李秀琴，楊 總，張慶合

(中國計(jì)量科學(xué)研究院，化學(xué)計(jì)量與分析科學(xué)研究所，北京 100013)

儀器對液相色譜-同位素稀釋質(zhì)譜測試結(jié)果的影響

李秀琴，楊 總，張慶合

(中國計(jì)量科學(xué)研究院，化學(xué)計(jì)量與分析科學(xué)研究所，北京 100013)

以同位素稀釋質(zhì)譜法測定奶粉中氯霉素為例，比較了近幾年商品化的API5000、Q-trap5500、Agilent 6490、Waters XEVO TQS 4種高效液相色譜-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀(LC-MS/MS)的關(guān)鍵指標(biāo)，并重點(diǎn)研究了由于離子源設(shè)計(jì)導(dǎo)致的樣品基質(zhì)中殘留化合物對氯霉素及其氘代同位素試劑測量的基質(zhì)效應(yīng)差異。通過比較測量氯霉素的線性、靈敏度和精密度等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)這4種儀器測量氯霉素的線性和檢測靈敏度差異不大。在0.2～1.0 ng/g痕量濃度范圍分析時(shí)，在低濃度點(diǎn)時(shí)，不同儀器上兩種化合物的離子化差異較大，測量精密度在1.0%～9.8%之間；在高濃度時(shí)，儀器對目標(biāo)物響應(yīng)的影響較小?？疾炝烁鲀x器對不同基質(zhì)溶液所產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在所有儀器上被測物與其同位素稀釋劑的響應(yīng)均存在差異，且隨濃度增大差異越來越明顯；不同預(yù)處理方法下得到的樣品基質(zhì)溶液，在不同儀器可能出現(xiàn)抑制或增強(qiáng)兩種相反的基質(zhì)效應(yīng)現(xiàn)象，且強(qiáng)度差異也較大。表明基質(zhì)中不同類型的干擾物在不同類型的離子源上的離子化模式與機(jī)理可能存在較大差異，從而導(dǎo)致同位素試劑之間響應(yīng)的差異，在準(zhǔn)確測量中必須分別進(jìn)行基質(zhì)效應(yīng)的驗(yàn)證與確認(rèn)。

高效液相色譜-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜(LC-MS/MS)；同位素稀釋質(zhì)譜法；基質(zhì)效應(yīng)；氯霉素

隨著現(xiàn)代質(zhì)譜技術(shù)的飛速發(fā)展，食品中農(nóng)獸藥殘留、臨床樣品中藥物以及藥物代謝物等成分的痕量分析已成為可能，其中高效液相色譜-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜(LC-MS/MS)由于其高選擇性、高靈敏度、高通量等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用[1-8]。商品化的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器的發(fā)展非常迅猛，很多公司推出的LC-MS/MS儀器不斷更新，并在離子化、檢測、軟件等方面取得了很多創(chuàng)新與改進(jìn)，以降低基質(zhì)效應(yīng)[9-12]。AB Sciex API5000儀器系統(tǒng)有很高的定量分析靈敏度，其離子源的簾氣專利技術(shù)能有效降低離子源的污染；Q-trap5500是API5000的升級(jí)版本，將串聯(lián)四極桿與線性離子阱結(jié)合，使其成為藥物發(fā)現(xiàn)、食品分析等領(lǐng)域的有效平臺(tái)；Waters XEVO TQS系統(tǒng)擁有StepWave創(chuàng)新離軸離子源技術(shù)，大幅度提高了靈敏度；Agilent 6490系統(tǒng)具有Ifunnel技術(shù)，使得靈敏度達(dá)到新的水平，同時(shí)彎曲碰撞池也在很大程度上降低了背景噪音。不同品牌儀器應(yīng)用不同離子源設(shè)計(jì)技術(shù)，能有效的電離被測物，提高儀器測量靈敏度。在測量過程中，不同離子源設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀的電離效率、電離穩(wěn)定性等鮮有報(bào)道。另外，近年來，同位素稀釋質(zhì)譜法被普遍用于復(fù)雜樣品基質(zhì)的測定，以消除或減少基質(zhì)效應(yīng)的影響[13-19]。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，被測物與其同位素稀釋劑的響應(yīng)并不完全相同，基質(zhì)效應(yīng)對二者的影響也不相同，尤其是復(fù)雜基質(zhì)樣品中的目標(biāo)物在不同品牌儀器上離子化時(shí)，所產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)差異較大，甚至可能出現(xiàn)相反的基質(zhì)效應(yīng)，這種差異不僅直接影響測量結(jié)果，而且給分析工作者造成很大的困惑。Ghosh等[20]指出，液相和離子源設(shè)計(jì)可能在基質(zhì)效應(yīng)中起到非常重要的作用。因此，本研究采用4種不同樣品預(yù)處理方法提取奶粉中氯霉素，以氘代氯霉素同位素稀釋劑為內(nèi)標(biāo)，比較研究4種不同品牌質(zhì)譜儀對不同基質(zhì)中氯霉素的同位素稀釋質(zhì)譜法測定結(jié)果的影響。采用空白基質(zhì)溶液(A)和空白溶劑(B)配制系列濃度的被測物混合溶液，通過比較二者質(zhì)譜響應(yīng)曲線斜率的差異[21]，研究基質(zhì)效應(yīng)ME%，用校正因子θ來量化基質(zhì)效應(yīng)對測量結(jié)果的影響。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與裝置

