高效液相色谱-质谱联用法在分析检测中的运用分析

关金龙

（西华大学生物工程学院，四川成都610039）

0 引言

高效液相色谱-质谱联用技术（high performance liquid chromatography andmassspectrometry，HPLC/MS）是以高效液相色谱为分离手段，以质谱为鉴定工具的一种分离分析技术。20世纪70年代，自Horning对高效液相色谱-质谱技术进行了开创性的研究，到20世纪90年代出现了被广泛接受的商品接口及成套仪器[1]，它将高效液相色谱对复杂样品的高分离能力与质谱具有的高选择性、高灵敏度以及能够提供分子量与结构信息的优点结合起来，逐渐成为强有力的分析技术方法[2-12]。

1 液相色谱-质谱的优点

在液相色谱-质谱技术（LC-MS/MS）中，质谱可对复杂样品进行分析，即使在液相色谱难以分离的情况下，只要通过质谱仪1及质谱仪2对目标化合物进行中性碎片扫描，则可发现并突出混合物中的目标化合物，其结果可显著提高信噪比。

在药代动力学研究方面，LC-MS/MS与传统的方法相比，其具有一系列优点：（1）对生物样品的提取、纯化和浓缩等前处理过程没有严格要求；（2）具有极高的灵敏度，特别适合进行痕量分析；（3）对蛋白质可实现快速高灵敏度鉴别和测定；（4）可实现微量、高通量样品分析；（5）检测所需时间短、回收率高、专属性强。

2 分析方法

2.1 质谱条件确立

当使用液质联用仪对某一化合物进行定量分析时，需要建立一个质谱分析方法，主要考虑以下几种因素：

2.1.1 化合物的性质

化合物的性质包括化合物的结构、化合物的极性及化合物的pKa值。首先，通过了解化合物的结构，可以大概推断其碎片离子的断裂方式，选择较为稳定的碎片离子作为定量反应的子离子，也可以根据经验判断选用哪种离子源更为合适；其次，根据化合物的极性大小，可以选择一种或几种恰当的溶剂作为溶媒，既能保证完全将样品溶解，又能提高化合物的质谱响应；最后，了解清楚化合物的pKa值，有助于选择流动相的添加剂及其pH值，从而提高质谱响应值。

2.1.2 流动相添加剂的选择

在液质分析中，基于质谱检测的原理，只能使用可挥发的酸碱或缓冲盐，种类就会受到极大的限制。在日常分析中使用到的添加剂主要有甲酸、乙酸、三氟乙酸、氨水和甲酸铵、乙酸铵等缓冲盐。

2.1.3 质谱离子源的选择

质谱出现早期，主要的离子源有电子轰击源（EI）、化学电离源（CI）、电喷雾电离源（ESI）和大气压化学电离源（APCI）。随着科学技术的进步，离子源的发展也是日新月异。目前，用于定量的离子源主要是电喷雾电离源（ESI）和大气压化学电离源(APCI)。

2.2 色谱条件的建立

在液质分析中，经常使用多反应监测（MRM/SRM）对化合物进行定量，由于MRM要求选择2次离子，因此具有很高的专属性。基于这点对多个化合物同时进行检测时，不需要彼此间达到完全分离就可以进行定量分析。

2.3 内标的选择

检测时，使用内标物的目的是消除操作误差，因此在进行生物样品分析时必须选择一个合适的化合物作为内标物。LC-MS/MS法的高专属性使其对内标物与待测物的色谱分离要求不高，但要求内标物与待测物的色谱行为及提取回收率，尤其是质谱信号响应值接近，并要求在测定过程中内标物受系统误差及碰撞压力变化的影响与待测物一致。因此，理想的内标物应为待测组分的同位素标记物，但由于同位素标记物价格非常昂贵且不易获得，可尝试选用结构相似的化合物（或者同系物）作为内标物。

3 LC-MS/MS技术在分析检验中的应用

LC-MS/MS联用技术以其高灵敏度、高分离能力和极强的专属性等特点，且其仪器自动化、普及化程度越来越高，使其被广泛地应用于环境分析、药物分析和食品分析等众多领域。

3.1 天然药物化学成分分离和鉴定

高效液相色谱-质谱联用技术在天然药物成分分析研究中已经得到了广泛的应用。

He等[13]利用高效液相色谱-质谱联用技术成功地对姜的辛辣成分与含油树脂提取物进行了成功分析，成功地鉴定了其中7个化合物结构。

3.2 药物动力学和药物代谢产物研究

中药制剂成分复杂多样，含量一般较低，而高效液相色谱-质谱联用技术的专一性及灵敏度对中药的药代动力学研究具有重要意义。

M.Jemal等[14]综述了药物研究中用高效液相色谱-质谱联用技术进行高通量生物分析的发展，艾路等采用高效液相色谱-质谱联用技术鉴定了方剂中乌头类的生物碱含量。

