色谱质谱分析法在医药卫生分析中的应用

色质联用分析法在医药卫生分析中的应用,2012年8月,一、质谱仪器的原理及分类,质谱法（Mass Spectrometry）, 通过将被测物质原子或分子离子化，利用电磁学原理，对荷电粒子或碎片粒子依其质量和电荷的比值（质荷比，m/z）进行分离和分析，以达到确认其元素组成及分子结构的目的。,一、质谱仪器的原理及分类,质谱法的特点,质谱不属波谱范围，质谱图与电磁波的波长和分子内 某种物理量的改变无关。,质谱是分子离子及碎片离子的质量与其相对强度的 谱, 谱图与分子结构有关。,质谱法进样量少, 灵敏, 快速，特异，化学计量（Sensitivity，Speed，Specificity，Stoichiometry）,质谱是唯一可以给出分子量, 确定分子式的方法, 而 分子式的确定对化合物的结构鉴定是至关重要的。,一、质谱仪器的原理及分类,因质谱技术获诺贝尔奖的五位科学家,一、质谱仪器的原理及分类,MS：Mass Spectrometry, Mass Spectrometer,质谱仪的分类： (1) 有机质谱仪： - 气质联用，液质联用，傅立叶质谱仪，激光解吸 飞行时间质谱仪,(2) 无机质谱仪- 电感耦合等离子体质谱, 同位素质谱仪，二次 离子质谱,氦质谱检漏仪,一、质谱仪器的原理及分类,质谱仪分析标准程序：（1）样品的导入（2）样品的离子化（3）被测离子进入电场或磁场（4）离子按质荷比（m/z）进行分析 （5）按质荷比m/z.进行检测,一、质谱仪器的原理及分类,质谱图,以荷质比m/z为横座标，以对基峰(最强离子峰，规定相对强度为100%)相对强度为纵座标所构成的谱图。,一、质谱仪器的原理及分类,质谱图,有机质谱图,无机质谱图,一、质谱仪器的原理及分类,同位素质谱图,氯苯质谱图,溴丙烷质谱图,一、质谱仪器的原理及分类,质谱图,质谱在有机结构分析上的应用主要有两方面： 确定相对分子质量和分子式； 在低分辨质谱中，由分子结构与裂解方式的经验规律，鉴定某些官能团，给出分子的结构信息； 定量模式：GC/MS SIMLC/MS/MS SIM or MRMICP/MS SIM,一、质谱仪器的原理及分类,* 2005版起中国药典二部附录收载质谱法,一、质谱仪器的原理及分类,* 实现质谱技术的关键-高真空, 离子源和质量分析器的压力在 104 105 Pa和105 106 Pa 或10-610-7mmHg和10-710-8mmHg* 仪器类型：机械泵+涡轮分子泵,一、质谱仪器的原理及分类,* 实现质谱技术的关键-高真空,-质谱是检测带电粒子,带电粒子在电磁场的作用下，加速运动。如果有空气，带电粒子可能和空气中的其他分子发生碰撞，使离子很快淬灭而达不到检测器，并引起额外的离子分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化，影响分离及检测。,一、质谱仪器的原理及分类,* 气质联用,一、质谱仪器的原理及分类,* 液质联用,单四极杆和串联质谱。,空间串联：QQQ、Q-Trap、Q-TOF、TOF-TOF,时间串联：Ion Trap、Orbitrap、FT-MS,ESI APCI,- API是液相色谱/质谱联用仪最常用的离子化方式。,一、质谱仪器的原理及分类,* 电感耦合等离子体质谱,四极杆，双聚焦、飞行时间质谱,* 电感耦合等离子体质谱,二、质谱法在药品检验用的应用,* 液相色谱-质谱联用法,* 气相色谱-质谱联用法,* 电感耦合等离子体质谱：可进行定性、半定量、定量分析及同位素比值的准确测量，还可与其他技术如HPLC、HPCE、GC联用进行元素的形态、分布特性等的分析，广泛应用于环境、半导体、医学、生物、冶金、石油、核材料分析等领域。