高效液相色譜HPLC串聯(lián)XEVO-TQS三重四極桿質(zhì)譜：美國Waters公司產(chǎn)品；LC-20AD XR液相色譜儀，LC-30AD SR液相色譜儀：日本Shimadzu公司產(chǎn)品；串聯(lián)API5000三重四極桿質(zhì)譜，串聯(lián)Q-trap5500質(zhì)譜：美國AB Sciex公司產(chǎn)品；液相色譜儀1290串聯(lián)6490三重四極桿質(zhì)譜：美國Agilent公司產(chǎn)品；3K30離心機(jī)：德國Sigma公司產(chǎn)品；MS 3DS25微量振蕩器：德國IKA公司產(chǎn)品：N-EVAPTM111氮吹儀：美國Organomation Associates 公司產(chǎn)品；固相萃取裝置：美國Supelco公司產(chǎn)品；Mettler Toledo XP 205天平：瑞士梅特勒-托利多公司產(chǎn)品；OASIS HLB固相萃取柱(150 mg/60 mL)：美國Waters公司產(chǎn)品；Supe MIPTMChloramphenicol (25 mg/10 mL) LRC 柱：美國Supelco公司產(chǎn)品；HiCape MCX柱：維泰克科技(武漢)有限公司產(chǎn)品。

1.2主要材料與試劑

氯霉素(CAP)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)((99.8±0.2)%，GBW(E) 060907)：由中國計(jì)量科學(xué)研究院提供；甲醇、乙腈(色譜純)：美國Fisher Scientific公司產(chǎn)品；氘代氯霉素(D5-CAP，≥98%)：Cambridge Isotope Laboratories Inc；乙酸乙酯、正己烷(色譜純)：德國Merck公司產(chǎn)品；硫酸鈉(分析純，純度不小于99.0%)：美國Alfa Aesar公司產(chǎn)品；實(shí)驗(yàn)用水為經(jīng)Milli-Q凈水系統(tǒng)(0.22 μm過濾膜)過濾的去離子水；奶粉樣品：市購，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1基質(zhì)樣品溶液的制備 1)液液萃?。悍Q取0.5 g(準(zhǔn)確稱量至0.000 1 g)奶粉于15 mL離心管中，加入一定量的氘代氯霉素(D5-CAP)標(biāo)記物，嚴(yán)格按照1∶5的比例加入水(準(zhǔn)確稱量至0.000 1 g)，混勻，55 ℃下加熱10 min；加入3 g無水硫酸鈉和6 mL乙酸乙酯，劇烈震蕩30 s，渦旋2 min；在4 ℃，以8 000 r/min離心10 min，取上層有機(jī)相，重復(fù)提取1次，合并提取液，45 ℃下氮?dú)獯蹈?，? mL流動(dòng)相復(fù)溶，混勻，過0.22 μm濾膜，上機(jī)測試。

