液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

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液液液液 液液液液 - - 液液液液液液 液液液液液液 液液液液液液液液液液液 液液液液液液液液液液液 液液液液液液液液 液液液液液液液液 液液 液液

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液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用. 天津市药品检验所 吴燕. 一、液相色谱 - 质谱联用技术介绍. 1 、概述. 高效液相色谱一质谱联用法 (High Performance Liquid Chromatography—MassSpectrometry , HPLC—MS) 是一种将待测样品通过液相色谱分离后,流出液经接口部分或全部进入离子源。所产生离子在加速电压的作用下,进入质谱质量分析器,按照离子的质荷比大小分离并列谱的分析方法。 HPLC—MS 适用于极性强、挥发度低、分子量大及热不稳定的混合有机物体系。. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

液相色谱液相色谱 -- 质谱联用技术质谱联用技术在药品质量控制中的应用 在药品质量控制中的应用

天津市药品检验所 天津市药品检验所 吴燕 吴燕

Page 2: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

一、液相色谱一、液相色谱 -- 质谱联用技术介绍质谱联用技术介绍

Page 3: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

11 、概述、概述 高效液相色谱一质谱联用法高效液相色谱一质谱联用法 (High Performance Liq(High Performance Liq

uid Chromatography—MassSpectrometryuid Chromatography—MassSpectrometry ,, HPLCHPLC

—MS)—MS) 是一种将待测样品通过液相色谱分离后,流出液是一种将待测样品通过液相色谱分离后,流出液经接口部分或全部进入离子源。所产生离子在加速电压经接口部分或全部进入离子源。所产生离子在加速电压的作用下,进入质谱质量分析器,按照离子的质荷比大的作用下,进入质谱质量分析器,按照离子的质荷比大小分离并列谱的分析方法。小分离并列谱的分析方法。 HPLC—MSHPLC—MS 适用于极性强、适用于极性强、挥发度低、分子量大及热不稳定的混合有机物体系。挥发度低、分子量大及热不稳定的混合有机物体系。

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与气相色谱质谱联用技术与气相色谱质谱联用技术 ( Gas Mass Spectrometr( Gas Mass Spectrometr

y)y) 相比,气相色谱质谱联用技术发展较早,技术较为成熟,相比,气相色谱质谱联用技术发展较早,技术较为成熟,但但 GCGC 样品要求有一定的蒸汽压,实际应用中只有少部分样品要求有一定的蒸汽压,实际应用中只有少部分样品可以不经过预先处理可达到样品可以不经过预先处理可达到 GCGC 的分离要求,多数情的分离要求,多数情况下需要做预处理或衍生化使之成为易气化的样品才能进况下需要做预处理或衍生化使之成为易气化的样品才能进行行 GC-MSGC-MS 分析;而液相色谱不受上述限制,可分离高极分析;而液相色谱不受上述限制,可分离高极性的和热不稳定的化合物,这使得液相色谱质谱联用技术性的和热不稳定的化合物,这使得液相色谱质谱联用技术具有更广阔的应用前景 。具有更广阔的应用前景 。

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22 、液相色谱、液相色谱 -- 质谱联用技术的特点质谱联用技术的特点

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高效液相色谱是以液体溶剂作为流动相的色谱技术,高效液相色谱是以液体溶剂作为流动相的色谱技术,一般在室温下操作,可以直接分析不挥发性化合物、极性一般在室温下操作,可以直接分析不挥发性化合物、极性化合物和大分子化合物(包括蛋白、多肽、多糖、多聚物化合物和大分子化合物(包括蛋白、多肽、多糖、多聚物等),分析范围广,而且不需衍生化步骤。等),分析范围广,而且不需衍生化步骤。

质谱是化合物质谱是化合物 (( 或单质或单质 )) 固有特性之一,不同的化合固有特性之一,不同的化合物除一些异构体外,均有不同的质谱,利用这一性质可进物除一些异构体外,均有不同的质谱,利用这一性质可进行定性分析。行定性分析。

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对于色谱工作者来说,质谱仪的使用可以:对于色谱工作者来说,质谱仪的使用可以: 11 、作为液相常规检测器(紫外、荧光、电化学等 等)的补 、作为液相常规检测器(紫外、荧光、电化学等 等)的补

