI和ESI离子抑制的影响

3．2．4 基底板对DESI离子抑制的影响

3．2．5 实际复杂基质中DESI和ESI离子抑制的对比

3．3 本章小结

第四章 全文总结

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果