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色谱
Chinese Journal of Chromatography
2022, Vol. 40, No. 7
Online: 2022-07-08

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第40卷第7期目次 2022, 40 (7):  0-0.  摘要 ( 63 )   PDF(4083KB) ( 67 )

年度回顾

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2021年毛细管电泳技术年度回顾 马遥, 胡洋洋, 郑李婷, 陈莉, 赵新颖, 屈锋 2022, 40 (7):  591-599.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.03040 摘要 ( 224 )   HTML ( 464 )   PDF(881KB) ( 130 )   该文为2021年毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)技术年度回顾。归纳总结了以“capillary electrophoresis-mass spectrometry”或“capillary isoelectric focusing”或“micellar electrokinetic chromatography”或“capillary electrophoresis”为关键词在ISI Web of Science数据库中进行主题检索(排除“capillary electrochromatography”“microchip”和“capillary monolithic column”)得到的2021年CE技术相关研究论文291篇,以及中文期刊《色谱》和《分析化学》中相关研究论文9篇。重点介绍了影响因子(IF)≥10.0的Coordination Chemistry Reviews, Angewandte Chemie-International Edition, Nature Protocols, TrAC-Trends in Analytical Chemistry, Signal Transduction and Targeted Therapy发表的7篇论文;以及影响因子5~10之间的代表性期刊Analytical Chemistry, Analytica Chimica Acta, Talanta和Food Chemistry的42篇论文;对影响因子小于5但CE技术报道较为集中的Journal of Chromatography A和Electrophoresis,国内重要的中文期刊《色谱》和《分析化学》中的代表性工作进行了概述。该文根据国际通用学术水平评价指标之一的影响因子选择期刊,结合期刊发表CE论文代表性工作进行介绍,便于读者快速了解毛细管电泳技术在过去一年的重要研究进展。

特别策划:全国色谱学术报告会优秀论文专栏

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共价有机骨架材料在有毒有害物质萃取中的应用进展 张文敏, 刘冠城, 马文德, 方敏, 张兰 2022, 40 (7):  600-609.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.12004 摘要 ( 200 )   HTML ( 365 )   PDF(902KB) ( 241 )   有毒有害物质的排放以及其可能具有的持久性和生物蓄积性,时刻危及人体健康甚至生命。因此,对环境、饮用水、食物和日用品中的有毒有害物质进行分析检测十分重要。对于复杂样品中痕量有毒有害物质的分析,样品预处理是一个至关重要的环节,直接影响分析方法的灵敏度和准确性。在有毒有害物质萃取中广泛应用的预处理技术包括固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、分散固相萃取(DSPE)、磁固相萃取(MSPE)等。在上述样品预处理技术中,吸附剂材料是最为核心的部分,它决定了预处理方法的选择性和效率。近年来,共价有机骨架(covalent organic frameworks, COFs)材料因其具有形貌结构多样、比表面积高、孔径可调、稳定性良好等优点,在样品预处理领域受到越来越多的关注。然而,COFs材料在萃取有毒有害物质方面的应用仍存在一些问题需要解决:(1)多数COFs是高度疏水的,这限制了它们在水基样品中的分散性,导致不良的萃取效果;(2)COFs材料主要依靠π-π堆积等相互作用对疏水性目标物进行高效萃取,但不利于极性有毒有害物质的萃取;(3)多数COFs材料存在合成工艺复杂、生产成本高、量产困难等问题。该文对近几年COFs材料在有毒有害物质萃取过程中的研究进展进行了总结和评述。最后,展望了COFs材料在该领域中的应用前景,为进一步研究基于COFs材料的预处理技术提供了参考。