2)固相萃取

HLB萃?。喝?.3.1吹干后樣品，用2 mL 0.1 mol/L乙酸鈉緩沖液(pH 5)復(fù)溶，待凈化。依次用6 mL甲醇，4 mL水，4 mL 10 mmol/L HCl溶液活化HLB小柱，上樣，然后再用4 mL水，2 mLV(水)∶V(甲醇)=95∶5的溶液，2 mLV(水)∶V(甲醇)=50∶50的溶液洗滌，最后用4 mL甲醇洗脫，收集全部洗脫液，40 ℃下氮?dú)獯蹈?，? mL流動(dòng)相復(fù)溶，混勻，過0.22 μm濾膜，上機(jī)測試。

MCX萃取：取1.3.1吹干后樣品，用2 mL流動(dòng)相復(fù)溶，待凈化。依次用3 mL甲醇，3 mL水活化MCX小柱，上樣，再用3 mL水，3 mL甲醇洗滌，用5 mL 5%氨化甲醇洗脫，收集全部洗脫液，40 ℃下氮?dú)獯蹈?，? mL流動(dòng)相復(fù)溶，混勻，過0.22 μm濾膜，上機(jī)測試。

MIP萃?。悍Q取0.5 g(準(zhǔn)確稱量至0.000 1 g)奶粉于15 mL離心管中，加入一定量的氘代氯霉素(D5-CAP)標(biāo)記物，嚴(yán)格按照1∶5的比例加入水(準(zhǔn)確稱量至0.000 1g)，混勻；在4 ℃，以8 000 r/min離心15 min，棄上層脂肪，用乙酸或氨水調(diào)節(jié)pH 7，待凈化；依次用1 mL甲醇，1 mL水活化MIP小柱，上樣1 mL，再用2 mL水、1 mL 0.5%乙酸(含5%乙腈)、2 mL水、1 mL 1%氨水(含20%乙腈)洗滌，抽干；再用3 mL二氯甲烷洗滌，抽干；用V(2 mL甲醇)∶V(乙酸)∶V(水)=89∶1∶10的溶液洗脫，收集全部洗脫液，40 ℃下氮?dú)獯蹈桑? mL流動(dòng)相復(fù)溶，混勻，過0.22 μm濾膜，上機(jī)測試。

1.3.2儀器測試條件 色譜條件：Waters XTerra MS C18色譜柱(100 mm×2.1 mm×3.5 μm)，流動(dòng)相為V(高純水)∶V(乙腈)=70∶30的溶液,等度洗脫，流速0.25 mL/min，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量10 μL。

質(zhì)譜條件：負(fù)離子多反應(yīng)監(jiān)測掃描(MRM)模式，CAP的監(jiān)測離子分別是m/z321.0→152.0(定量離子)，m/z321.0→256.9(定性離子)，D5-CAP的監(jiān)測離子是m/z326.0→157.1(定量離子)。

API5000：去簇電壓(DP)-100.0 V，入口電壓(EP)-10.0 V，碰撞池出口電壓(CXP)-11.0 V，簾氣(CUR)流速18 L/min，霧化氣(GS1)流速70 L/min，輔助氣(GS2)流速80 L/min，電噴霧電壓-4 500 V，離子源溫度500 ℃，碰撞能(CE)-22 eV。

Q-trap5500：去簇電壓-130.0 V，入口電壓-10.0V，碰撞池出口電壓-15.0 V，簾氣流速35 L/min，霧化氣流速55 L/min，輔助氣流速50 L/min，電噴霧電壓-4 500 V，離子源溫度580 ℃，碰撞能-20 eV。

