雖然液相質(zhì)譜價(jià)格比較昂貴，但隨著工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多實(shí)驗(yàn)室把液相質(zhì)譜應(yīng)用到藥物分析當(dāng)中，形成有效的質(zhì)量監(jiān)控體系。液相質(zhì)譜可以應(yīng)用于藥物代謝學(xué)、藥物殘留檢測(cè)、基因毒性、藥物代謝動(dòng)力學(xué)等的研究。隨著儀器及其配套智能化軟件的不斷改進(jìn)，建立一種生物樣品中藥物、代謝物或其他物質(zhì)的測(cè)定方法逐漸變得簡(jiǎn)便起來(lái)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，藥物分析方法學(xué)研究仍然面臨許多挑戰(zhàn)，例如：待測(cè)物什么情況下需要采用衍生化，并且如何選擇合適的衍生化試劑；如何有效地對(duì)體內(nèi)多組分樣品進(jìn)行同時(shí)測(cè)定；如何正確地認(rèn)識(shí)并且科學(xué)地評(píng)價(jià)基質(zhì)效應(yīng)和殘留效應(yīng)；如何正確處理高通量分析和專屬性之間的關(guān)系等。

       如何有效地使用液相質(zhì)譜成為藥物分析的一個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題。本文基于前期的研究，總結(jié)出一些關(guān)鍵步驟以及應(yīng)用解決方案。

       步驟1，首先，根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)，判斷其是否適用于液相質(zhì)譜的檢測(cè)。

       這是最重要的一個(gè)步驟，并不是所有的化合物都能夠在液相質(zhì)譜顯示非常好的響應(yīng)值，這與化合物的結(jié)構(gòu)存在相關(guān)性。能夠被液相質(zhì)譜測(cè)定的物質(zhì)，大部分是能夠在液相質(zhì)譜內(nèi)電離成正負(fù)離子或者形成加合離子，例如氫離子加合、鉀離子加合、銨根離子加合等等。以噁唑菌酮為例，即使其結(jié)構(gòu)存在N原子、O原子，但其在液相質(zhì)譜響應(yīng)值并不高，需要加入乙酸銨進(jìn)行銨根離子加合才能提高其響應(yīng)值。那么，什么樣的結(jié)構(gòu)才更適合在液相質(zhì)譜測(cè)定？筆者總結(jié)出各種不同結(jié)構(gòu)類型的化學(xué)物質(zhì)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)提出不同的處理方式，提高其在液相質(zhì)譜的響應(yīng)值。相關(guān)內(nèi)容發(fā)表成國(guó)內(nèi)外為數(shù)不多的比較詳細(xì)的應(yīng)用總結(jié)[1-2]。

圖１　噁唑菌酮結(jié)構(gòu)式與加合形式

       步驟2，當(dāng)化合物結(jié)構(gòu)不適合在液相質(zhì)譜檢測(cè)時(shí)，考慮是否進(jìn)行衍生反應(yīng)。

       衍生反應(yīng)在提高化合物響應(yīng)值方面有著廣泛的應(yīng)用，但衍生反應(yīng)對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)有一定的要求，選用什么類型的衍生方式同樣重要（見表1）。如果化合物沒(méi)有合適的官能團(tuán)，那么選擇合適的衍生方式就具有挑戰(zhàn)性。常見能夠進(jìn)行衍生反應(yīng)的官能團(tuán)有羥基、氨基、雙鍵、三鍵等基團(tuán)。藥物中的基因毒性分析，經(jīng)常采用衍生方式在液相質(zhì)譜測(cè)定基因毒物的含量[3]。關(guān)于衍生反應(yīng)方面的綜述比較多，詳見參考文獻(xiàn)[1-5]。

       表1 衍生反應(yīng)的類型與試劑

       步驟3，當(dāng)化合物沒(méi)有適合衍生的官能團(tuán)時(shí)，考慮是否采用一些特殊的化學(xué)反應(yīng)。

       大部分離子源，例如ESI、APCI等，都是采用高壓電進(jìn)行離子化。這時(shí)，質(zhì)譜分析過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)氧化還原或者電暈氧化還原反應(yīng)兩類反應(yīng)[6]。例如，在水溶液中：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂，在氯化鈉溶液中：2Cl^--2e^-=Cl₂。與此同時(shí)，電暈放電能夠產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)，例如•O、•NO、O₃、H₂O₂等，這些活性氧物質(zhì)與分析物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而為液相質(zhì)譜測(cè)定物質(zhì)提供條件。比較典型的例子是殺螟丹的測(cè)定，殺螟丹在離子源轉(zhuǎn)化成比較穩(wěn)定的沙蠶毒素，從而被檢測(cè)得到，見圖2。