3.3 中药指纹图谱研究

高效液相色谱-质谱联用技术的应用为药材及其制剂的鉴别及质量评价提供了更加全面、可靠的依据。

余静[15]等采用高效液相色谱-质谱联用技术对刺五加药材水溶性和脂溶性成分进行了指纹图谱研究。

3.4 药物残留分析

食品中的农药残留量及其有害成分的含量甚微需要对其进行痕量分析。高效液相色谱-质谱联用技术具有极高的灵敏度，可鉴别和测量各种类型的农药以及生物毒素等残留物。

Yoshioka等[16]应用高效液相色谱-质谱联用技术同时分析了柑橘果实中的4种催熟剂。

3.5 临床诊断研究

Orhan等[17]建立了采用高效液相色谱-质谱联用技术同时检测3种氧化产物的方法。

4 结语

高效液相色谱-质谱联用技术的发展，以其灵敏、快速、高效等特点，在对含量少、不易分离得到或缺乏紫外吸收的物质的分析中显示了独特的优势。

综上所述，高效液相色谱-质谱联用技术在分析检测方面应用前景广阔，将在现代分析检测研究领域发挥越来越重要的作用。

［1］孟兆玲，齐元英，柳仁民.高效液相色谱-质谱联用技术的应用进展［J］.化学分析计量，2006，12（6）

［2］王正范，杨树民，吴伴天，等.色谱联用技术［M］.北京：化学工业出版社，2001

［3］Lee M S,Kemrs E H.LC/MS application in drug development［J］.Mass Spect romet ry Reviews,1999，18（5）

［4］Emrer J,Vogel M.Application of hyphenated LC-MS techniques in pharmaceutical analysis［J］.Biomedical Chromatography,2000，14（8）

［5］张均田.现代药理实验方法［M］.北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1998

［6］Oliveari E J,Watson D G.Liquid chromatography-mass spect romet ry in the study of the metabol ism of drugs and other xenobiotics［J］.Biomedical Chromatography，2000，14（3）

［7］ Corcoran O,Nicholson JK，Lenz E M,etal.Direct ly coupled liquid chromatography with inductively coupled plasma mass mass spect romet ry and or thogonal accel-rat ion timeof-f l ight mass spect romet ry for the identif ication of drug metabol ites in urine:appl ication to diclofenac using chlor ine and sul fur detection［J］.Rapid Communications and Mass Spect romet ry,2000，14（2）

［8］ Chen L,Wang J,Liu X H,etal.Novel rearrangement of smal l peptides in electropsry ionization tandem mass spectrometry［J］.Chinese Journal of Chemistry，2004（1）

［9］邢杰，宫平，钟大放，等.西地那非哌啶衍生物的负离子电喷雾多级质谱研究［J］.质谱学报，2002，23（8）

［10］Emrer J.The use of hyphenated LC-MS technique for characterization of impurity profiles during drug development［J］.Journal of Pharmaceutical and Biomedical analysis，1998，18（12）

［11］王颖，盛龙生，张正行，等.表阿霉素中有关物质的LC/ESI/MS分析［J］.药物分析杂志，2001，21（3）

［12］郭继芬，钟大放，陈笑艳.液相色谱-质谱联用法鉴定9种皮质激素药物［J］.药学学报，1999，34（8）

［13］He X G,Bernart M,Lian L,et al.High-per formance liquid chromatography-elect ros pray mass spect romet ric analysis of pungent constituents of ginger ［J］.Journal of Chromatogr A,1998，796（2）

［14］ Jemal M.High-throughput quanti tative bioanalysis by LC-MS/MS［J］.Biomedical Chromatography,2000，14（2）

［15］余静.刺五加的HPLC/UV/MS指纹图谱研究［J］.中国药科大学报，2003，34（2）

［16］ Yoshioka N,Akiyama Y,Teranishi K.Rapid simul taneous determination of o-phenylphenol,diphenyl,thiabendazole,imazal i l and its major metabolites in cit rus f ruits by liquid chromatography-mass spectrometry using atmospheric pressurephotoiozation［J］.Journal of Chromatogr A,2004，1022（12）

［17］Orhan H,Vermeulen N P,Tump C.Simul taneous determination of tyrosine,phenylalanine and deoxy-guanosine oxidation products by l iquid chromatography-tandem mass spect romet ry as noninvasive biomarkers for oxidative damage［J］.Journal of Chromatography B，2004，799（2）