XEVO-TQS：毛細(xì)管電壓-0.5 kV，錐孔電壓-30 V，離子源補(bǔ)償電壓-60 V，離子源溫度500 ℃，干燥氣流速1 000 L/h，錐孔氣流速150 L/h，霧化氣壓力7×105Pa，碰撞氣流速0.18 L/min，碰撞能-24 eV。

Aglient6490：毛細(xì)管電壓-3 000 V，霧化氣溫度200 ℃，霧化氣流速14 L/min，噴霧器壓力3.8×105Pa，鞘氣溫度400 ℃，鞘氣流速12 L/min，碰撞能-14 eV。

2結(jié)果與討論

2.1儀器參數(shù)優(yōu)化

質(zhì)譜參數(shù)設(shè)置直接影響檢測靈敏度、精密度等。4種LC-MS/MS儀器的質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化過程是在具有足夠的靈敏度條件下，圍繞目標(biāo)物的母離子，再經(jīng)過碎裂電壓調(diào)整得到碎片離子，通常選擇豐度最高的碎片離子作為定量離子，豐度較高的其它離子作為定性離子，采用MRM模式進(jìn)行定量檢測。

以Q-trap5500為例，噴霧針到錐孔的距離直接影響被分析目標(biāo)物帶電粒子的數(shù)量，實(shí)驗(yàn)考察了噴霧針與錐孔的距離對總離子流的影響，距離調(diào)節(jié)為2 mm時(shí)，響應(yīng)強(qiáng)度明顯高于4 mm和6 mm，達(dá)到3.58×107，所以實(shí)驗(yàn)選擇2 mm的距離，總離子流圖示于圖1。由CAP結(jié)構(gòu)可以推測，CAP分子在ESI電離源中容易丟失1個(gè)質(zhì)子而帶上負(fù)電荷。采用針泵注射50 ng/g CAP標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行負(fù)離子模式全掃描，確定母離子為m/z321.1，進(jìn)行碎片離子掃描，碎片離子有m/z152、257.1、194.1、175.9等，其中碎片離子m/z152和m/z257.1豐度較高，因此選擇m/z152為定量離子，m/z257.1為定性離子，其二級(jí)質(zhì)譜圖示于圖2。同位素D5-CAP的優(yōu)化與CAP的優(yōu)化方法一致。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化了去簇電壓和碰撞能量，最佳條件分別是-130 V和-24 eV。

圖1 噴霧針與錐孔口不同距離的質(zhì)譜響應(yīng)總離子流圖Fig.1 TIC of the different distance between the spray needle and ions entrance

圖2 氯霉素的二級(jí)質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrum of chloramphenicol

2.2儀器性能參數(shù)的比較

在各儀器測定CAP的最佳條件下，分別對系列濃度的CAP與D5-CAP混合溶液進(jìn)行測定，其中內(nèi)標(biāo)D5-CAP濃度均為1.0 ng/g，比較了4種儀器的關(guān)鍵性能指標(biāo)參數(shù)，包括線性、檢出限、定量限及測量精密度，結(jié)果列于表1。由表1可知，氯霉素濃度在0.2～5.0 ng/g范圍內(nèi)，各儀器的線性良好，相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.999；以3倍信噪比作為檢出限(LOD)，以10倍信噪比作為定量限(LOQ)，4種儀器的檢出限和定量限比較接近，說明在空白溶劑基質(zhì)中，CAP與D5-CAP的離子化效率差異較小，檢測限相差約3倍。比較了不同濃度的CAP在4種儀器上的測量精密度，示于圖3。可以看出，隨著氯霉素濃度的升高，測量精密度變好，在5.0 ng/g時(shí)，4種儀器上測量值RSD在0.4%～0.5%之間，非常接近，但在0.2 ng/g時(shí)，RSD變化范圍為2.1%～9.8%，說明在低濃度下，儀器響應(yīng)重現(xiàn)性之間存在較為顯著的差異；從圖3還可以看出，離子源設(shè)計(jì)相同或者相近的儀器，其在低濃度下離子化效率的穩(wěn)定性較一致。上述儀器性能的差異主要取決于儀器的離子源、質(zhì)量分析器、檢測器等的設(shè)計(jì)與安裝，以及數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)性能等。

