張智平 劉曉寧 鄭亞君
摘要:常壓電離源由于具有簡便、高效、無需樣品預處理等特點,近年來備受關注。紙噴霧電離源技術是新發(fā)展起來的一種常壓電離技術,該技術不僅具有一般常壓電離源的特點,同時兼具操作簡單、低廉和分離的特性,在食品、藥物化合物等的高通量分析方面表現出了良好應用前景。本文針對紙噴霧電離技術的發(fā)展進行了全面評述,著重闡述了該電離技術的基本原理、影響因素、分析性能和應用,介紹了該技術的優(yōu)缺點, 并展望了其發(fā)展方向。
關鍵詞:常壓電離源; 紙噴霧電離; 質譜; 評述
1引言
隨著現代科技的高速發(fā)展,當前分析技術已取得了長足進步,各種分析儀器和分析方法在目標樣品分析的適用性和靈敏度方面都得到了全面提升,并已在生命科學、環(huán)境科學、藥物科學、食品科學等領域發(fā)揮著巨大作用。盡管如此,各種學科的發(fā)展給分析化學提出了更高要求,特別是復雜樣品的分析?,F今已發(fā)展起來多種分析技術用于復雜樣品的分析,如氣相色譜質譜法[1]、液相色譜質譜法[2]、液相色譜紫外檢測法[3]、毛細管電泳法[4]等,這些技術的建立極大地促進了分析化學的發(fā)展。在這些分析方法中,色譜質譜技術是當前分析復雜樣品最權威和可靠的方法,但是采用這種技術對復雜樣品進行分析時,需采用繁瑣的步驟對樣品進行前處理,不能在較短的時間內對復雜樣品中目標分析物進行快速分析。為此,發(fā)展簡便、高效、無需樣品預處理的技術用于復雜基體中目標化合物的分析檢測顯得尤為重要。
常壓電離源(Ambient ionization source, AIS)是一類有別于真空電離源(如電子轟擊電離源)、在常溫常壓下可對復雜樣品直接進行電離分析的技術[5]。該技術具有在樣品分析前無需預處理、分析速度快、成本低、操作簡單等特點,分析的對象包括固體、液體和氣體樣品等。1989年美國耶魯大學Fenn教授提出了常壓電離源電噴霧電離技術(Electrospray ionization, ESI)[6],該技術的提出對于解決液相色譜質譜接口問題起到了關鍵作用,同時也為生物大分子樣品的質譜分析開辟了新的途徑。盡管如此,采用ESI技術只能分析經過處理后基質干擾較小的樣品,而對復雜樣品(如血樣等)中目標化合物的直接分析卻顯的性能較差?;谠撾婋x技術, 2004年美國普渡大學Cooks教授提出解吸電噴霧電離源(Desorption electrospray ionization, DESI)技術[7],此后常壓電離源得到了迅速發(fā)展和廣泛的應用,現今已發(fā)展起來的常壓電離源主要有實時直接分析電離源(Direct analysis in real time, DART)[8]、低溫等離子體(Lowtemperature plasma, LTP)[9]或介質阻擋放電電離源(Dielectric barrier discharge ionization, DBDI)[10]、萃取電噴霧電離源(Extractive electrospray ionization, EESI)[11]等,Monge等最近對不同類型的常壓電離源進行了詳細論述[12]。
