有机质谱在元素形态分析中的应用

仪器资料 · 发表于 2018-11-12 21:31:32

有机质谱在元素形态分析中的应用
元素形态分析对于评价不同形态的元素及其化合物的生物功能与毒理作用有重要意义。随着生物
化学与环境化学研究的不断深入,元素形态分析的必要性和重要性已经得到了广泛的认同。在目前所
采用的元素形态分析方法中,色谱2原子光谱联用技术是普遍使用的分析方法,其中尤以高效液相色谱2
电感耦合等离子体质谱(HPLC2ICP2MS)联用技术最为广泛[ 1～4 ] 。由于这类技术有很高的灵敏度,而且
定量分析结果准确,它的发展和成熟已经极大地推动了形态分析研究。但是,基于原子光谱检测的方法
无法直接给出分子结构的信息,因而也制约了元素形态分析研究的发展与深入。
与ICP2MS为代表的元素质谱不同,有机质谱能够提供有机分子的分子量和碎片离子的信息,因此
有助于推断所研究化合物的结构。目前的有机质谱仪器多与色谱联用,分为气相色谱2质谱(GC2MS)和
液相色谱2质谱(LC2MS)两种。其中GC2MS由于不适合难挥发或不稳定化合物的分析,在元素形态分
析中的应用并不广泛。LC2MS适用于生物和环境样品中难挥发的化合物的分析,又具有进样量小、分析
速度快等优点,因此在元素形态分析领域得到了越来越多应用。其在元素形态分析中的特点可归纳如
下: (1) 基于原子光谱和ICP2MS的方法对同一元素的不同形态化合物的鉴别,需要与标准品在同样色
谱条件的保留时间进行比对[ 5 ] ; 而相当数量的化合物是难以甚至无法得到标准品的,限制了元素形态
分析的发展和应用。而LC2MS方法在形态分析中无需完全依赖于标准品,其所给出的谱图直接与分子
结构相关,可据此推定未知组分的分子结构。这一优点降低了形态分析对标准品的依赖,拓宽了形态分
析可测化合物的范围[ 6 ] 。(2) 基于原子光谱和ICP2MS的方法对同一元素的不同形态化合物的鉴别,
必须依赖于色谱系统对不同形态化合物的有效分离。如果两个组分在相同保留时间出峰,则原子光谱
和ICP2MS的方法无法提供单个组分的信息。而LC2MS所给出的被分析物信息来自于分子水平,因而
可以鉴别出色谱难以分离的不同形态化合物。这一特性意味着LC2MS方法在形态分析中对于色谱的
依赖性降低,因此对复杂样品有可能得到更丰富准确的信息。(3) 蛋白质和金属元素化合物的小分子
所形成的复合物对于揭示众多生物体内的代谢过程有重要的价值。然而以往基于色谱分离和元素检测
的形态分析方法无法同时给出元素化合物与所结合的生物大分子的信息。LC2MS技术则能有效地满足
形态分析中这一层次的要求。但是,与ICP2MS相比较,传统的LC2MS仪器的灵敏度较低,在元素形态
分析领域的应用受到限制。近年来,随着LC2MS仪器设计技术的不断提高,离子化的效率和检测器的
性能都得到了很大改善,分析灵敏度得到很大提高,成为元素形态分析研究的重要手段[ 7, 8 ] 。

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