表1 4種儀器的線性范圍，檢出限和定量限

圖3 4種儀器的精密度比較(n=5)Fig.3 Comparison of four instruments precision

2.3儀器的CAP與D5-CAP質(zhì)譜響應(yīng)比較

本實(shí)驗(yàn)用流動(dòng)相溶液配制CAP與D5-CAP混合溶液，考察不同濃度CAP與D5-CAP在3種儀器(ABI Q-trap5500除外，其離子源設(shè)計(jì)原理同API5000)上的質(zhì)譜響應(yīng)情況。不同濃度時(shí)，CAP與D5-CAP面積比的變化趨勢示于圖4。結(jié)果表明，3種儀器上，面積比與濃度的變化趨勢基本一致，即隨著濃度的升高，CAP的響應(yīng)從小于D5-CAP的響應(yīng)逐漸變成大于D5-CAP的響應(yīng)，且兩者的響應(yīng)差別逐漸增大。1號(hào)儀器在低濃度(0.2和0.5 ng/g)時(shí)，兩個(gè)化合物的響應(yīng)是完全相同的，隨著濃度的增大，CAP的響應(yīng)越來越大于D5-CAP的響應(yīng)；2號(hào)儀器在低濃度(0.2和0.5 ng/g)時(shí)，CAP的響應(yīng)小于D5-CAP的響應(yīng)，但隨著濃度的增大，CAP的響應(yīng)也越來越大于D5-CAP的響應(yīng)；3號(hào)儀器僅在0.2 ng/g時(shí)，CAP的響應(yīng)小于D5-CAP的響應(yīng)，而在0.5 ng/g時(shí)，CAP的響應(yīng)大于D5-CAP的響應(yīng)，之后變化趨勢同其他儀器。綜上，在低濃度點(diǎn)時(shí)，不同儀器上2種化合物的離子化差異較大，而在高濃度時(shí)，儀器對響應(yīng)的影響較小。有文獻(xiàn)[22-23]報(bào)道在ESI電離過程中，分析物與其同位素稀釋劑和其他基質(zhì)成分都要獲得噴霧液滴表面的電荷而帶電進(jìn)入質(zhì)譜檢測，在獲得電荷過程中分析物之間有競爭關(guān)系，儀器離子源的設(shè)計(jì)差異會(huì)引起目標(biāo)物離子化過程的不同。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能是在低濃度時(shí)，溶劑干擾較大，不同離子源去溶劑能力的差異使CAP與D5-CAP獲得足夠的電荷能力差別較大，因此受儀器的影響較大；隨著濃度提高，離子化競爭過程中的差異能夠表現(xiàn)出來，而由儀器不同引起的差異則表現(xiàn)不明顯。

注：質(zhì)譜響應(yīng)為CAP與D5-CAP的峰面積比，n=5圖4 CAP與D5-CAP在3種儀器上的質(zhì)譜響應(yīng)趨勢圖Fig.4 Mass response trend graph of CAP and D5-CAP in three instruments

2.4儀器對不同前處理基質(zhì)溶液的基質(zhì)效應(yīng)影響

比較了4種前處理技術(shù)得到的樣品在不同儀器上的基質(zhì)效應(yīng)指數(shù)ME，計(jì)算公式示于式(1)，測試結(jié)果列于表2。

(1)