研究快报

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凝胶中荧光颗粒原位电泳洗脱过量异硫氰酸荧光素用于图像分析 陈国宏, 郭泽华, 曹毅仁, 樊柳荫, 刘伟文, 马艺馨, 曹成喜, 张强 2022, 40 (7):  610-615.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.04023 摘要 ( 76 )   HTML ( 348 )   PDF(2813KB) ( 78 )   Supporting Information 去除荧光标记后残余荧光染料可以提高荧光颗粒检测的灵敏度、准确度和效率。该文发展了一种原位电泳洗脱(electrophoretic elution, EE)模型,用于在荧光标记后快速去除多余的荧光探针,实现荧光颗粒的灵敏检测。将牛血清蛋白(BSA)和磁珠(MBs)作为模式蛋白和微颗粒,混合孵育获得MBs-BSA,用异硫氰酸荧光素(FITC)对MBs-BSA标记,得到MBs-BSAFITC复合物。将含有多余FITC的MBs-BSAFITC溶液与低凝聚温度琼脂糖凝胶溶液按1∶5的体积比混合,并将混合物凝胶和纯琼脂糖凝胶分段填充到电泳通道中。电泳过程中,利用颗粒尺寸与凝胶孔径的差异来保留MBs-BSAFITC,同时将游离的FITC洗脱。经过30 min的电泳洗脱,通道内多余的FITC清除率达到97.6%,同时目标颗粒荧光信号保留了27.8%。成像系统曝光时间为1.35 s时,电泳洗脱将颗粒与背景的荧光信号比(P/B ratio, PBr)从1.08增加到12.2。CCD相机的曝光时间增加到2.35 s,可以将PBr提高到15.5,可进一步实现对微弱荧光亮点的高灵敏检测。该模型有以下优点:(1)能对颗粒表面非特异性吸附的FITC实现有效洗脱,提高了检测的特异性;(2)能够将97%以上的游离FITC清除;(3) 30 min内能够使凝胶内的背景荧光大幅降低,提高了PBr和检测灵敏度。因此,该方法具有在凝胶中进行基于磁珠/荧光颗粒点的免疫检测、在免疫电泳或凝胶电泳中对蛋白质/核酸条带进行荧光染色等领域的应用潜力。

研究论文

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基于超高效液相色谱-质谱法的肽段分析中非特异性吸附评估及通用型最小化策略 张莹, 杨静, 马跃新, 曹玲, 黄青 2022, 40 (7):  616-624.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.12012 摘要 ( 276 )   HTML ( 48 )   PDF(2258KB) ( 122 )   蛋白质组学技术在多肽和蛋白质类新型治疗药物的开发、临床诊断生物标志物的深入发掘中应用广泛。然而,多肽和蛋白质类大分子的非特异性吸附性质给分析方法的开发带来极大挑战,亟须一种通用型的策略去评估和降低非特异吸附对超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)大分子检测造成的负面影响。研究以牛血清白蛋白(BSA)为模型,探讨其酶解后多肽组理化性质与吸附程度之间的相关性;根据肽段的响应和吸附程度设计分级策略;针对高响应、强吸附的Class Ⅱ类肽段,从样品制备中离心管、进样瓶的选择,乃至液相色谱系统中色谱柱固定相、流速、梯度、柱温、洗针液的选择全过程设计试验,探讨非特异吸附的影响因素及其通用型最小化策略。结果显示,肽段的被吸附程度与其理化参数HPLC指数(HPLC Index)、肽段长度等显著相关(p<0.05),但仅凭上述参数仅能解释30%肽段的被吸附程度。改性的聚丙烯材料可使肽段溶液在储存或前处理过程中获得较高的回收率(24 h内回收率大于80%)。在对液相色谱条件的考察和优化过程中发现,C8填料的色谱柱、高流速、缓梯度以及强洗针液,可使残留量降至最低(降低为原来的1/150)。柱温对残留的影响在肽段间存在较大个体差异,需要对不同的肽段具体分析以得到较少量的残留。研究以详实的数据考察并最小化模型肽段组在分析过程中的非特异吸附,提示了蛋白质类大分子药物分析方法建立中应重点关注的影响因素及其有效的解决方案。