紙噴霧電離技術(Paper spray ionization)是2010年發(fā)展起來的一種新型常壓電離源[13~16]。該技術首先是將固體或液體樣品加載在纖維素和半纖維組成的紙基質表面,然后采用高壓電驅動的形式使溶劑將復雜樣品中的化合物溶解、遷移和電離,進而在紙的尖端發(fā)生電噴霧,最終通過質譜進行實時在線檢測。由于該電離技術具有快速、低廉、高效等特點,已被用于血樣、尿樣、食品、生物組織樣品、藻類等樣品中化合物的分析檢測,同時也在化學反應過程的研究中起到了重要作用。類似于紙噴霧電離源的電離機理,現今也發(fā)展起來一些其它類型的常壓電離源,如葉子噴霧[17]、牙簽噴霧[18,19]、多孔聚合物針尖噴霧[20]、金屬針尖噴霧[21]和不同材料的纖維噴霧[22~24]等。本文對紙噴霧電離技術的基本工作原理、影響因素、分析性能及應用等進行綜述。
2基本原理
紙噴霧電離源是以紙為基質和載體,將樣品加載在一個底寬為5 mm,長為10 mm三角形紙的中心,如圖1所示。當對樣品分析時,加入約30 μL溶劑,一般為甲醇/水的混合物;然后施加3.5 kV的直流電壓,電壓的大小可根據溶劑的不同進行調變。在電驅動作用下,溶劑便會向紙的尖端遷移。
如上所述,紙噴霧的性能主要取決于樣品化合物在紙表面的遷移效率和在紙尖端的電噴霧性能。因此,采用紙噴霧對目標化合物進行分析時,為得到較高的靈敏度,必須使洗脫溶劑最大程度地溶解復雜基質中的目標化合物,并遷移到紙的尖端,然后發(fā)生穩(wěn)定的電噴霧行為。以下分別討論影響紙噴霧過程的主要因素。
3.1紙基質的影響
紙的主要成分是纖維素和半纖維素,其表面含有大量的羥基,在化合物的分離過程中可根據化合物的極性不同將混合樣品在其表面得以分離。紙是一類重要的色譜分離基質,已廣泛地用于不同化合物的分離分析。在紙噴霧溶劑的遷移過程中,復雜基質中化合物可根據極性的不同得以分離,在不同的噴霧時間可得到不同的質譜信息。Ren等[26]采用甲醇作為洗脫溶劑,研究了甲基紫2B和甲基藍在Grade 1色譜紙上的洗脫行為。發(fā)現相對于甲基紫2B,由于紙基質與甲基藍之間較強的作用力,在紙噴霧起始階段質譜圖中只能觀察到明顯甲基紫2B的特征峰;隨著噴霧時間的延長,甲基藍的質譜峰逐漸增強,而甲基紫2B的信號隨之降低。以上結果說明了紙噴霧不僅具有電噴霧的特性,同時也兼具色譜的分離特性,可根據化合物極性不同在紙的表面將其進行分離。
目標化合物在紙表面的遷移過程中,其遷移效率在一定程度上取決于紙表面的物理結構和化學性質。Liu等[16]研究了3 μm, 4~7 μm, 8 μm, 11 μm孔尺寸結構的濾紙、玻璃纖維紙和0.18 mm厚度的色譜紙對200 μg/L可卡因的分析性能,發(fā)現0.18 mm厚度的色譜紙分析性能最佳,所得可卡因特征峰的絕對峰強度比其它類型紙的信號高出兩個數量級,玻璃纖維紙的性能最差。Zhang等[14]系統(tǒng)考察了3種類型色譜紙(硅膠涂覆紙、Grade 4和Grade ET31)對含有戊酸丙胺藥物的標準樣品和血樣分析性能,發(fā)現當采用硅膠涂覆色譜紙時,第一次洗脫效率比其它兩種類型色譜紙高1~2個數量級,約有70%的戊酸丙胺藥物可從紙表面有效洗脫下來。該現象被認為是由于硅膠涂覆紙表面含有大量的細小硅膠顆粒,這些顆??捎行ё柚狗治鰳悠返臄U散,使其吸附在紙的表面;在洗脫過程中,溶劑可快速溶解紙表面的樣品并遷移到紙的尖端發(fā)生電噴霧。同時,他們也研究了這3種類型色譜紙在分析血樣中藥物化合物的靈敏度,發(fā)現相對于Grade 4和Grade ET31色譜紙,采用硅膠涂覆紙可將檢出限降低兩個數量級。以上結果表明,紙基質的選擇在紙噴霧過程中起到了關鍵作用。
3.2紙尖端角度的影響