充; 充;22 、质谱仪是通用性检测器,响应值与分子中的某个特定基、质谱仪是通用性检测器,响应值与分子中的某个特定基

团无关;团无关; 33 、质谱仪是质量数型检测器,可以获得待测物的分子量信、质谱仪是质量数型检测器,可以获得待测物的分子量信

息;息;

44 、质谱仪可同时提供定性和定量分析的结果。、质谱仪可同时提供定性和定量分析的结果。

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对于质谱工作者来说,与液相色谱联用可以:对于质谱工作者来说,与液相色谱联用可以:

11 、分析不能用、分析不能用 GCGC 测定的化合物(大分子、极性、热不稳定测定的化合物(大分子、极性、热不稳定性化合物);性化合物);

22 、通过液相的高分离性能,提供更多的有关物质结构信息;、通过液相的高分离性能,提供更多的有关物质结构信息;33 、通过流动注射技术,实现全自动的探索分析。 、通过流动注射技术,实现全自动的探索分析。

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33 、液相色谱、液相色谱 -- 质谱联用仪组成及原理 质谱联用仪组成及原理

高效液相色谱一质谱联用仪高效液相色谱一质谱联用仪 (HPLC(HPLC //MS)MS) 通常由液相色谱系统、进样接口、离通常由液相色谱系统、进样接口、离子源、质量分析器、检测器、计算机控制子源、质量分析器、检测器、计算机控制及数据处理系统、真空系统等构成。 及数据处理系统、真空系统等构成。

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3.1 3.1 进样系统进样系统

高效液相色谱一质谱联用仪的进样方式有直接高效液相色谱一质谱联用仪的进样方式有直接进样和柱后分离进样两种方式,将试样导入质谱进样和柱后分离进样两种方式,将试样导入质谱仪。 仪。

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3.2 3.2 离子源离子源

样品进行质谱检测时,需将中性样品样品进行质谱检测时,需将中性样品 (( 不带不带电性电性 )) 变成带正电荷的离子或带负电荷的离子才变成带正电荷的离子或带负电荷的离子才能检测,在质谱仪中实现此过程的装置叫离子源。能检测,在质谱仪中实现此过程的装置叫离子源。

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3.2.1 3.2.1 离子源的分类及特点离子源的分类及特点

从质谱的离子源角度来划分,主要包括:从质谱的离子源角度来划分,主要包括:热喷雾热喷雾 ( TSP) ( TSP) ,等离子体喷雾,等离子体喷雾 ( PSP)( PSP) ,粒子,粒子束束 (L INC)(L INC) ,大气压电离,大气压电离 (API) (API) 和动态快原子和动态快原子轰击轰击 ( FAB) ( FAB) 。离子源的性能决定了离子化效。离子源的性能决定了离子化效率,很大程度上决定了质谱仪的灵敏度。 率,很大程度上决定了质谱仪的灵敏度。

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API API 技术是当今质谱界最为活跃的领域,它技术是当今质谱界最为活跃的领域,它是一种常压电离技术,不需要真空,减少了许多是一种常压电离技术,不需要真空,减少了许多设备,使用方便,因而近年来得到了迅速的发展。设备,使用方便,因而近年来得到了迅速的发展。

API API 主要包括电喷雾离子化主要包括电喷雾离子化 ( ESI)( ESI) ,气动辅,气动辅助电喷雾即离子喷雾离子化助电喷雾即离子喷雾离子化 ( ISI) ( ISI) 和大气压化学和大气压化学离子化离子化 (APCI) 3 (APCI) 3 种模式。它们的共同点是样品的种模式。它们的共同点是样品的离子化在处于大气压下的离子化室内完成,离子离子化在处于大气压下的离子化室内完成,离子化效率高,大大增强了分析的灵敏度和稳定性。化效率高,大大增强了分析的灵敏度和稳定性。

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(( 11 )电喷雾离子化)电喷雾离子化 (ESl)(ESl) 工作原理工作原理

