软电离：原位质谱法检测亚硝胺

发布时间： 2023-12-20 18:02:33 来源：华质泰科生物技术

质谱技术已成为20世纪以来最重要的分析技术之一，对科研、检测和生产生活影响巨大！电离（离子发生）是质谱分析的首要关键步骤，只有当待测物“带电”时，质谱仪才能发挥其神奇作用。

本文介绍用于亚硝胺分析的几种常见的质谱电离方式，探讨其痛点、难点，并介绍极具前景的原位源® 电离法。

药品中的亚硝胺

亚硝胺是一种潜在的强致癌物质，为降压药中的杂质，曾长期被忽视。近些年，降压药缬沙坦和雷尼替丁中因被爆出含有亚硝胺类化合物，招致过大规模的召回行动。

这些物质之所以被忽视，是因其属于药物合成工艺中较难移除的杂质。制药公司缺乏针对性的检测方法也是重要原因之一。

这一事件给相关部门带来了巨大的挑战，促使他们为药物生产制定新的标准，以防止受亚硝胺污染的药品流入市场。

我们的生活中也不乏亚硝胺类物质环伺。如烟草、培根、酱菜等腌制食品、啤酒和奶酪等发酵食物、化妆品洗发水等日化产品和橡胶制品，及在烹饪肉食时，防腐剂亚硝酸盐通过和生物胺或氨基酸反应，均会产生此类物质。

亚硝胺的电离：化学与物理的相互作用

电离是指从分子中添加或移除一个电子或质子，使其带上可识别的电荷。这需要一种能量冲击，使分子破裂，自由电子或质子吸附到其他分子上，使其处于电离状态。只有这样，质谱仪才能检测到分析物。

电喷雾电离-液相色谱质谱法（LC-ESI-MS）是近年通行的药品检测方法，适用于电离可溶解的极性物质（如高血压药物中的活性成分）。然而，许多化合物（如挥发性亚硝胺 NDMA）由于其挥发性而无法通过 ESI 电离；而适用于弱极性化合物的大气压化学电离（APCI）常作为替代方法通过切换电离源用于方法开发和检测。

用于亚硝胺分析的 APCI

而 APCI 电离法是首先将液态分析物转化为气态（例如通过加热），以电晕放电针产生的电子激发电离溶剂和载气。随后，这些带电离子与被分析物之间发生化学反应，形成脱电子或加质子或脱质子的分析物离子。

这一过程发生在质谱仪离子入口前的一个大气室内，被分析物离子将可能因无法全部进入（质谱仪）而丢失部分信号或信息。

图1、传统离子源

此外，虽然 APCI 能电离亚硝胺，但因极性适用范围窄，而不适合高血压药物（中高极性）检测。这意味着，为了符合新的限量标准，生产设施通常要建立和使用不同的电离方法，进行两次以上的拼接分析方法。

因此，生产商在寻找一种可靠简便的方法，以便仅使用一种离子化技术就能符合权威标准。

作为替代方案的 SICRIT

SICRIT（在线软电离质谱鼻）电离源具有三种同时发生的电离机制。其中一种类似 APCI，即通过载气发生化学反应，通过脉冲发生电离，不过这里通过改变电离源的设计，利用等离子体环（而不是电晕放电针）传送电脉冲，其与分析物无直接接触，从而产生较温和的电离，这个过程也被称为“软”电离。“软”电离可最大程度地减少碎片（指分子在电离过程中同时发生裂解活化）的产生，使分析结果更准确。

此外，另一个结构上的不同之处在于：SICRIT 电离源可直接安装在质谱仪的离子入口处（图2），几乎所有进入源内的分析物都会被转移到质谱仪内，提升检测灵敏度；而 APCI 则会损失很大一部分的分子信号。