在紙噴霧過程中,紙尖端是保證紙噴霧發(fā)生的前提。Yang等[27]研究了不同角度紙尖端的電噴霧行為,發(fā)現當把紙尖端剪切成圓弧狀時,無法觀察到紙噴霧現象;相反,具有一定角度的紙尖端可明顯觀測到紙噴霧現象(圖2a)。為了系統(tǒng)了解不同角度紙尖端對紙噴霧性能的影響,他們比較了不同紙尖端角度的電噴霧性能(圖2b和2c), 發(fā)現隨著角度的增加,起始噴霧電壓隨之升高,即當角度為30°和60°時,起始噴霧電壓為3 kV;當角度為90°和120°時,起始噴霧電壓為4 kV;當噴霧電壓超過6 kV時, 會發(fā)生嚴重的電暈放電,所以150°無法觀察到電噴霧現象。通過對紙尖端噴霧電流的考察,發(fā)現在相同的電壓下,噴霧電流隨著紙尖端角度的增大而降低。他們也研究了目標化合物的信號強度與角度、施加電壓之間的關系,結果表明, 隨著角度的增加,最佳噴霧電壓和目標化合物的信號隨之增大,即當角度分別為30°, 60°和90°時, 最佳噴霧電壓分別為4.0, 4.5和5.0 kV。
Lin研究組[28,29]為了克服紙噴霧過程溶劑揮發(fā)的現象,提出了一種筆尖輔助(Nibassisted)紙噴霧的電離裝置,將一個底寬為3 mm,長為5 mm的三角形紙放在一個銅筆尖上,然后通過一個液體注射器將洗脫溶液連續(xù)加到紙基質上進行噴霧。他們系統(tǒng)考察了不同紙尖端角度(5°, 10°, 15°, 20°, 30°)對紙噴霧過程目標化合物離子信號強度的影響,發(fā)現隨著角度的增加,信號強度呈現出先增加后降低的趨勢,當角度為15°時所得信號強度最佳。 Lin研究組[28,29]采用的筆尖輔助紙噴霧與Yang等[27]所得最佳噴霧角度有著較大差異。這種差異可能是由于當采用筆尖輔助紙噴霧時,金屬筆尖的電場會很大程度上會改變紙噴霧尖端的電場,進而影響到紙尖端角度與目標化合物信號強度之間的關系。
3.3溶劑的影響
紙噴霧過程中洗脫溶劑不僅決定了目標化合物從紙表面的洗脫效率,同時也決定了在紙尖端的電噴霧性能。Zhang等[14]研究了不同溶劑體系下,硅膠涂覆紙基質對血樣中戊酸丙胺藥物的分析性能,發(fā)現相比于水、正己烷、二氯甲烷、甲醇、乙醇和丁醇等溶劑,異丙醇對戊酸丙胺藥物具有較好的分析效果。通常在紙噴霧分析過程中,溶劑的極性和揮發(fā)性對分析性能也具有很大的影響。為了提高分析靈敏度,常在極性溶劑中加入弱極性或非極性的溶劑來促進噴霧過程中帶電離子的去溶劑化效果。Zhang等發(fā)現, 在甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇體系中加入低沸點的二氯甲烷可有效降低干血樣中藥物化合物分析的檢出限,當二氯甲烷的含量為90%時所得信號最佳。在幾種考察的醇類溶劑中,異丙醇體系表現出較好的分析性能。但是將90%二氯甲烷/異丙醇作為溶劑用于常用色譜紙基質時,相比于90%甲醇/水溶劑,其紙噴霧性能降低了至少一個數量級[14]。
分析樣品種類的不同,紙噴霧溶劑也不同。 Ren等 [26]采用硅膠涂覆的色譜紙作為紙噴霧基質, 研究了甲醇和甲醇丙酮(50∶50, V/V)作為溶劑對血樣中脂類化合物的洗脫行為,發(fā)現相對于新鮮血樣的質譜圖,采用甲醇對干血樣進行分析時,可觀察到血紅蛋白的質譜信息,而脂類化合物的質譜峰信號較弱;然而當利用甲醇/丙酮(50∶50, V/V)作為洗脫溶劑時,脂類化合物的特征質譜峰明顯增強,作者認為該現象一方面是由于加入的丙酮對脂類化合物具有較好的洗脫效率,另一方面是由于血樣中的蛋白不溶于丙酮,形成沉淀,在紙噴霧過程的洗脫效率降低,進而減小了對脂類化合物質譜分析的干擾[21]。