式中，A為基質(zhì)添加測試得到的峰面積；B為標(biāo)準(zhǔn)溶液測試得到的峰面積；ME%為基質(zhì)效應(yīng)指數(shù)。

由表2可知：MIP和MCX固相萃取柱凈化的溶液基質(zhì)效應(yīng)非常顯著，尤其在3號(hào)儀器上，經(jīng)MIP柱凈化的溶液基質(zhì)，離子增強(qiáng)效應(yīng)達(dá)到60.3%；在2號(hào)儀器上，MCX柱凈化樣品的離子增強(qiáng)效應(yīng)也達(dá)到31.8%；而在1號(hào)儀器上，除了MCX柱凈化的溶液基質(zhì)效應(yīng)較顯著，達(dá)到18.3%外，其他3種溶液的基質(zhì)效應(yīng)均較低。這說明對于選擇性更強(qiáng)的樣品凈化方法，在離子源離子化過程中更易受到內(nèi)源性物質(zhì)的干擾。原因可能是，選擇性強(qiáng)的凈化方法可去除基質(zhì)中大量的成分，但是，殘留物可能是與CAP和D5-CAP結(jié)構(gòu)性質(zhì)最為接近的，因而對它們離子化過程的影響也最為顯著，分析工作者在選擇前處理方法以及質(zhì)譜測定時(shí)應(yīng)予以重視。從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，1號(hào)儀器較適合分析經(jīng)選擇性凈化方式處理的樣品。HLB凈化后的樣品表現(xiàn)出較低的基質(zhì)效應(yīng)，尤其是在2號(hào)和3號(hào)儀器上，可能的原因是氯霉素本身的極性相對較強(qiáng)，HLB凈化可以去除大量與氯霉素性質(zhì)相近的干擾物質(zhì)，所以這種方法處理的樣品溶液的基質(zhì)效應(yīng)較小，2號(hào)和3號(hào)儀器更適合分析這種樣品。LLE提取后的樣品不經(jīng)過凈化直接進(jìn)樣，其中殘留的內(nèi)源性成分最多，但是除了在2號(hào)儀器上基質(zhì)效應(yīng)稍大外，1號(hào)和3號(hào)儀器產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)均較小，可能是由于盡管LLE萃取液中基質(zhì)成分復(fù)雜，但是在離子化過程中可能起到“拉平效應(yīng)”(促進(jìn)和抑制目標(biāo)物離子化的化合物同時(shí)存在)，最終的ME值并非最大。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果也說明，在同位素稀釋質(zhì)譜分析中，并非樣品凈化越徹底結(jié)果就越準(zhǔn)確。

表2 HLB，MCX，MIP和LLE萃取的基質(zhì)效應(yīng)(n=5)

2.5儀器的同位素稀釋質(zhì)譜法基質(zhì)效應(yīng)量化研究

在同位素稀釋質(zhì)譜檢測奶粉中氯霉素和氘代氯霉素的基質(zhì)效應(yīng)中，通過檢測氯霉素在校準(zhǔn)溶液和基質(zhì)溶液中的響應(yīng)曲線斜率(K)值的比值MEα來表示氯霉素的基質(zhì)效應(yīng)，同時(shí)用MEβ表示同位素內(nèi)標(biāo)試劑氘代氯霉素的基質(zhì)效應(yīng)，示于式(2)和式(3)。這種評價(jià)方式能夠反映樣品基質(zhì)對氯霉素和內(nèi)標(biāo)在質(zhì)譜中響應(yīng)的趨勢并予以量化，ME大于1說明基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，小于1是基質(zhì)抑制效應(yīng)。校正因子θ評價(jià)被測物與其同位素稀釋劑的基質(zhì)效應(yīng)差異，示于式(4)。θ大于1，說明被測物的響應(yīng)大于同位素稀釋劑的響應(yīng)，此時(shí)采用IDMS方法定量，基質(zhì)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果偏高；θ小于1，說明被測物的響應(yīng)小于同位素稀釋劑的響應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果偏低。

MEα=Kcap-s/Kcap-DI

(2)

式中，Kcap-Ds和Kcap-DI分別是基質(zhì)和空白溶劑中添加氯霉素響應(yīng)曲線的斜率。

MEβ=KD5-Dcap-Ds/KD5-Dcap-DI

(3)

