(1)低分辨质谱法

随着LC-MS技术的出现及不断发展，其已成为目前残留分析领域必不可少的检测工具。此技术将液相色谱的有效分离和质谱的准确定性定量检测相结合，大大提高检测的灵敏度和准确性，并且降低了假阳性结果产生的可能。根据离子化方式的不同，其可以分为电喷雾离子源(ESI)，大气压化学离子化(APCI)。其中以ESI源应用最为广泛，如图22-4所示，ESI源属于温和的软电离方式，主要通过电喷雾形成离子，即液滴表面电荷达到瑞利极限时发生库仑爆炸，从而使化合物发生离子化而带电。此外，根据质量分析器的不同又可分为四极杆质谱(MS)，串联四极杆质谱(MS/MS)，离子肼质谱(IT-MS)等。在兽药检测领域中以LC-MSMS的应用最为广泛，由于软电离是极为温和的离子化方式，因此大多数化合物往往以准分子离子峰形式出现。对于LC-MS/MS，其具有两个串联的四极杆，以及一个碰撞池，碰撞池可使准分子离子峰进一步碎裂，形成多个碎片离子，通过四极杆的筛选，可最大程度的减弱了干扰离子的影响，降低背景和噪声的干扰，从而提高了方法的灵敏度。Huo等采用LC-MS/MS同时对牛奶中的38种抗生素类药物进行了测定，检测方法采用选择离子监控模式，方法灵敏度低至0.01μg/kg。Tang等对牛奶中23种兽药进行了测定，方法通过LC-MS/MS在选择离子监控模式下对样品进行检测，每个目标化合物对应两对监控离子，保证了检测方法的选择性和特异性，方法的定量限均低于5ng/mL。Xia等提出了一种测定猪肉、猪肝和猪肾脏中23种兽药及其代谢物的多残留检测方法，这些兽药及其代谢物属于硝基咪唑、苯并咪唑和氯霉素三类。依次用乙酸乙酯和碱性乙酸乙酯萃取后，用正已烷脱脂，然后用Oasis MCX固相萃取柱进一步纯化。采用超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法进行快速测定。同时用正极和负极方式进行数据采集。猪肉、猪肝和猪肾脏样品中，经过基质匹配校准后的回收率在50.6%～108.1%。该方法的定量限为3～100ng/kg。

图22-4 ESI源原理图

(2)高分辨质谱法

与低分辨质谱相区别，高分辨质谱是指能够提供高质量分辨率>10000半峰宽(FWHM)，高质量准确度<5ppm和高扫描速率的质谱检测技术。常见的高分辨质谱包括傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR)，傅里叶变换静电场轨道阱质谱(Orbitrap)，飞行时间质谱(TOF-MS)，四极杆-飞行时间质谱(Q-TOF-MS)等。飞行时间质谱早在1948年由Stephan等开发，并不断发展成为目前较为常用的高分辨检测技术。其主要原理是通过不同质荷比的离子在飞行管中飞行时间的不同来对目标化合物加以区分的。如图22-5所示，目标化合物在离子源中电离后，经过传输进入飞行管，在脉冲电场的作用下对离子施加相同的电势能，并转化为离子的动能，从而使得离子在飞行管中飞行。由于施加电势能相同，因此离子的质荷比与其在飞行管中的飞行时间的平方成正比关系。通过计算飞行时间最终可确定离子的质荷比。此外，飞行时间质谱也可与四极杆等组件进行串联，从而起到对目标离子进行过滤和筛选的目的，并可进一步通过碰撞碎裂获得相应的碎片离子信息。此外，1999年Makarov首先报道了一种基于静电场轨道阱技术的高分辨质量检测器。2000年由ThermoFisher公司推出了商业化的Orbitrap高分辨质谱仪，其主要由一个纺锤状中心电极和一个筒状外电极构成，通过两个轴电极上附加的直流电压来产生一个以中心电极为轴心的非线性对数电场，保证离子沿轴线运动。通过测量离子旋转振荡产生的镜像电流，由傅里叶转换器转化成离子的频率从而计算出离子的质荷比。

图22-5四极杆-飞行时间质谱仪器结构图

由于高分辨质谱具有同时筛查大量目标化合物的能力，并且在全扫描模式下无需考虑目标化合物的数量。因此被广泛应用于农兽药多残留筛查与检测中。目前，在兽药残留领域LC-Orbitrap，LC-TOF/MS，LC-Q-TOF/MS等技术的应用最为广泛。对于高分质谱，其应用于多残留筛查主要有以下几种方式，一种方式是基于精确质量数，色谱保留时间和同位素分布等条件对目标化合物进行定性测定。Van der Heeft等采用LC-TOF-MS和LC-Orbitrap对激素类药物的检测进行了评估，结果发现在LC-Orbitrap在60000 FWHM的高分辨模式下能够在低浓度下检出全部14种激素类药物，但对于LC-Orbitrap低分辨模式与LC-TOF/MS在较强的干扰离子的影响下，未能将所有目标化合物检出。Hurtaud-Pessel等采用LC-Orbitrap对肉类组织中的抗生素类兽药残留进行了测定，在MS全扫描模式进行数据采集，通过精确质量数和保留时间对添加样品中的目标化合物进行定性，并可进一步对非目标化合物进行侦测。Wang等采用LC-Q-TOF/MS对牛奶和蜂蜜中多类兽药残留进行了检测，采用MS全扫描模式对数据进行采集，通过精确质量测定和同位素分布对目标化合物进行定性，方法检出限低至1μg/kg。另一种方式是采用源内碎裂离子作为辅助定性的依据。Hermo等采用LC-TOF/MS，LC-MS和LC-MSMS三种仪器对猪肝中8种喹诺酮类兽药残留测定进行了评价，LC-TOF/MS采用源内碎裂离子对目标化合物进行定性，通过碎裂电压的优化使8种喹诺酮类兽药均获得了满意的源内碎裂离子，并且其质量偏差在0～5ppm之间，方法定量限为0.5～2ug/kg，与其他两种检测技术相比，LC-TOF/MS在定性确证方面具有明显的优势。第三种思路是通过使用四极杆或线性离子肼的过滤和筛选功能，由碰撞池产生目标化合物的全扫描碎片离子信息，用于最终的定性确认。全扫描碎片离子信息的使用使得化合物获得更多的定性信息和结构信息，从而使化合物确证更加准确可靠。Abdallah等采用Orbitrap对动物组织中22种磺胺类药物进行了测定，目标化合物采用保留时间和精确质量偏差对目标化合物进行筛查，多级精确质量质谱用于最终确证，方法检出限在3～26μg/kg。Geis-Asteggiante等采用LC-Q-TOF/MS对食品中62种兽药残留进行了评估和测定，目标通过碎裂后获得了更多的定性和结构信息，从而有效的降低了假阳性和假阴性结果产生的可能性。Turmipseed等建立了青蛙腿和其他水产中8种兽药残留LCQ-TOF/MS筛查方法，分别采用MS数据和MS/MS数据对目标化合物进行定性识别，并应以建立的检测方法在进口水产样品中发现多种兽药残留。

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