溶劑體系對不同紙噴霧基質的性能也有很大的影響。Wang等[30]采用Grade 1色譜紙作為紙噴霧基質,考察了不同溶劑對生物組織樣品中伊馬替尼藥物、荷爾蒙腎上腺素、磷脂38∶4 GPCho分析性能的影響。通過對二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈、氯仿/甲醇混合液、甲醇/水混合液的研究,發(fā)現只有甲醇/水溶劑在分析時可得到穩(wěn)定而較強的信號,其它溶劑由于對分析化合物具有較低的溶解度或較差的噴霧效果,所得質譜信號均較弱。同時他們研究了不同配比甲醇/水溶劑體系對分析這3類化合物的影響,發(fā)現隨著甲醇含量的增加,伊馬替尼藥物的質譜信號隨之增強,但是荷爾蒙腎上腺素、磷脂38∶4 GPCho的質譜信號強度隨著甲醇含量的變化呈現出相反變化趨勢。具體而言,荷爾蒙腎上腺素的信號隨著甲醇含量的增加呈現出先增加后降低的趨勢,70%甲醇/水溶劑體系信號最佳;相反,磷脂38∶4 GPCho的信號隨甲醇含量的增加呈現出先降低后增加的趨勢,約60%甲醇/水體系信號最低。通過對以上標準樣品和生物組織中樣品的分析比較,觀察到甲醇/水體系對這3種化合物標準樣品的影響也有著較大差異,說明了樣品基質效應對紙噴霧過程中溶劑的選擇有著重要的影響。
以上研究表明,在實際樣品分析過程中,可根據不同樣品分析的要求,選擇不同的溶劑體系, 達到目標化合物的最佳分析效果。
3.4其它因素的影響
紙噴霧的分析性能決定于紙基質、紙尖端角度和溶劑,同時也受到其它因素的影響,如樣品加載量、紙尖端與質譜進樣口之間的距離、內標化合物的加入方式等。Wang等[30]考察了不同加樣量對紙噴霧過程中伊馬替尼藥物分析的影響,發(fā)現加樣量從0.5 μL增加到5.0 μL時,該藥物化合物的信號強度有著較大的差異;當加樣量為1.5 μL時,所得質譜信號最佳。Yang等[27]考察了紙噴霧樣品加載量與紙尺寸之間的關系,發(fā)現對于面積比為1∶2.5∶5的三角形紙基質,洗脫溶劑加入量為10, 25和50 μL甲醇水(1∶1, V/V)溶劑體系(溶劑加入量與紙的面積成正比),目標化合物的信號強度隨著樣品加載量的增加而增強。對于較小體積(如1.25 μL)的樣品加載量,由于大尺寸紙基質所用溶劑量對樣品的稀釋作用,樣品的信號隨著紙尺寸的增加而降低;對于較大體積(如2.50 μL)的樣品加載量,結果恰好相反;而對于相同樣品溶劑比的分析體系,大面積的紙基質所得紙噴霧信號較好。Liu等[16]考察了紙噴霧尖端與質譜進樣口之間的距離對質譜分析信號的影響,發(fā)現當紙噴霧尖端位于質譜進樣口前5 mm ×10 mm (xy)的范圍內,可得到穩(wěn)定的噴霧信號,該位置與Jhang等[28]所得結論6 mm × 4 mm (xy)基本一致。Manicke等[31]研究了4種不同加入內標化合物的方式對紙噴霧分析性能的影響,發(fā)現將內標化合物與樣品溶液混合后再加到紙的表面所得相對標準偏差較低(3%)、樣品與內標化合物的信號比例最佳(1.05); 當采用加樣之前將內標化合物加載在紙基質上或采用當血樣干后將內標化合物加到干血樣的表面所得分析性能基本相同,但略差于將內標化合物與樣品溶液混合后加在紙表面的方式;當采用將內標化合物加入洗脫溶劑中進行洗脫,所得相對標準偏差(16%)和樣品與內標化合物的信號比例(0.26)都不理想。以上討論說明采用紙噴霧對不同樣品分析中,應根據具體情況優(yōu)化分析體系, 進而達到理想的分析效果。
4分析性能
4.1分析準確度、精密度和檢出限