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分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水产品中5种硝基咪唑类和6种苯二氮卓类药物 杨霄, 万译文, 黄华伟, 索纹纹, 肖维, 李小玲 2022, 40 (7):  625-633.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.01005 摘要 ( 197 )   HTML ( 74 )   PDF(1179KB) ( 129 )   建立了分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定水产品中5种硝基咪唑类和6种苯二氮卓类药物残留的方法。样品用1%(v/v)氨水乙腈提取,提取液经十八烷基键合硅胶(C18)和N-丙基乙二胺(PSA)吸附剂净化,在45 ℃下用氮气吹至近干,用1 mL甲醇-水(1∶9, v/v)溶液复溶,过0.22 μm尼龙-66滤膜后用超高效液相色谱-串联质谱测定。目标化合物采用Kinetex F5色谱柱(100 mm×3.0 mm, 2.6 μm)分离,以0.1%(v/v)甲酸水溶液和甲醇作为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾离子源(ESI)、正离子扫描和多反应监测(MRM)模式下进行测定,基质匹配外标法定量。结果表明,5种硝基咪唑类和6种苯二氮卓类药物在8.5 min内完成色谱分离分析,目标物在0.5~20 μg/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,检出限和定量限分别为0.2~0.5 μg/kg和0.5~1.0 μg/kg。以草鱼、对虾和大黄鱼为样品基质,在3个不同的添加水平下,5种硝基咪唑类和6种苯二氮卓类药物的平均回收率为73.2%~110.6%,相对标准偏差(RSD)小于15%。本研究建立的方法具有简单、快速、灵敏度高和成本低等优势,可用于水产品中5种硝基咪唑类和6种苯二氮卓类药物的快速检测。该方法的建立为我国水产品质量安全相关监管部门同时监控水产品中硝基咪唑类和苯二氮卓类药物残留提供了技术支持。

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新型手性杀虫剂唑虫酯异构体拆分及其在蔬菜中的分析方法建立 陈炎, 黄聪灵, 江薰垣, 陈志廷, 王刚, 万凯, 唐雪妹 2022, 40 (7):  634-643.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.01011 摘要 ( 196 )   HTML ( 47 )   PDF(1776KB) ( 73 )   以全新手性杀虫剂唑虫酯为研究对象,通过筛选手性色谱柱和优化流动相比例,建立了唑虫酯及其氧化代谢物异构体的拆分方法,在此基础上开发利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)同时测定小白菜和蕹菜中唑虫酯及其氧化产物手性异构体的分析方法。以纤维素-三(3,5-二氯苯基氨基甲酸酯)共价键合手性柱(Chiral INC)(250 mm×4.6 mm, 5 μm)为分析柱,乙腈和2 mmol/L甲酸铵水溶液作为流动相进行梯度洗脱分离,在多反应监测负离子模式下进行检测,唑虫酯4个异构体分离度分别为1.63、2.83和1.74,唑虫酯氧化产物异构体分离度为5.82。通过衍生化的方法进一步确定出峰顺序为RS-唑虫酯、SS-唑虫酯、RR-唑虫酯、SR-唑虫酯、S-唑虫酯氧化产物和R-唑虫酯氧化产物。唑虫酯和其氧化产物的手性异构体分别在1.25~1250 μg/L和2.5~2500 μg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数(R2)大于0.99。在蕹菜和小白菜样品中同时添加唑虫酯和唑虫酯氧化产物消旋体进行添加回收试验,添加水平为1、20、400 μg/kg(即唑虫酯异构体为0.25、5、100 μg/kg;唑虫酯氧化代谢产物异构体为0.5、10、200 μg/kg),回收率为72.6%~110.6%,相对标准偏差(RSD)均在9.4%以下,其中日内重复性的RSD在0.5%~9.4%之间;日间重复性的RSD在1.0%~8.6%之间,表明该方法具有良好的回收率和精密度。该研究可为唑虫酯这一新型手性农药的环境行为研究及后续质量控制、药效评价等提供相应的分析技术,为新农药开发应用提供有力的技术支撑。

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同位素稀释气相色谱-三重四极杆质谱法测定环境空气中的多氯萘 刘洪媛, 金静, 郭崔崔, 陈吉平, 胡春 2022, 40 (7):  644-652.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.12006 摘要 ( 150 )   HTML ( 51 )   PDF(1194KB) ( 120 )   环境空气中的多氯萘(PCNs)一般为痕量水平(pg/m3),要实现其准确定量必然对分析方法的提取、净化和仪器分析提出较高要求。研究通过考察提取溶剂种类、净化流程和色谱-质谱参数,建立了加速溶剂萃取(ASE)-多层硅胶复合中性氧化铝柱的净化方法,并利用同位素稀释气相色谱-三重四极杆质谱(GC-MS/MS)对环境空气中的多氯萘进行测定。同时,通过在采样、提取和进样分析前分别添加同位素内标,开展质量控制和保证。结果表明,在2~100 ng/mL范围内3~8氯萘的平均相对响应因子(RRF)的相对标准偏差(RSD)均小于16%。PCNs同类物的方法检出限为1~3 pg/m3(以样品体积为288 m3计算)。采用基质加标法评价了方法对环境空气样品中PCNs测定的精密度和准确度,低、中、高加标水平下3 ~8氯萘的平均加标回收率分别为89.0%~119.4%、98.6%~122.5%和93.7%~124.5%,测定结果的平均相对标准偏差分别为1.9%~7.0%、1.6%~6.6%和1.0%~4.8%。整个分析过程中,采样内标和提取内标的平均回收率分别为136.2%~146.0%和42.4%~78.1%, RSD分别为5.6%~7.5%和2.7%~17.5%,满足痕量分析的要求且平行性较好。方法的灵敏度和准确度高,精密度良好,适用于环境空气中3~8氯萘的准确定量测定,可在一定程度上缓解多氯萘监测对高分辨气相色谱-高分辨质谱的依赖,为实现多氯萘的国际履约提供方法支持。

