納流電噴霧離子源的傅里葉變換離子遷移譜對比研究

馮疆濤，王小琴，邵家明，邵賀平，王 璐，羅文偉，許銘玉

(新疆阿克蘇地區疾病預防控制中心，新疆 阿克蘇843300)

離子遷移譜技術[1-2]具有靈敏度高、專屬性強、檢測速度快的特點，是由不同的離子在電場中遷移速度的差異而對帶電離子進行表征的一種分析技術，在電噴霧電離與IMS技術的結合，使該技術的應用范圍逐漸擴大到食品[3]、藥品[4]、環境監測[5-6]等領域，適用于現場快速檢測、準確篩查等特點。目前，有報道將ESI-IMS應用于中藥中指標成分的分析[7]。

為了獲得更好的分辨率，本文采用將納流電噴霧陣列離子源用于傅里葉變換離子遷移譜儀，進行物質分析。電離源是遷移管的核心部件之一，并在很大程度上影響檢測靈敏度[8]。納流電噴霧適合分析極少量的樣品，上樣一次可完成全部樣品分析任務，可采用各種采集分析模式、信號累加及高分辨，極大提高了檢測的穩定性和靈敏度。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

IMS模式、漂移氣：高純氮氣、遷移電壓：14.5kV、針網距離：30mm、漂移管電壓：10kV、離子門電壓9.022kV、納流電噴霧離子源流速：8ul/min、離子門周期/開門時間：100/0.2ms、單噴管電噴霧離子源流速：2ul/min、漂移管溫度：140℃。

1.2 主要試劑

四丁基溴化銨(T4A)、四戊基溴化銨(T5A)、四己基溴化銨(T6A)、四庚基溴化銨(T7A)、四辛基溴化銨(T8A)、四癸基溴化銨(T10A)(上海士峰生物科技有限公司)、色譜甲醇、乙酸、HF酸(分析純)。

1.2.1 標準溶液的配制

標準儲備液：分別稱取0.0064g T4A、0.0076g T5A、0.0087g T6A、0.0098g T7A、0.0109g T8A、0.0132g T10A，均用色譜甲醇-水(9:1)溶劑(含0.1%乙酸)定容至5mL容量瓶，分別配成濃度為4μmol/mL的標準儲備液，放4℃冰箱待用。

混合標準儲備液：分別量取標準儲備液，用色譜甲醇-水(9:1)溶劑(含0.1%乙酸)稀釋到濃度為600nmol/mL混合標準溶液，放4℃冰箱待用。

混合標準工作液：分別量取混合標準儲備液I 5.00、2.50、1.50、0.75、0.50、0.25、0.12、0.60和0.30mL用色譜甲醇-水(9:1)溶劑(含0.1%乙酸)定容至10mL容量瓶，依次得到濃度為50、25、15、7.5、5、2.5、1.25、0.62和0.31nmol/mL的混合標準工作液，放4℃冰箱待用。

1.2.2 兩種離子源的分析方法的對比

(1)線性方法的測定

用甲醇-水(9:1)溶劑稀釋混合標準儲備液，分別到0.156、0.312、1.25、2.5、5、7.5、15、25和50nmol/mL的標準系列溶液，采用兩種離子源用，分別運用傅里葉變換法和信號平均法，依次進行IMS分析，得到各點濃度的漂移時間和色譜峰。以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程。

(2)檢出限

用甲醇-水(9:1)溶劑稀釋混合標準儲備液，到1.25 nmol/mL，用兩種方法依次分別測定6種四烷基溴化銨類化合物，以信噪比為3時確定方法最低檢出限。

(3)精密度、重復性和分辨率的對比

用甲醇-水(9:1)溶劑稀釋混合標準儲備液，到1.25 nmol/mL的溶液，平行測定6次，按照線性方法的測定進行分析，計算6種四烷基溴化銨類化合物峰面積的RSD值。分別運用兩種離子源及方法依次測定，通過以下公式計算:RP=td(/W1/2)，W1/2為離子峰半寬，td為離子遷移時間。

2 結果

2.1 線性方法的考察

由上述方法檢測可得，采用Nano-ESI測定的6種四烷基溴化銨類化合物的線性范圍分別為0.156~25nmol/mL和0.312~25nmol/mL，相關系數分別在0.9961～0.9985和0.9958～0.9988;采用Single ESI測定線性范圍為0.312~50nmol/mL和0.625~50nmol/mL，相關系數分別在0.9921～0.9975和0.9952～0.9965。

2.2 檢出限

表1可得，采用信號平均法，納流電噴霧陣列離子源的最低檢出限依次為0.08、0.10、0.16、0.2、0.26和0.50μg/mL;單噴管電噴霧離子源的值依次為0.11、0.14、0.20、0.27、0.35和0.691μg/mL。采用傅里葉變換法納流電噴霧陣列離子源的值依次為0.02、0.03、0.05、0.07、0.08和0.15μg/mL，單噴管電噴霧離子源的值依次為0.04、0.05、0.08、0.09、0.12和0.25μg/mL。

2.3 精密度和重復性

表1可得，兩種方法測定的6種四烷基溴化銨類化合物的相對標準偏差均<5%。

2.4 分辨率的比較

表1可得，在兩種不同離子源條件下，6種四烷基溴化銨類化合物的分辨率依次增大，表明6種四烷基溴化銨類化合物的約化遷移率隨著遷移時間依次增大而分辨率也增大。

表1 6種分析物的分辨率、精密度和重復性

3 討論

傅里葉變換和信號平均法的Nano-ESI相對于Single ESI信號值響應度高;傅里葉變換法的Nano-ESI和Single ESI信號響應強度高于信號平均法的Nano-ESI和Single ESI的信號響應值，是因為Nano-ESI，單位時間內到達檢測器的離子數量多，相應的信號強度就高。傅里葉變換法的基線相對于信號平均法更加平穩。

分辨率方面的比較，納流分辨率低于單噴的分辨率，由于納流電噴單位時間內生成的離子數量多，產生峰相對較寬致使分辨率相對低。采用傅里葉變換法，兩種離子源的溶劑峰的分辨率都高，因為溶劑峰無拖尾現象，則信號平均法相反;采用傅里葉變換法的分辨率要低于信號平均法的分辨率，是因為傅里葉變換法的產物離子峰相對較寬，而信號平均法相對較窄。

4 結束語

對FT法與SA法的各因素進行考察，結果顯示，其信噪比可提高4倍左右，FT法和SA法的Nano-ESI相對于Single ESI，信噪比可提高2-3倍，兩種離子源溶劑峰的FT法分辨率要高于采用SA法的分辨率，而Nano-ESI，6種四烷基溴化銨類化合物的分辨率比Single ESI略低，但FT-Nano-ESI靈敏度更顯著，精密度和重復性良好。由于傳統變換方法于3倍遷移時間處產生假峰，在后續的研究中，消除傅里葉變換產生的假峰以及FT-Nano ESIIMS和HPLC聯用將成為研究的重點，使化合物性分析和定量分析更加準確。