準確度、精密度和檢出限是評價一種分析方法的3個重要參數。 Manicke等 [32]詳細考察了紙噴霧過程中以上參數的變化情況。通過對血樣中藥物化合物準確度和精密度的分析,發(fā)現紙噴霧在單個樣品的重復分析過程中,質譜總體離子流的最大偏差在10%~20%之間波動。當樣品中加入內標化合物,目標分析化合物與內標物質的信號比值隨著分析化合物濃度的增加呈線性變化,其相關系數大于0.99;且該比值具有非常好的重現性,相對標準偏差小于5%,測量濃度在真實濃度2%的范圍內變化。在紙噴霧過程中,目標化合物的檢出限受到該類化合物的酸堿度、溶解度等參數的影響,其值介于100 pg/mL(如氯胍和芐乙銨藥物)和100 μg/L(如醋氨酚和布洛芬)之間。對于常見的弱堿和疏水性藥物化合物(如舒尼替尼、阿密曲替林、戊脈安、西酞普蘭和右啡烷), 其檢出限介于0.25~0.75 μg/L之間。以上結果說明了紙噴霧在特定化合物的分析中表現出了潛在的應用價值。
4.2與其它方法的比較
盡管紙噴霧電離源仍處在初步發(fā)展階段,但一些研究報道表明, 相比于其它電離方法,紙噴霧技術表現出了獨特的優(yōu)勢。Jhang等[28]通過對4氯苯異丙胺和4氟苯異丙胺藥物化合物的分析,發(fā)現紙噴霧電離技術相比于大氣壓基質輔助激光解吸電離(Atmospheric pressurematrixassisted laser desorption ionization, APMALDI)和電噴霧輔助激光解吸電離(Electrosprayassisted laser desorption ionization, ELDI)具有較好的分析性能。紙噴霧的檢出限可達到0.1 ppm,而MALDI的值為7~8 ppm,ELDI的值為3~4 ppm。同時他們認為紙噴霧技術比APMALDI和ELDI具有很多優(yōu)點。例如當采用APMALDI技術時,必須在基質上找到合適的樣品點才能進行激光電離分析,該過程不僅耗時,同時也很難控制。盡管ELDI技術無需引入基質,但這種方法需要利用脈沖氮激光對樣品進行解吸,隨后解吸樣品與電噴霧簇經過相互作用才可進行電離。該過程可能會很劇烈,為此需要具有一定實驗技能的人員操作。同時該研究組通過對毛細管電泳電噴霧電離源質譜和紙噴霧電離源質譜的比較,得出前者是一種非常有效簡化質譜圖信息的方法,而后者在樣品的快速分析方面起到了關鍵作用[28,29]。以上研究表明了紙噴霧電離技術是一種高靈敏度、可用于復雜樣品中目標化合物分析的重要方法。
5紙噴霧電離技術的應用
5.1藥物化合物分析
藥物化合物可以暫時或永久改變或查明機體的生理功能及病理狀態(tài),具有醫(yī)療、診斷、預防疾病和保健的功效。當含量較低時,藥物無法起到應有的功效;相反當含量較高,它將會對人或動物的身心健康造成嚴重危害。為此要評價一種藥物是否在診斷性范圍之內,需建立檢測范圍寬、精準、穩(wěn)定的分析方法。如上所述,紙噴霧電離技術在特定藥物化合物的分析檢測方面已表現出良好的檢測線性范圍、較好的精確度和準確度,以及穩(wěn)定的分析性能,現已用于多種藥物化合物的快速檢測分析[33]。Manicke等[31]考察了藥物化合物與血樣中蛋白之間相互作用對紙噴霧分析性能的影響,認為二者之間相互作用對紙噴霧過程藥物的分析影響較小。他們還研究了4種內標化合物加入方式對血樣中藥物化合物分析性能的區(qū)別,發(fā)現直接將血樣和內標混合分析的相對標準偏差最小、準確度較高。在此基礎上,該研究小組系統(tǒng)評價了血樣中不同藥物化合物的分析準確度、精密度、選擇性、檢出限和線性范圍等[32]。Espy等 [34]研究了紙表面抗凝劑明礬對新鮮血液中藥物化合物分析的影響,所研究8種腫瘤藥物的檢出限可達0.5~17 μg/L,日內準確度為102%~118%,不確定度為9%~13%。