式中，KD5-Dcap-Ds和KD5-Dcap-DI分別是基質(zhì)和空白溶劑中添加D5-氯霉素響應(yīng)曲線的斜率。

θ=MEα/MEβ

(4)

在本實(shí)驗(yàn)中，空白樣品通過LLE、MCX、HLB、MIP萃取后，采用30%乙腈水溶液溶解樣品，并在復(fù)溶后的基質(zhì)中分別添加氯霉素和D5-氯霉素，濃度分別為0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/g。用30%乙腈水為溶劑配制校正溶液，氯霉素和D5-氯霉素濃度分別為0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/g。在流動(dòng)相為30%乙腈水的條件下，分別用3種儀器進(jìn)行測試分析，結(jié)果列于表3。

在本實(shí)驗(yàn)中，采用1號(hào)儀器測試4種前處理方法得到的氯霉素和D5-氯霉素的基質(zhì)效應(yīng)，表現(xiàn)出相同的抑制或增強(qiáng)趨勢，θ值非常接近，分別為0.96、0.99、0.96、0.98，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%。采用2號(hào)和3號(hào)儀器測定4種樣品溶液，這2種儀器對4種基質(zhì)樣品溶液產(chǎn)生的基質(zhì)抑制效應(yīng)趨勢是一致的,即對LLE的樣品溶液均表現(xiàn)出較強(qiáng)的基質(zhì)抑制效應(yīng)，且氯霉素和D5-氯霉素的基質(zhì)抑制率差異很大，θ值分別為0.86和0.94，會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果偏低約14%和6%。而對MIP的樣品溶液均表現(xiàn)出較強(qiáng)的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，氯霉素和D5-氯霉素的基質(zhì)增強(qiáng)率差異較大，θ值分別為1.14和1.05，會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果偏高約14%和5%。MCX的樣品溶液在這2種儀器上均產(chǎn)生基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，且增強(qiáng)率差異很小，θ值分別為1.00，1.01，接近于1，此條件下的測量結(jié)果較準(zhǔn)確。HLB的樣品溶液在這2種儀器上產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)為抑制效應(yīng)，抑制率的差異較小，θ值分別為0.98和0.97。綜上，由于儀器離子源設(shè)計(jì)的差異，導(dǎo)致離子化的效率以及受基質(zhì)干擾的程度不同。從這3種儀器對4種樣品處理方法得到的樣品溶液所產(chǎn)生差異較大的基質(zhì)效應(yīng)可以看出，不同的離子源在離子化過程中，基質(zhì)中的中性、離子型干擾物對目標(biāo)物的離子化具有不同程度的影響。文獻(xiàn)[20]研究了不同質(zhì)譜離子化模式和檢測器的基質(zhì)效應(yīng)，指出液相和離子源設(shè)計(jì)可能在基質(zhì)效應(yīng)中起到重要的作用。

表3 離子源對不同樣品前處理基質(zhì)中氯霉素和D5-氯霉素基質(zhì)效應(yīng)的影響

注：SDa代表相同樣品處理?xiàng)l件下，3種儀器θ值之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差；SDb代表相同儀器條件下，4種樣品處理方法θ值之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差

