液质联用技术在药物分析中的应用研究进展

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液质联用技术在药物分析中的应用研究进展

摘要：液相色谱-质谱联用技术以其高分离能力，高灵敏度和专属性强的优势，在药物成分的鉴定分析、药物代谢研究、中成药和保健品中非法添加化学药物成分的鉴定分析以及药物残留分析等方面得到广泛的应用。本文简要综述了近年来液质联用技术在药物分析中的应用，阐述了LC-MS技术在药物筛选，药物成分鉴定研究，药物代谢分析以及残留药物分析方面的研究进展，并对其发展趋势进行了展望。

关键词：液质联用；药物分析；应用；进展

Recent Development in the Application of LC-MS in

Pharmaceutical Analysis

Chuanyang Su

Abstract:Liquid chromatography-mass spectrometry is regarded as an important technology for many advantages such as high separating efficiency, good sensitivity and strong specifity. So it is widely used in analysis of drugs and metabolites, chemical medicine mixed illegally in Chinese medicine and drug residue. This paper briefly reviewed its application in pharmaceutical analysis, the application and development as drug screening, analysis of drugs and metabolites, drug residues were mainly introduced. Finally, the development trend of LC-MS is proposed. Key words: LC-MS；pharmaceutical analysis ; application; development 前言

液相-质谱联用技术(LC-MS)是20世纪90年代发展起来的一门综合分析技术, LC的高分离效能与MS的高灵敏度,高选择性使之成为当代最重要的分离和鉴定分

析方法之一。该技术自20 世纪70 年代进行开创研究以来，经历了长期的实践和研究过程，直到90 年代大气压电离技术成熟后，各种商品化仪器相继问世，LC-MS 技术才得以迅速发展，成为科研和日常分析的有力工具。

液相-质谱联用技术与气相色谱-质谱联用技术( GC-MS)相比,气相色谱-质谱联用技术发展较早,技术较为成熟,但GC样品要求有一定的蒸汽压,实际应用中,只有少部分样品可以不经过预先处理可达到GC的分离要求,多数情况下需要做预处理或衍生化使之成为易汽化的样品才能进行GC-MS分析;而液相色谱不受上述限制,可分离高极性的和热不稳定的化合物,这使得液相-质谱联用技术具有更广阔的应用前景[1]。

1 LC-MS分析原理

LC-MS仪主要由高效液相色谱，接口装置(LC与MS之间的连接装置，同时也是电离源)，质谱仪组成。

混合样品通过液相色谱系统进样，由色谱柱分离，从色谱仪流出的被分离组分依次通过接口进入质谱仪的离子源处并被离子化，然后离子被聚焦于质量分析器中，根据质荷比而分离，分离后的离子信号被转变为电信号，传递至计算机数据处理系统，根据质谱峰的强度和位置对样品的成分和结构进行分析。

LC-MS是通过一个“接口”来实现的，所用接口合适与否，不仅会影响质谱仪的灵敏度，而且影响质谱仪所能提供的结构信息和应用范围。在接口研制方面，前后发展了有20多种[2]，其中主要有直接导入界面、传送带界面、渗透膜界面、热喷雾界面和离子束界面，但这些技术都有不同方面的限制和缺陷，直到大气压电离技术(API)成熟后，液-质才得以飞速发展。大气压电离技术包括电喷雾电离和大气压化学电离(APCI)。作为LC-MS联用仪的质量分析器，最常用的是四极杆分析器，离子阱分析器和飞行时间分析器。

四极杆分析器由4根棒状电极组成[3]，当样品量很少，而且样品中特征离子已知时，可以采用离子监测，这种扫描方式灵敏度高，通过选择适当的离子使干扰组分不被采集，可以消除组分间的干扰。

飞行时间质量分析器的特点是质量范围宽，扫描速度快，既不需电场也不需磁场。但是，长时间以来一直存在分辨率低这一缺点，主要原因在于离子进入漂移管前的时间分散、空间分散和能量分散。目前，通过采取激光脉冲电离方式，离子延迟引出技术和离子反射技术，可以在很大程度上克服上述3个原因造成的分辨率下降，这种分析器已广泛应用于液相色谱-质谱联用仪中。

离子阱质量分析器的特点是结构小巧，质量轻，灵敏度高，而且还有多级质谱功能，其与四极杆分析器类似，离子在离子阱内的运动遵守所谓马蒂厄微分方程，也有类似四极杆分析器的稳定图。在稳定区内的离子，轨道振幅保持一定大小，可以长时间留在阱内，不稳定区的离子振幅很快增长，撞击到电极而消失。

2 LC-MS仪的组成及其分析条件的选择

LC-MS联用仪的组成

HPLC部分：高压输液系统、进样系统、色谱柱、检测系统、记录仪。

MS部分：供电系统、进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器。

接口装置：（也是电离源）。

LC-MS分析条件的选择和优化

ESI适合于中等极性到强极性的化合物分子，特别是那些在溶液中能预先形成离子的化合物和可以获得多个质子的大分子(如蛋白质)APCI不适合可带多个电荷的大分子，其优势在于弱极性或中等极性的小分子的分析。

选择的一般原则为:正离子模式适合于碱性样品，可用乙酸或甲酸对样品加以酸化。样品中含有仲氨或叔氨时可优先考虑使用正离子模式。负离子模式适合于酸性样品，可用氨水或三乙胺对样品进行碱化。样品中含有较多的强伏电性基团，如含氯，含溴和多个羟基时可尝试使用负离子模式。

流动相的选择

常用的流动相为甲醇，乙腈，水和它们不同比例的混合物以及一些易挥发盐的缓冲液，如甲酸铵，乙酸铵等，还可以加入易挥发酸碱如甲酸，乙酸和氨水等调节pH值。

LC/MS接口避免进入不挥发的缓冲液，避免含磷和氯的缓冲液，含钠和钾的成分必须送样前一定要摸好LC条件，能够基本分离，缓冲体系符合MS要求。

流量和色谱柱的选择

不加热ESI的最佳流速[4]是150ul/min，应用4。6 mm内径LC柱时要求柱后分流，目前大多采用mm内径的微柱，TIS源最高允许lml/min，建议200~400ul/minAPCI的最佳流速～lml/min，常规的直径柱最合适。为了提高分析效率，常采用< 100 mm的短柱(此时UV图上并不能获得完全分离，由于质谱定量分析时使用MRM的功能，所以不要求各组分没有完全分离)。这对于大批量定量分析可以节省大量的时间。

辅助气体流量和温度的选择