Su等[35]也將紙噴霧電離技術用于血樣中多種非法藥物化合物(如海洛因、可卡因、嗎啡等)的檢測。Zhang等[14]將紙噴霧電離源與微型化質譜儀Mini 11聯用,成功分析了血樣中多種藥物化合物,其定量限為10~20 μg/L。盡管紙噴霧技術在藥物化合物分析方面已起到了一定的作用,但是仍然存在著一些問題。例如,在血樣中藥物化合物分析過程中,血樣中存在的易斷裂代謝物或潛在藥物(如?;咸烟侨┧?、N氧化物代謝物和醚類化合物)在質譜分析中容易轉變?yōu)橐治龅乃幬锘衔铮@就給目標藥物的定量分析造成了嚴重干擾。為了解決這一問題,Manicke等 [32]建議可選擇性地將這些代謝物轉化為穩(wěn)定的形式, 或采用離子遷移譜將代謝藥物化合物有效分離, 以減小對該類物質分析的干擾。
5.2食品中有毒有害化合物的快速分析
食品安全是當前面臨的一個嚴重問題,為此急需建立簡單、快速、準確、低廉的分析方法用于食品中有毒有害化合物的檢測。紙噴霧電離技術由于具有如上特點,已被用于多種食品中有毒有害化合物的快速分析。Zhang等[36]采用紙噴霧電離技術分析了多種食品(如牛奶、肉類、飲料、辣椒面等)中的三聚氰胺、瘦肉精、塑化劑、蘇丹紅等化合物,其檢出限為1.0~200 μg/L,相對偏差為3%~12%,該方法的建立為食品中有毒有害化合物快速分析評價提供新途徑。隨之許多研究小組采用紙噴霧技術分析了食品中的各種有毒有害物質。例如,Taverna等[37]利用紙噴霧技術分析了辣椒面中的蘇丹含氮染料(包括蘇丹Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ和Ⅳ等);Li等[38]利用紙噴霧技術分析了焦糖和飲料中的4甲基咪唑化合物;Mazzotti等 [39]通過原位甲氧胺衍生化法分析了4種橄欖油中的非類固醇抗炎藥物。盡管如此,紙噴霧電離技術在一些有毒有害化合物的分析中存在著嚴峻的挑戰(zhàn),特別是一些難電離化合物(如塑化劑)檢測,急需在紙噴霧電離源的基礎上發(fā)展其它技術來解決該難題。
5.3生物樣品分析
生物樣品的分析是指對動物或臨床樣品中的藥物、代謝產物、生物標志性化合物進行分析,它對研究生物體內藥物代謝及生物體的性能具有重要意義。作為一種簡單而快速的分析檢測方法,紙噴霧技術已用于一些生物樣品中目標化合物的檢測。Liu等[16]采用紙噴霧電離源分析了氨基酸、肽、蛋白、脂肪酸等化合物;Wang等[30]采用該技術分析了生物組織樣品及其中的磷脂化合物;Ren等 [26]采用紙噴霧技術分析了新鮮血樣和干血樣中的亞鐵血紅素、血紅蛋白等化合物;Li等[40]將非極性溶劑正己烷作為紙噴霧電離源的洗脫溶劑,分析了肽類化合物、核苷酸、磷脂等;Yang等[41]采用紙噴霧電離源系統(tǒng)分析了血清和全血中的不同酰肉堿類化合物;Naccarato等[42]將紙噴霧技術用于尿樣中肉堿和酰肉堿化合物的定量分析;Oradu等[43]利用紙噴霧方法分析了綠藻中的極性脂類化合物(如PC、MGDG、PG和SQDG);Quinn等[44]將紙噴霧技術與離子回旋共振質譜儀相聯用分析了尿樣和小牛肺表面活性劑萃取物;Deng等[45]將紙噴霧電離源用于Bansha草本茶指紋譜圖的研究。以上研究表明,紙噴霧電離技術在生物樣品的分析中發(fā)揮著重要作用。
6結束語