样品溶液从毛细管流出时,在电场的作用下喷射形成样品溶液从毛细管流出时,在电场的作用下喷射形成带电雾状微液滴,在加热条件下,液滴内溶剂蒸发,液滴带电雾状微液滴,在加热条件下,液滴内溶剂蒸发,液滴直径不断变小,使表面电荷密度不断增加,当达到雷利限直径不断变小,使表面电荷密度不断增加,当达到雷利限度,即表面电荷所产生的库仑斥力与液滴的表面张力相等度,即表面电荷所产生的库仑斥力与液滴的表面张力相等或超过时,液滴即爆裂,从而产生更小的液滴。此过程不或超过时,液滴即爆裂,从而产生更小的液滴。此过程不断重复,直到液滴变得足够小,表面电场足够强,最终把断重复,直到液滴变得足够小,表面电场足够强,最终把样品离子从液滴中解吸出来,形成样品离子进入质量分析样品离子从液滴中解吸出来,形成样品离子进入质量分析器被检测。 器被检测。

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ESIESI 的适用范围:中等极性或极性有机分子,配合物,的适用范围:中等极性或极性有机分子,配合物,蛋白质,多肽,糖蛋白,核酸及其他多聚物。蛋白质,多肽,糖蛋白,核酸及其他多聚物。

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(( 22 )离子喷雾离子化)离子喷雾离子化 ( ISI)( ISI) 工作原理工作原理

与与 ESIESI 基本相同,但液滴的形成借助气流雾化的帮助。基本相同,但液滴的形成借助气流雾化的帮助。

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(( 33 )大气压化学电离)大气压化学电离 (APCI)(APCI) 工作原理工作原理

APCIAPCI 是由是由 ESIESI派生出来的,它是利用大气压下电晕放派生出来的,它是利用大气压下电晕放电来产生反应离子,这些反应离子再与样品分子发生离子电来产生反应离子,这些反应离子再与样品分子发生离子分子反应,从而产生样品分子的带电离子或加合离子被质分子反应,从而产生样品分子的带电离子或加合离子被质

谱检测。谱检测。

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APCIAPCI 主要应用于低极性或中等极性小分子分析,主要应用于低极性或中等极性小分子分析,要求待测化合物易挥发且有一定的热稳定性。由于极少要求待测化合物易挥发且有一定的热稳定性。由于极少形成多电荷离子,分析的分子量范围受到质量分析器质形成多电荷离子,分析的分子量范围受到质量分析器质量范围的限制。 量范围的限制。

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3.3 3.3 质量分析器质量分析器

将带电离子根据其质荷比进行分离,用于记录各种离将带电离子根据其质荷比进行分离,用于记录各种离子的质量数和丰度。子的质量数和丰度。

根据结构的差异,质量分析器包括扇型磁场质量分析根据结构的差异,质量分析器包括扇型磁场质量分析器、四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、飞行时间质器、四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、飞行时间质量分析器及傅立叶变换离子回旋共振质量分析器。 量分析器及傅立叶变换离子回旋共振质量分析器。

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3.3.1 3.3.1 四极杆质量分析器四极杆质量分析器

仪器由四根截面为双曲面或圆形的棒状电极组成,两仪器由四根截面为双曲面或圆形的棒状电极组成,两组电极间施加一定的直流电压和频率为射频范围的交流电组电极间施加一定的直流电压和频率为射频范围的交流电压。压。

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当离子束进入筒形电极所包围的空间后,离子作横向当离子束进入筒形电极所包围的空间后,离子作横向摆动,在一定的直流电压、交流电压和频率,以及一定的摆动,在一定的直流电压、交流电压和频率,以及一定的尺寸等条件下,只有某一种(或一定范围)质荷比的离子尺寸等条件下,只有某一种(或一定范围)质荷比的离子能够到达收集器并发出信号(这些离子称共振离子),其能够到达收集器并发出信号(这些离子称共振离子),其他离子在运动的过程中撞击在筒形电极上而被“过滤”掉,他离子在运动的过程中撞击在筒形电极上而被“过滤”掉,最后被真空泵抽走(称为非共振离子)。最后被真空泵抽走(称为非共振离子)。

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如果使交流电压的频率不变而连续地改变直流和交流如果使交流电压的频率不变而连续地改变直流和交流电压的大小(但要保持它们的比例不变)(电压扫描),电压的大小(但要保持它们的比例不变)(电压扫描),或保持电压不变而连续地改变交流电压的频率(频率扫或保持电压不变而连续地改变交流电压的频率(频率扫描),就可使不同质荷比的离子依次到达收集器(检测描),就可使不同质荷比的离子依次到达收集器(检测器)而得到质谱图。器)而得到质谱图。

