電噴霧離子遷移譜及其聯(lián)用技術在天然產物中的應用研究.pdf

1、大氣壓下離子遷移譜是一種基于氣態(tài)離子在電場中因與中性氣體分子碰撞而具有不同速率的快速分析方法。盡管早期的應用主要集中在軍事及傳充的安全領域，如爆炸物檢測、毒品檢測等。與液相色譜及質譜聯(lián)用后，離子遷移譜的應用范圍大為拓展。然而，離子遷移譜與液相色譜聯(lián)用時噪音大，采樣率低，與梯度洗脫不兼容。大氣壓下離子遷移譜質譜法的靈敏度低，而低壓下的離子遷移譜通常分辨率有限。本文將多噴嘴納流電噴霧陣列離子源應用于離子遷移譜并作為其與液相色譜的接口以提高H

2、PLC-IMS聯(lián)用的性能，并采用阿德瑪變換提高離子遷移譜的占空比，進而提高其靈敏度。在成功實現(xiàn)色譜-離子遷移譜聯(lián)用的基礎上，將此類方法應用于花色苷類化合物的鑒定、天然產物的分離和結構鑒定等。本文還提出一種將離子門控制信號反轉，從而將離子遷移譜-質譜聯(lián)用分析時的離子損失降低到1％以下。主要完成內容如下:
　　1、采用多噴嘴電噴霧陣列作為離子遷移譜儀(IMS)的離子源，在大氣壓條件下測試了不同溶劑組成、不同流速及不同噴霧電壓等條件下離

3、子遷移譜的響應值及相應的信噪比。實驗結果表明，在優(yōu)化的條件下，多噴嘴電噴霧陣列可有效的提高ESI對溶液中水含量的容忍度，降低離子化噪音。與此同時，多噴嘴電噴霧陣列增大了對ESI的流速。在相同的條件下，12噴嘴的電噴霧陣列離子源可提高離子化效率平均達3.76倍。在此基礎上，測試了液相色譜-離子遷移譜分析PDE5類化合物的性能，利用12噴嘴的電噴霧陣列離子源作為液相色譜和離子遷移譜的接口，分析了幾種保鍵食品中西地那非、他達那非和伐地那非的含

4、量。研究結果表明:多噴嘴電噴霧陣列離子源可有效的提高離子化效率，提高液相色譜-離子遷移譜分析的靈敏度。
　　2、阿德瑪變換離子遷移譜(Hadamard Transformion mobility spectrometry，HT-IMS)可以將離子遷移譜的占空比提高到50％，因而使得離子遷移譜的靈敏度得以大幅提高。通過與飛行時間質譜聯(lián)用，在獲取離子的遷移時間的同時，還可以得到離子的質荷比，從而可對離子進行結構鑒定。碰撞誘導裂解(Co

5、llision Induced Dissociation，CID)可以得到離子的碎片信息，從而可以對化合物進行二級質譜分析。本章利用直接進樣離子遷移譜-質譜聯(lián)用法分析藍莓、樹莓、黑莓、草莓和石榴中的花色苷類化合物，從中鑒定出33種不同的花色苷。另外，花色苷異構體具有相同分子量但結構不同，具有不同的CCS值，從而可以在離子遷移時間上進行分離。電噴霧離子遷移譜-飛行時間質譜聯(lián)用分析花色苷類化合物的速度非?？欤瑪?shù)據采集的時間不到60 s，分析

6、的通量比液相色譜-質譜聯(lián)用分析法可以提高幾十倍。本實驗的研究結果為花色苷的結構鑒定及快速分析提供了一個快速而準確的方法。
　　3、構建了一種基于高效液相色譜-阿德馬變換遷移管離子遷移譜-飛行時間質譜聯(lián)用的多維分析技術，并用于天然產物中主要化學成分的分析。以辣椒提取物為例，液相色譜流出物經分流后利用電噴霧引入大氣壓下的離子遷移管進行分離，其分辨能力達到105以上。經離子遷移譜分離后的離子引入飛行時間質譜儀獲取其質譜圖，與傳統(tǒng)的脈沖工

7、作模式相比，通過阿德馬變換，離子遷移譜的工作占空比提高到50％，離子的利用率提高了將近200倍，信噪比提高了10倍以上。液相色譜-離子遷移譜-飛行時間質譜聯(lián)用技術提供了三維分析能力，與液相色譜-質譜法相比而言，分析容量提高了上百倍，但分析時間并沒有顯著增加。
　　4、大氣壓下的離子遷移譜-質譜聯(lián)用儀(Ambient pressure drift tube ion mobility massspectrometry，AP-DT-IM

8、MS)與其它離子遷移譜分析方法相比具有較高的分辨率，然而，其靈敏度受到脈沖工作模式占空比很低的影響而受到很大限制，離子利用率通常低于1％。另一個局限性是由于受到離子門的損耗效應的影響，在控制離子門打開而引入一束離子進入遷移管進行分離時，不同遷移率的離子具有不同的通過率，從而對不同的離子具有歧視效應。本文提出的一種反向離子遷移譜-質譜聯(lián)用方法，將離子通過率從小于1％提高至大于99％，靈敏度至少提高100倍以上。另一個優(yōu)點是反向離子遷移譜-