紙噴霧電離技術作為一種快速分析方法,已引起人們廣泛關注, 并已應用于藥物、食品和生物樣品的快速分析。雖然紙噴霧電離源在不同化合物的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,但該技術仍處在發(fā)展階段, 并存在著以下問題: (1) 當采用紙噴霧技術對許多生物樣品(如血樣、尿樣、食品等)進行分析時,由于樣品基質復雜,背景干擾嚴重,給化合物的定量分析造成了干擾,其檢出限仍較高,不能完全滿足低含量化合物定量和半定量分析的要求[15]。為此需在紙噴霧分析過程中,發(fā)展一些可在紙基質上對目標樣品進行原位預分離或純化的策略, 提高分析靈敏度。(2) 眾所周知,紙的主要成分是纖維素和半纖維素,其表面含有大量的自由羥基,當采用這種基質對極性化合物,特別是強極性化合物進行分析時,化合物結構中的極性官能團便會與紙表面的羥基形成較強的氫鍵、范德華作用力等,很難在較短的時間內洗脫下來,從而極大地降低了紙噴霧電離源的分析性能。因此采用不同有機和無機化合物對紙的表明進行修飾,削減或消除強極性化合物與紙表面之間的相互作用力,可提高化合物的洗脫和噴霧效率。
紙噴霧電離技術的最大特點是簡單、快速、低廉,這為藥物、食品的快速評價分析、反應過程實時快速檢測[46]提供了良好的技術平臺?,F今,紙噴霧技術已在化合物的高通量分析、與微型化相聯用方面取得了階段性進展[14,47,48],隨著該技術的進一步發(fā)展和完善,將會在不同類型樣品的高通量、實時檢測方面發(fā)揮重要作用。
生物樣品的分析是指對動物或臨床樣品中的藥物、代謝產物、生物標志性化合物進行分析,它對研究生物體內藥物代謝及生物體的性能具有重要意義。作為一種簡單而快速的分析檢測方法,紙噴霧技術已用于一些生物樣品中目標化合物的檢測。Liu等[16]采用紙噴霧電離源分析了氨基酸、肽、蛋白、脂肪酸等化合物;Wang等[30]采用該技術分析了生物組織樣品及其中的磷脂化合物;Ren等 [26]采用紙噴霧技術分析了新鮮血樣和干血樣中的亞鐵血紅素、血紅蛋白等化合物;Li等[40]將非極性溶劑正己烷作為紙噴霧電離源的洗脫溶劑,分析了肽類化合物、核苷酸、磷脂等;Yang等[41]采用紙噴霧電離源系統(tǒng)分析了血清和全血中的不同酰肉堿類化合物;Naccarato等[42]將紙噴霧技術用于尿樣中肉堿和酰肉堿化合物的定量分析;Oradu等[43]利用紙噴霧方法分析了綠藻中的極性脂類化合物(如PC、MGDG、PG和SQDG);Quinn等[44]將紙噴霧技術與離子回旋共振質譜儀相聯用分析了尿樣和小牛肺表面活性劑萃取物;Deng等[45]將紙噴霧電離源用于Bansha草本茶指紋譜圖的研究。以上研究表明,紙噴霧電離技術在生物樣品的分析中發(fā)揮著重要作用。
6結束語
紙噴霧電離技術作為一種快速分析方法,已引起人們廣泛關注, 并已應用于藥物、食品和生物樣品的快速分析。雖然紙噴霧電離源在不同化合物的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,但該技術仍處在發(fā)展階段, 并存在著以下問題: (1) 當采用紙噴霧技術對許多生物樣品(如血樣、尿樣、食品等)進行分析時,由于樣品基質復雜,背景干擾嚴重,給化合物的定量分析造成了干擾,其檢出限仍較高,不能完全滿足低含量化合物定量和半定量分析的要求[15]。為此需在紙噴霧分析過程中,發(fā)展一些可在紙基質上對目標樣品進行原位預分離或純化的策略, 提高分析靈敏度。(2) 眾所周知,紙的主要成分是纖維素和半纖維素,其表面含有大量的自由羥基,當采用這種基質對極性化合物,特別是強極性化合物進行分析時,化合物結構中的極性官能團便會與紙表面的羥基形成較強的氫鍵、范德華作用力等,很難在較短的時間內洗脫下來,從而極大地降低了紙噴霧電離源的分析性能。因此采用不同有機和無機化合物對紙的表明進行修飾,削減或消除強極性化合物與紙表面之間的相互作用力,可提高化合物的洗脫和噴霧效率。