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高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法快速分析三子散的入血成分及代谢产物 张慧文, 夏慧敏, 刘宏, 刘妍妍, 久欣, 张敏惠, 何春龙, 王焕芸 2022, 40 (7):  653-660.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.09022 摘要 ( 92 )   HTML ( 42 )   PDF(912KB) ( 53 )   蒙药三子散由诃子、川楝子、栀子3味药材等比例组成,其临床用药主要采用口服给药方式,药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程与药物发挥药理作用和疗效的产生密切相关,因此考察灌胃给药后的入血成分有助于阐明三子散的药效物质基础。研究采用血清药物化学研究思路,将Wistar大鼠分成空白组和给药组,给药组给予三子散水提物,腹主动脉取血,离心制备血清样品,采用高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(HPLC-Q/Orbitrap HRMS),在SHIMADZU GIST C18色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm)上进行色谱分离;以甲醇和0.1%(v/v)甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,柱温30 ℃,流速0.5 mL/min,进样量10 μL,采用加热电喷雾电离(HESI)源,正、负离子同时扫描。通过比对三子散含药血清和空白血清的图谱差异,查阅数据库、各类成分体内代谢途径、三子散成分的相关文献,采用Xcalibur 3.0软件进行峰提取、峰匹配等质谱数据处理,结合Compound Discover 3.0软件对化合物代谢途径的预测分析和裂解规律的推断,解析三子散水提液经大鼠灌胃后血清中的原型成分和代谢产物。结果表明,在给药大鼠血清样品中鉴定出55种入血成分,其中41种原型成分,14种代谢产物。入血的原型成分主要为鞣质类、环烯醚萜类和小分子酚酸类。该研究较为全面地阐释了三子散水提液在大鼠血中的移行成分,有助于揭示三子散的药效物质基础,为该药的临床应用提供参考。

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气相色谱-三重四极杆质谱法测定植物源性食品中棉隆及其代谢物异硫氰酸甲酯残留 荣杰峰, 许美珠, 张志勇, 邹强, 徐敦明, 钟坚海, 张松艳, 乐有东, 佘紫文 2022, 40 (7):  661-668.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.12021 摘要 ( 116 )   HTML ( 63 )   PDF(1247KB) ( 92 )   基于气相色谱-三重四极杆质谱建立了同时快速测定植物源性食品中棉隆及其代谢物异硫氰酸甲酯残留量的方法。对样品前处理及色谱条件进行了优化,蔬菜、水果、谷物、坚果、茶叶和香辛料样品经乙酸乙酯提取,离心后上清液经乙二胺-N-丙基硅烷化硅胶、石墨化炭黑、十八烷基键合硅胶和无水硫酸镁分散固相萃取净化,经DB-17MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)分离,采用EI源,在多反应监测(MRM)模式下检测,基质匹配外标法定量。在优化实验条件下,目标化合物在0.005~1 mg/L范围内的线性关系良好,相关系数均大于0. 99,方法定量限为0.01 mg/kg。空白样品在4个添加水平下的平均回收率为74.2%~117.2%,相对标准偏差(n=6)为2.8%~9.0%,方法的准确度和精密度符合农药残留测定要求。应用建立的方法对实验室日常样品大白菜、韭菜、豇豆、油麦菜、茄子、姜、芹菜、马铃薯、橙、猕猴桃、西红柿、辣椒、大米、茶叶、杏仁和孜然各6个进行检测,均未检出目标物。该方法具有操作简单、快速、灵敏、准确的特点,解决了已有方法中需采用两种前处理方法、两套设备进行检测的不足,能满足植物源食品中棉隆及其代谢物异硫氰酸甲酯的检测要求。

