在1970年後,質譜-質譜法(mass separetion-mass spectra Characterization)迅猛發展起來。這種方法讓母離子進壹步裂解,從而獲得裂解過程和分子結構的信息,通常我們稱為串聯質譜,二維質譜法,序貫質譜等。
我們知道,質譜的分析建立在物質離子化的基礎上,按照荷質比分離離子,通過測量離子譜峰的強度實現分析目的。通過色譜純化後的樣品氣化離子化形成的離子在電場和磁場的綜合作用下,按照質量數和電荷數的比值大小依次排列成譜被記錄下來。常見的質譜圖的縱坐標是離子信號強度,橫坐標就是離子核質比。在液相色譜質譜中通常所用的離子源有ESI和APCI,我們常用的是ESI。ESI 是比APCI軟電離程度較小的電離方式,應用範圍較APCI 的大,只有少部分有機分子ESI 做不出,可以用APCI 輔助解決問題。 壹般用ESI 和 APCI 搭配使用比 ESI 和APCI 的應用範圍更廣壹些。
ESI 和APCI通常產生(M+H)+或(M-H)-等準分子離子,源參數調整簡單,容易使用,儀器靈敏度高。對APCI源來說,不足就是給出的結構信息有限,樣品易發生熱裂解,低質量時基線噪聲大。ESI通常只產生分子離子峰,可以直接測定混合物,並可以測定熱不穩定的極性化合物。其易形成多電荷離子的特性可分析蛋白質和DNA 等生物大分子;通過調節離子源電壓控制離子的碎裂(源內CID)得到化合物的部分結構。
當然有機質譜也有自身局限性。有機分子多數有異構體,而質譜在立體化學方面區分能力差;色譜的重復性稍微差壹些,需要嚴格控制操作條件,不能像NMR,IR等可以直接動手操作,需要專人負責;質譜有離子源的記憶效應,操作起來也很復雜;盡管如此,色譜-質譜聯用在天然產物的分析〔1〕,藥物代謝結合物(如苯丙酮尿癥PKU)的測定〔2〕,藥物合成的監測(如Ractopamine)〔3〕具有重要的應用。美國耶魯大學教授J.Fenn等1984年首次發表ESI-MS的研究成果,並於1988年成功地進行了蛋白質的分析。
先天性疾病中有很大壹部分是先天性遺傳代謝疾病,就目前醫學發展已經了解的有壹百多種。這些疾病雖不致死,但是對患兒的智力和體格可能造成癡呆、殘缺和畸形,是家庭、社會、國家的沈重負擔。目前有30多種代謝失常遺傳性疾病如各種氨基酸代謝失常血癥包括同構胱氨酸尿癥、瓜氨酸血癥、酪氨酸血癥、超苯丙氨酸血癥、精氨酸酶缺乏癥、精氨琥珀酸尿癥和各種超甲硫氨酸血癥、短鏈和長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥(SCAD和LCAD)、異戊酸血癥、丙酸血癥、甲基丙二酸血癥、戊二酸血癥和其它各種有機酸代謝失常疾病等都可用LC/MS/MS進行臨床檢測〔4〕。
我們知道,保證藥品質量的壹個重要方面是雜質檢查及限度控制,使用LC/MS/MS可以很方便的對藥品進行監控。Nicolas建立了不同批次抗癌藥物DuP941的LC/MS/MS譜圖達到質量控制目的;Rourick建立了鑒定藥品雜質的方法,利用LC/MS/MS功能鑒定頭孢羥氨芐降解產物的結構。對分析化學家來說是壹個挑戰的體內藥物分析利用LC/MS/MS也顯示很大的優越性。有報道Takeshi對血液和尿液中11個添加的吩噻嗪類藥物進行分析,采用SPME和LC分離經MS/MS檢測。Wong開展了微透析-LC/MS/MS生物活體分析,將微透析探針插入動物的頸動脈,實時了解松果體素在體內的生化過程和代謝情況。LC/MS/MS還可以鑒別體液中很多藥物,這在很多文獻中都有報道〔5,6〕。
LC/MS/MS也用於生物技術中分子量的測定〔7〕。對分子量10000以上的蛋白質用離子噴霧技術進行精確的質量測定是常規的分析。有研究用離子噴霧測定甲硫酸氨基-人體生長激素(MET-HGH)的分子量為22,256.32±0.44Dr,與實際計算分子量22,256.2Dr相差很小。同聚丙烯酰胺凝膠電泳、蔗糖密度離心法等經典的蛋白質分子量測定技術相比,分析時間短,樣品消耗少,測定快捷準確。還有研究者利用LC/MS/MS開展DNA-藥物結合態的分析,蛋白質與金屬離子配位研究〔8〕。
司法鑒定中LC/MS/MS也是毒品檢測的壹個有力工具〔9〕。Soenoff建立了新生嬰兒血液中苯甲酰愛康寧的確證方法,這就可以對可疑吸毒者出生的嬰兒進行鑒定。Clauwean用LC/MS/MS和LC/熒光檢測了頭發中可卡因及其代謝物,得到的結果是壹致的,並且在很低的濃度時仍可以進行MS/MS全掃描。Wang對可卡因和它的15個代謝物的裂解機理在改變CID源和標準品的條件下進行了深刻探討,取得很大的成就。
LC/MS/MS在食品檢測中的地位更是不可低估。例如蜂蜜中氯黴素的LC/MS/MS 分析,魚肉中孔雀石綠的LC/MS/MS 分析,LC/MS/MS同時分析多種抗生素,動物組織中19種β腎上腺素興奮劑的檢測,蘇丹紅的LC-MS/MS方法的測定,水果和蔬菜中100種農藥及其代謝物的同時檢測,幹炸食品中丙烯酰胺的測定。硝基呋喃是國際動物源性食品貿易的必檢項目,硝基呋喃類藥物主要包括呋喃唑酮、呋喃它酮、呋喃西林和呋喃妥因,用於治療和預防由埃希氏菌和沙門氏菌引起的哺乳動物消化道疾病。研究發現,呋喃西林、呋喃唑酮及其代謝物具有致癌作用〔10〕。
1995年歐盟禁止在食用動物中使用硝基呋喃類藥物, 2002年我國頒布了禁止使用該類獸藥的禁令〔11〕。雖然硝基呋喃類藥物代謝快而且對光敏感,母體化合物在動物體及產品中很快就降至檢出限以下,但其代謝物以蛋白結合物的形式在體內可殘留較長時間〔12,13〕。
目前,各國均將硝基呋喃代謝物作為指示硝基呋喃類藥物殘留的標示物。彭濤用高效液相色譜/串聯質譜(LC/MS/MS)法同時測定奶粉中呋喃唑酮、呋喃它酮、呋喃西林和呋喃妥因的代謝物。各界對此都進行了積極的研究〔14,15〕。
隨著科技發展,分析領域對儀器的要求的不斷提高,制藥行業對0.1%含量的雜質要求定性和定量,在增加檢測的選擇性和靈敏度基礎上得到更多化合物的信息和增加可分析化合物種類,對我們分析人員也是壹種挑戰。HPLC/MS/MS結合了LC的強大的分離分析能力和MS靈敏的鑒定及結構解析能力,提供了可靠、精確的相對分子質量及結構信息,簡化了試驗步驟,節省了樣品準備時間和分析時間,作為當今最重要的分離和鑒定方法之壹,在分析化學領域中發揮著更加重要的作用