,* 气质联用：灵敏度高，适合于低分子化合物（分子量气溶胶 -固体颗粒 -气体分子 -原子 -离子,汽化 去溶剂化 气化 原子化 离子化,二、质谱法在药品检验用的应用,（1） 在化妆品检验中的应用 - 风险及限用物质：二噁烷、苯酚等 以二噁烷为例：SN/T 1784-2006,顶空气相色谱-质谱法： -顶空进样，交联5%苯基甲基硅烷毛细管柱 ，质谱检测器,下限2.5mg/kg,二、质谱法在药品检验用的应用,（2） 在塑化剂检验中的应用,GB/T 21911-2008,含16中邻苯二甲酸酯类增塑剂，不包含邻苯二甲酸二异壬酯DINP和邻苯二甲酸二异癸酯DIDP.,二、质谱法在药品检验用的应用,（2） 在塑化剂检验中的应用,DIDP 1ppm,DIDP 10ppm,二、质谱法在药品检验用的应用,液相色谱-质谱联用仪，LC/MS,（1） 在药典中的应用,（3） 非法添加及有害残留检验中的应用,（2） 主成分及有关物质分析中的应用,（4） 基因工程药品检验中的应用,二、质谱法在药品检验用的应用,（1） 在药典中的应用, 2010年版 中国药典一部收录三个品种,- 川楝子及苦楝皮中的川楝素进行含量测定,川楝素(Toosendanin): C30H38O11 MW.574.62,反相C18体系，乙腈-0.01%甲酸溶液（31:69）为流动相，采用单级四级杆质谱检测器，电喷雾离子化（ESI）负离子模式下选择质荷比（m/z）为573的离子进行检测。理论塔板数按川楝素计算应不低于8000。通过外标法，以川楝素两个峰面积之和计算川楝素的含量。,二、质谱法在药品检验用的应用,（1） 在药典中的应用, 2010年版 中国药典一部收录三个品种,- 千里光中的阿多尼弗林碱进行了杂质检查,阿多尼弗林碱 Adonifoline C18H23NO7，MW= 365,具有细胞毒性,反相C18体系，乙腈-0.5%甲酸溶液（7:93）为流动相,采用单级四级杆质谱为检测器，电喷雾离子化（ESI）正离子模式下选择质荷比（m/z）为366离子进行检测。理论塔板数按阿多尼弗林碱计算应不低于8000。以百合碱为内标，计算校正因子，测定阿多尼弗林碱的含量。,二、质谱法在药品检验用的应用,在药典中的应用, USP32,血管升压素（Vasopressin ）: ESI+，1084（单电荷）和 543（双电荷）； 人重组血清白蛋白（Recombinant Albumin Human）: 585个 氨基酸组成，分子量66,438 Da，ESI+多电荷质谱图去卷积， 20Da之内误差； 醋酸去氨加压素（Desmopressin Acetate）: ESI+，m/z 1069，MS/MS，m/z 641、 742和 995子离子。,二、质谱法在药品检验用的应用,* 药典中的定性鉴别（已知物的鉴别）, 化学、红外、紫外、色谱保留时间,二、质谱法在药品检验用的应用,定性离子的分值,二、质谱法在药品检验用的应用,相对强度的容许量,二、质谱法在药品检验用的应用,相对强度的容许量, 20 %, 20 %, 25 %, 30 %, 50 %,二、质谱法在药品检验用的应用,盐酸洛美沙星光降解分析,二、质谱法在药品检验用的应用,新生儿筛查主要是针对：,先天性甲状腺功能低下（服用甲状腺激素可以完全避免痴呆的发生）；苯丙酮尿症（只要不服用含有苯丙氨酸的包括人奶在内的食品就可以完全避免痴呆的发生）；半乳糖血症（只要不服用含有乳糖的包括人奶在内的食品就可以完全避免痴呆的发生）。