技术与应用

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基于通过型固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定牛蛙中9种雌激素 邱巧丽, 陈晓红, 潘胜东, 金米聪 2022, 40 (7):  669-676.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.01017 摘要 ( 140 )   HTML ( 80 )   PDF(2053KB) ( 100 )   建立了基于通过型固相萃取小柱净化的超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用(UPLC-MS/MS)同时快速准确测定牛蛙中9种雌激素(雌三醇(E3)、17β-雌二醇(β-E)、17α-雌二醇(α-E)、17α-炔二雌醇(EE2)、雌酮(EI)、己烯雌酚(DES)、己二烯雌酚(DE)、己烷雌酚(HEX)、醋酸双烯雌酚(DD))残留的检测方法。样品经乙腈提取,经PRiME HLB固相萃取柱净化,Waters Acquity UPLC BEH C18柱(100 mm×2.1 mm, 1.7 μm)分离,以0.5 mmol/L氟化铵水溶液-乙腈体系为流动相梯度洗脱,流速为0.3 mL/min,采用电喷雾正负离子切换模式(ESI+/ESI-)和多反应监测(MRM)扫描方式检测,基质匹配外标法定量分析。该研究优化了液相色谱条件,相比于乙酸铵水溶液-乙腈体系和氨水溶液-乙腈体系,0.5 mmol/L氟化铵水溶液-乙腈体系作为流动相时9种雌激素普遍具有更佳的灵敏度。相比于甲醇和乙酸乙酯,乙腈作为提取溶剂时9种雌激素的提取率提高15%~40%。考察了HLB、C18、Silica、PRiME HLB共4种不同类型的固相萃取小柱的基质净化效应,结果表明,PRiME HLB柱具有更好的基质净化能力。经PRiME HLB净化后,所有化合物的回收率均在70%~125%之间。DD的回收率从47%提高到74%, DES的回收率从180%降低到123%,有效减弱了基质效应。在最佳的实验条件下,E3、β-E、α-E、EI、DE、HEX、DD的线性范围为0.5~100.0 μg/L, EE2和DES的线性范围为1.0~100.0 μg/L, 9种雌激素在各自的线性范围内均有良好的线性关系,相关系数为0.9953~0.9994,方法检出限为0.17~0.33 μg/kg,方法定量限为0.5~1.0 μg/kg,在2.0、10.0、80.0 μg/kg 3个加标水平下,9种雌激素的加标回收率为65.1%~128.2%,相对标准偏差为1.9%~17.6%。该方法操作简便、快速、灵敏,重复性好,可用于大批量样品的同时快速准确检测。

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基于敞开式直接电离质谱技术的尿液中毒品检测 熊士领, 洪欢欢, 闻路红, 胡舜迪, 陈安琪, 熊伟, 陈腊 2022, 40 (7):  677-683.  DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.01013 摘要 ( 144 )   HTML ( 57 )   PDF(970KB) ( 77 )   尿液作为一种易于获取的体内毒品检材,在吸毒人员快速筛查中被广泛应用。针对传统快速筛查技术存在假阳性率高、定量能力不足以及实验室质谱技术在快速检测中存在前处理复杂、检测耗时长、使用环境苛刻等问题,该文提出了一种基于敞开式直接电离质谱技术的生物样本快速检测方法。该研究采用探针式电喷雾离子源与便携式质谱仪联用快速检测平台,优化了喷雾电压和质谱入口毛细管温度,开发了高效快速的前处理技术。基于该平台和前处理技术,5种常规毒品(甲基苯丙胺、氯胺酮、可卡因、O6-单乙酰吗啡和3,4-亚甲双氧甲基苯丙胺)的尿液加标溶液的检出限为0.5~30 ng/mL,且其中4种毒品定量检测的线性相关系数大于0.99。除此之外,5种常规毒品在3个不同水平下的加标回收率为56.1%~103.7%,多次检测结果的相对标准偏差为9.0%~27.8%,说明联用检测平台与前处理方法结合可以达到良好的准确度。为了进一步检验该联用仪器的实战能力,测试了某社区戒毒康复中心40份阳性和110份阴性实际尿液样本,总体检测的准确率接近99%,且通过一次进样在20 s内可同时检测多种毒品。该研究成果有利于推动快速检测技术的发展,促进敞开式直接电离质谱仪技术的推广应用,提升一线执法服务水平。