
暨南大学胡斌团队联合江西妇幼杨必成团队在 Analytical chemistry发表封面文章《Portable Miniature Mass Spectrometry for Enhanced On-SiteDetection of Analytes in Complex Samples by Integrating SolidPhase Microextraction and Nano-Electrospray Ionization》。文章创新地将固相微萃取(SPME)、纳升电喷雾电离源(nESI)与便携式质谱(mMS)结合,设计了SPME-nESI-mMS工具,可用于现场对各种复杂样品进行分析,其应用范围包括但不限于食品安全、环境监测、法医调查和生物分析等。
研究背景与目的
Research Background and Purpose
分析化学中,现场、快速、可靠地检测微量化合物(如污染物、有毒物质、滥用药物和非法添加剂)越来越重要。与实验室相比,现场分析可以对有害物质的释放、扩散进行预警和监测,促进公共安全和健康,节省时间和资源,避免样品运输、预处理和制备过程中的样品丢失、变化和污染。
当前,各种分析工具,如手持光谱仪、传感器和便携式气质联用仪等设备已被用于现场分析。目前已经开发出针对非挥发性化合物的便携式质谱,可通过直接取样/电离技术对复杂的非挥发性样品进行现场分析。尽管其具备高便携性、高灵敏度和高特异性,但由于基质效应,nESI与mMS联用对于真实复杂样品中的微量分析物检测具有挑战。
本研究旨在开发一种基于mMS的方法,通过集成SPME和nESI试剂盒,实现对复杂样品中分析物的高灵敏度现场检测。SPME-nESI-mMS是一种很有前途的工具,可用于现场对各种复杂样品进行分析,其应用范围包括但不限于食品安全、环境监测、法医调查和生物分析。

图1. SPME-nESI-mMS示意图

图2. SPME-nESI-mMS实物图 a) SPME探针 b) 将SPME探针插入nESI进样器 c) SPME-nESI组件进样小质谱
研究方法
Research Method
SPME萃取头用于从复杂液体样品和生物体中现场萃取分析物。
萃取后的SPME萃取头被插入nESI进样器中进行质谱分析。
通过组装成套件的形式简化了操作过程,提高了检测效率。
SPME-nESI-mMS系统
SPME萃取头:涂层为C18,厚度为45μm,长度为15mm,用于萃取分析物。
nESI毛细管:来自PURSPEC Technologies Inc.,用于进样。
试剂盒:由SPME萃取头和nESI毛细管组成,将SPME-nESI与便携式质谱联合使用。
便携式质谱:来自PURSPEC Technologies Inc.,用于质谱分析。
实验过程
Experimental Procedure
用SPME-nESI-mMS技术做了以下实验:
a.果汁中乐果的检测
b.牛奶中环丙沙星的检测
c.凉茶中的氯氮卓的检测
d.废水中的咖啡因的检测
e.唾液中的安非他明的检测
f.蜂蜜中的甲硝唑的检测
g.茶叶中的吡虫啉的检测
h.海水中辣椒素的检测
i.海水中的食用油的检测
j.新鲜蔬菜毒死蜱检测的检测
k.活鱼体内孔雀石绿(MG)和隐色孔雀石绿(LMG)、
并绘制了活鱼体内MG和LMG的代谢动力学趋势图
实验结果
Experimental Results
图 3. 用于复杂样品的SPME-nESI-mMS现场分析:(a)牛奶中添加环丙沙星, (b)凉茶中氯氮卓, (c)人唾液安非他明, (d)废水中咖啡因。
图4. SPME-nESI-mMS用于生物样本现场分析:(a)检测海水中辣椒素,(b)海水中的食用油检测,(c)在新鲜蔬菜中进行毒死蜱的体内检测,(d)活鱼体内孔雀石绿的检测(MG), (e)活鱼体内隐色孔雀石绿的检测(LMG), (f)活鱼MG和LMG的代谢动力学;(n = 6)
图5. 现场取样和分析实景图
结论
Conclusions
本研究通过集成固相微萃取(SPME)和纳升电喷雾电离源(nESI)试剂盒,联合便携式质谱,实现了对复杂样品和生物体中分析物的高灵敏度现场检测。实验结果表明,该方法具有快速、高灵敏度和高特异性的优点,适用于食品安全、环境监测等领域的快速筛查。另外在生物体样本分析方面,该方法展现出独特的优势,为活体监测提供了有力的工具。
清谱科技是一家专注于现场质谱化学分析和脂质组学产品开发、生产和制造的高科技公司。公司开发的便携式质谱分析系统为开发现场化学检测应用提供了实时准确和简单易用的分析解决方案。目前公司已经在公共安全、生物制药、医疗诊断、食品安全等领域为不同客户提供众多的现场即时检测应用方案。
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