       圖2 殺螟丹液相質(zhì)譜測(cè)定示意圖

       在流動(dòng)相或者外界條件中添加其它物質(zhì)進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)也是一種很好的方式。例如在流動(dòng)相里添加丙酮、二苯甲酮等進(jìn)行在線光化學(xué)反應(yīng)(PB光化學(xué)反應(yīng))，可以精確鑒定碳碳雙鍵的位置和雙鍵異構(gòu)體的相對(duì)含量[7]。

       步驟4，當(dāng)衍生、特殊化學(xué)反應(yīng)等措施都不奏效時(shí)，可以考慮購(gòu)買不同類型的離子源。

       離子源價(jià)格比較昂貴，但采用常見的化學(xué)手段效果不理想時(shí)，選購(gòu)新的離子源也是一種可以考慮的方式。比較適用于研究的離子源有APCI、DESI、DART、APPI等，見表2。

       表2 不同離子源的測(cè)定物質(zhì)

       步驟5，根據(jù)藥物的特性，選用合適的凈化手段。

       目前，藥物分析的樣品前處理技術(shù)報(bào)道屢見不鮮，例如，固相萃取(SPE)、固相微萃取、加速溶劑萃取、超臨界流體萃取、液-液分配、凝膠滲透色譜、分散固相萃取(QuEChERS)、基質(zhì)固相分散等技術(shù)。液-液分配是比較常用的一種提取凈化方式，但對(duì)于藥物等基質(zhì)復(fù)雜的物質(zhì)，顯然，液-液分配并不足夠應(yīng)付日常工作?？茖W(xué)家們相繼發(fā)明了SPE等凈化方式，從而有效地去除基質(zhì)的干擾，基于SPE研究基礎(chǔ)上，分散固相萃取(QuEChERS)、固相微萃取等技術(shù)發(fā)展迅速。加速溶劑萃取、超臨界流體萃取、凝膠滲透色譜等手段具有各自的特點(diǎn)，選用這些凈化方式，主要考慮成本等因素。因此，實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)成本、效率等，選用合適的凈化手段。

       本文總結(jié)了應(yīng)用液相質(zhì)譜進(jìn)行藥物分析的相應(yīng)步驟，為不同類型的實(shí)驗(yàn)室，例如藥物代謝研究、藥物殘留研究、藥物原料或者輔料質(zhì)量控制、基因毒性控制等，提供可參考的應(yīng)用步驟，從而提高檢測(cè)效率。

       [1]劉綱勇,羅杰鴻,黃錦波.液相質(zhì)譜測(cè)定非極性或弱極性物質(zhì)的研究進(jìn)展[J].廣州化學(xué), 2020, 45(01): 60-65．

       [2]Hayen H，Karst U. Strategies for the liquid chromatographic–mass spectrometric analysis of non-polar compounds[J]. Journal of Chromatography A，2003，1000(1):549.

       [3]王康林,孫月婷.液相色譜-質(zhì)譜-衍生化測(cè)定伊馬替尼中甲磺酸乙酯基因毒性雜質(zhì)[J].廣東化工,2017,44(20):210-211.

       [4]Quirke J M E, Adams C L, Berkel G J V. Chemical Derivatization for Electrospray Ionization Mass Spectrometry. 1. Alkyl Halides, Alcohols, Phenols, Thiols, and Amines[J]. Analytical Chemistry, 1994, 66(8):1302-1315.

       [5]Van Berkel G J ， Quirke J M ， Adams C L . Derivatization for electrospray ionization-mass spectrometry. 4. Alkenes and alkynes[J]. Rapid Commun Mass Spectrom，2015，14(10):849-858.

       [6]裴繼影,侯壯豪.質(zhì)譜電噴霧離子源中電化學(xué)與電暈放電氧化還原反應(yīng)的研究進(jìn)展[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2018,37(12):1508-1513.

       [7]Ma X，Xia Y．Pinpointing Double Bonds in Lipids by Paternò-Büchi Reactions and Mass Spectrometry[J]．Angewandte Chemie International Edition，2014，53(10)：2592-2596．

       作者簡(jiǎn)介：@roger，廣東廣州人，碩士研究生，工程師，主要研究方向?yàn)榉治龇椒▽W(xué)，儀器原理與研制，凝聚態(tài)物理，電學(xué)理論與超導(dǎo)體理論，理論物理等等。