3結(jié)論

近年來，同位素稀釋質(zhì)譜法被普遍用于復(fù)雜樣品基質(zhì)的測定，以消除或減少基質(zhì)效應(yīng)的影響。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，被測物與其同位素稀釋劑的響應(yīng)并不完全相同，基質(zhì)效應(yīng)對二者的影響也不相同，尤其是復(fù)雜基質(zhì)樣品中的目標(biāo)物在不同品牌儀器上離子化時(shí)，所產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)差異較大，甚至出現(xiàn)了相反的基質(zhì)效應(yīng)?；|(zhì)效應(yīng)與前處理技術(shù)及分析物濃度密切相關(guān)，有的表現(xiàn)為抑制，有的表現(xiàn)為增強(qiáng)。在低濃度時(shí)，不同儀器上目標(biāo)物的離子化差異較大，儀器對目標(biāo)物的響應(yīng)影響較大；而在高濃度時(shí)，儀器對響應(yīng)的影響較小。1號(hào)儀器較適合分析經(jīng)選擇性凈化方式處理的樣品；就對氯霉素的分析而言，HLB固相萃取柱可以去除一些極性的干擾物質(zhì)，氯霉素本身的極性相對較強(qiáng)，HLB凈化可以去除大量與氯霉素性質(zhì)相近的干擾物質(zhì)，2號(hào)和3號(hào)儀器更適合分析這種樣品。在對CAP與D5-CAP的基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行量化比較研究后發(fā)現(xiàn)，CAP與D5-CAP在1號(hào)儀器上的離子源中離子化過程相對穩(wěn)定，受不同方法得到的基質(zhì)干擾一致，在4種基質(zhì)溶液中校正因子θ值的標(biāo)準(zhǔn)偏差僅為1.6%。而2、3號(hào)儀器離子源的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致氯霉素與D5-氯霉素的離子化過程受到樣品前處理方法的影響較大，尤其是在3號(hào)儀器上，氯霉素與D5-氯霉素在這4種基質(zhì)溶液中校準(zhǔn)因子θ值的標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到11.5%。綜上，在采用同位素稀釋質(zhì)譜法檢測時(shí)，儀器對測量結(jié)果所產(chǎn)生的影響不容忽視，在進(jìn)行優(yōu)化方法時(shí)需要充分考察。為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以采用不同儀器進(jìn)行方法驗(yàn)證，并對基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行合理的評估和計(jì)算。

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InstrumentInfluencesontheMeasurementResultsofIsotopeDilutionMassSpectrometry

LI Xiu-qin, YANG Zong, ZHANG Qing-he

(DivisionofMetrologyinChemical,NationalInstituteofMetrology,Beijing100013,China)

High performance liquid chromatography-tandem triple quadrupole mass spectrometry(LC-MS/MS) instrument influences on the measurement results of isotope dilution mass spectrometry method were studied with the measurement of chloramphenicol in milk powder. The basic parameters of API5000, Q-trap5500, Agilent6490, Waters XEVO TQS were investigated e.g. linearity, sensitivity and precision. The results showed that the linearity and sensitivity of the four instruments were good and similar each other, but the precision was quite different with the relative standard deviations of 1.0%—9.8% at the concentration range of 0.2—1.0 ng/g. The affection of instruments was obviously observed in the level of lower concentration. Matrix effect of different instruments during the measurements process was studied. The response of the analyte and its isotope diluent were different in all of mass spectrometers. And the disparity increased with the growing of the concentration of analyte. The use of different apparatus might cause different and even opposite matrix effects such as matrix inhibition and enhancement. And the differences of the effects could be significant. Therefore, the instruments may be play a very important role during the detection programs using LC-MS/MS. The impact of the LC-MS/MS instrument on the measurement results should be given full consideration in the application of isotope dilution mass spectrometry.

high performance liquid chromatography-tandem triple quadrupole mass spectrometry(LC-MS/MS)；isotope dilution mass spectrometry；matrix effect；chloramphenicol

O 657.63

A

1004-2997(2013)06-0338-09

10.7538/zpxb.youxian.2013.34.0002

2013-02-04；

2013-05-06

國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)項(xiàng)目(2008FY130200)；國家青年科學(xué)基金項(xiàng)目(21105093)資助

李秀琴(1979～)，女，山西人，博士，從事食品安全計(jì)量研究。E-mail: lixq@nim.ac.cn

張慶合(1968～)，男，河南人，研究員，從事食品安全計(jì)量研究。E-mail: zhangqh@nim.ac.cn

時(shí)間：2013-09-16；

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2979.TH.20130916.1537.002.html