紙噴霧電離技術的最大特點是簡單、快速、低廉,這為藥物、食品的快速評價分析、反應過程實時快速檢測[46]提供了良好的技術平臺。現今,紙噴霧技術已在化合物的高通量分析、與微型化相聯用方面取得了階段性進展[14,47,48],隨著該技術的進一步發(fā)展和完善,將會在不同類型樣品的高通量、實時檢測方面發(fā)揮重要作用。
生物樣品的分析是指對動物或臨床樣品中的藥物、代謝產物、生物標志性化合物進行分析,它對研究生物體內藥物代謝及生物體的性能具有重要意義。作為一種簡單而快速的分析檢測方法,紙噴霧技術已用于一些生物樣品中目標化合物的檢測。Liu等[16]采用紙噴霧電離源分析了氨基酸、肽、蛋白、脂肪酸等化合物;Wang等[30]采用該技術分析了生物組織樣品及其中的磷脂化合物;Ren等 [26]采用紙噴霧技術分析了新鮮血樣和干血樣中的亞鐵血紅素、血紅蛋白等化合物;Li等[40]將非極性溶劑正己烷作為紙噴霧電離源的洗脫溶劑,分析了肽類化合物、核苷酸、磷脂等;Yang等[41]采用紙噴霧電離源系統(tǒng)分析了血清和全血中的不同酰肉堿類化合物;Naccarato等[42]將紙噴霧技術用于尿樣中肉堿和酰肉堿化合物的定量分析;Oradu等[43]利用紙噴霧方法分析了綠藻中的極性脂類化合物(如PC、MGDG、PG和SQDG);Quinn等[44]將紙噴霧技術與離子回旋共振質譜儀相聯用分析了尿樣和小牛肺表面活性劑萃取物;Deng等[45]將紙噴霧電離源用于Bansha草本茶指紋譜圖的研究。以上研究表明,紙噴霧電離技術在生物樣品的分析中發(fā)揮著重要作用。
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紙噴霧電離技術作為一種快速分析方法,已引起人們廣泛關注, 并已應用于藥物、食品和生物樣品的快速分析。雖然紙噴霧電離源在不同化合物的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,但該技術仍處在發(fā)展階段, 并存在著以下問題: (1) 當采用紙噴霧技術對許多生物樣品(如血樣、尿樣、食品等)進行分析時,由于樣品基質復雜,背景干擾嚴重,給化合物的定量分析造成了干擾,其檢出限仍較高,不能完全滿足低含量化合物定量和半定量分析的要求[15]。為此需在紙噴霧分析過程中,發(fā)展一些可在紙基質上對目標樣品進行原位預分離或純化的策略, 提高分析靈敏度。(2) 眾所周知,紙的主要成分是纖維素和半纖維素,其表面含有大量的自由羥基,當采用這種基質對極性化合物,特別是強極性化合物進行分析時,化合物結構中的極性官能團便會與紙表面的羥基形成較強的氫鍵、范德華作用力等,很難在較短的時間內洗脫下來,從而極大地降低了紙噴霧電離源的分析性能。因此采用不同有機和無機化合物對紙的表明進行修飾,削減或消除強極性化合物與紙表面之間的相互作用力,可提高化合物的洗脫和噴霧效率。
紙噴霧電離技術的最大特點是簡單、快速、低廉,這為藥物、食品的快速評價分析、反應過程實時快速檢測[46]提供了良好的技術平臺?,F今,紙噴霧技術已在化合物的高通量分析、與微型化相聯用方面取得了階段性進展[14,47,48],隨著該技術的進一步發(fā)展和完善,將會在不同類型樣品的高通量、實時檢測方面發(fā)揮重要作用。