,应用LC/MS/MS可临床检测30多种遗传性代谢失常疾病如,各种氨基酸代谢失常血症包括同构胱氨酸尿症、瓜氨酸血症、酪氨酸血症、超苯丙氨酸血症、精氨酸酶缺乏症、精氨琥珀酸尿症和各种超甲硫氨酸血症；短链和长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(SCAD和LCAD)、异戊酸血症、丙酸血症、甲基丙二酸血症、戊二酸血症和其它各种有机酸代谢失常疾病等。,用电喷雾串联质谱分析苯丙酮尿症(PKU),药物代谢结合物的测定,葡萄糖苷酸及硫酸盐结合物,生物大分子的分子量测定,胸腺五肽ESI质谱图,电喷雾电离质谱监测药物Ractopamine的合成,合成化合物C的ESI-MS (+Q1),合成化合物C的MS/MS,盐酸洛美沙星光降解分析,A,B,C,AM+H 308.0,BM+H 294.3,CM+H 368.0,二、质谱法在药品检验用的应用,非法添加及有害残留检验中的应用, 2006年3月，SFDA通用补充检验方法及项目的批准 - 治疗肥胖症中成药（SFDA2006004） 麻黄碱、芬氟拉明、西布曲明 - 治疗消渴症中成药（SFDA2006005） 苯乙双胍、格列吡嗪、格列本脲 - 消肿止痛类中成药（SFDA2006006） 双氯芬酸、氨基比林 - 止咳平喘类中成药（SFDA2006007） 茶碱 - 镇静安神类中成药（SFDA2006008） 地西泮、氯硝西泮 - 镇静安神类中成药（SFDA2006024） 艾司唑仑 - 补肾壮阳类中成药（SFDA2006009） 西地那非、他达拉非,二、质谱法在药品检验用的应用,（3） 非法添加及有害残留检验中的应用,二、质谱法在药品检验用的应用,（3） 非法添加及有害残留检验中的应用,* 糖皮质激素的基本结构中均具有环戊烷骈多氢菲母核，其中C3的酮基、C20的羰基及C4-5的双键是保持生理功能所必需，结构上可通过在C12引入双键，在C6、 C9、 C16 、C21引入结构修饰基团来增强其抗炎作用，减弱水盐代谢作用。,M1+准分子离子峰：泼尼松龙 m/z361.2泼尼松 m/z359.3地塞米松 m/z393.2醋酸可的松 m/z403.2醋酸泼尼松龙 m/z403.2醋酸泼尼松 m/z401.3醋酸地塞米松 m/z435.1,二、质谱法在药品检验用的应用,（3） 非法添加及有害残留检验中的应用, 糖皮质激素类药物,HPLC-UV MS色谱图 （a）七种糖皮质激素对照品；（b）供试品,* 以泼尼松计算，柱上灵敏度达到0.5ng,二、质谱法在药品检验用的应用, 基因工程蛋白药物中抗生素残留检测,氨苄西林MS/MS,Conv.= 0.0525g/mL， 0.5ng（10L）， SN4,二、质谱法在药品检验用的应用,食品中氯霉素的残留检测, HPLC & MRM（ODS，MeCN-H2O，Gradient program） ESI(-)， Q1=321,Q3=152, 194 and 257,C11H12Cl2N2O5 FW=323.13,二、质谱法在药品检验用的应用,食品中氯霉素的残留检测(样品),二、质谱法在药品检验用的应用,增塑剂检测,定性方法重复：,C18,C4,HPLC/MS/MS： Merck LiChroCART RP-18e C18，5 m，2.0 125 mm，5%乙酸铵-95甲醇梯度淋洗,HPLC/MS/MS： VyDAC 214MS C4，5 m，2.0 150 mm，5%乙酸铵-95甲醇梯度淋洗,二、质谱法在药品检验用的应用,增塑剂检测,