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3.3.2 3.3.2 离子阱质量分析器离子阱质量分析器

离子阱质量分析器(离子阱质量分析器( ion trap Mass Analyserion trap Mass Analyser )实际)实际是一种三维空间旋转对称四极杆质量分析器。是一种三维空间旋转对称四极杆质量分析器。

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离子阱由一个双曲线表面的中心环形电极和上下两个离子阱由一个双曲线表面的中心环形电极和上下两个端电极间形成一个室腔(阱)。直流电压和高频电压加在端电极间形成一个室腔(阱)。直流电压和高频电压加在环形电极和端盖电极之间,两端电极都处于地电位,在适环形电极和端盖电极之间,两端电极都处于地电位,在适当条件(环形电极半径、两端电极的距离、直流电压、高当条件(环形电极半径、两端电极的距离、直流电压、高频电压)下,由离子源(频电压)下,由离子源( EIEI 或或 CICI )注入的特定)注入的特定 m/zm/z 的离的离子在阱内稳定区,其轨道振幅保持一定大小,并可长时间子在阱内稳定区,其轨道振幅保持一定大小,并可长时间留在阱内,反之不稳定态离子(未满足特定条件者)振幅留在阱内,反之不稳定态离子(未满足特定条件者)振幅很快增长,撞击到电极而消失,质量扫描方式和四极滤质很快增长,撞击到电极而消失,质量扫描方式和四极滤质器相似,即在恒定的直流交流比下扫描高频电压以得到质器相似,即在恒定的直流交流比下扫描高频电压以得到质谱图。 谱图。

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3.3.3 3.3.3 飞行时间质谱仪飞行时间质谱仪

飞行时间质谱是应用不同的飞行时间质谱是应用不同的 m/ z m/ z 离子的飞行速度不离子的飞行速度不同,离子飞行通过相同的路径到达检测器的时间不同而获同,离子飞行通过相同的路径到达检测器的时间不同而获得质量分离。得质量分离。

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飞行时间质谱仪特点为:飞行时间质谱仪特点为:

(( 11 )质量分析器既不需要磁场,又不需要电场,只需要直)质量分析器既不需要磁场,又不需要电场,只需要直线飘移空间。因此,仪器的机械结构较简单。线飘移空间。因此,仪器的机械结构较简单。

(( 22 )扫描速度快,可在)扫描速度快,可在 1010-5-5~~ 1010-6-6ss 时间内观察、记录整时间内观察、记录整段质谱,使此类分析器可用于研究快速反应。段质谱,使此类分析器可用于研究快速反应。

(( 33 )不存在聚焦狭缝,因此灵敏度很高。)不存在聚焦狭缝,因此灵敏度很高。(( 44 )测定的质量范围仅决定于飞行时间,可达到几十万)测定的质量范围仅决定于飞行时间,可达到几十万 uu 。。

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3.3.4 3.3.4 傅立叶变换质谱仪傅立叶变换质谱仪

傅立叶变换质谱是近十几年发展的一种新技术,其工傅立叶变换质谱是近十几年发展的一种新技术,其工作原理与上述几种质量分析器有本质的差别,该技术应用作原理与上述几种质量分析器有本质的差别,该技术应用快速傅立叶变换方法将离子的频率信号转换为质谱信号。快速傅立叶变换方法将离子的频率信号转换为质谱信号。优点是分辨率高,而且灵敏度随分辨率提高而提高。优点是分辨率高,而且灵敏度随分辨率提高而提高。

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3.3.5 3.3.5 质量分析器的主要技术参数质量分析器的主要技术参数

分辨率(分辨率( ResolutionResolution )) 灵敏度(灵敏度( SensitivitySensitivity )) 质量范围(质量范围( MassRangeMassRange ))

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(( 11 ) 理论分辨率规定为两个质量为) 理论分辨率规定为两个质量为 M1M1 和和 M2M2 的相邻质的相邻质谱峰刚好分开时仪器的分辨本领,用谱峰刚好分开时仪器的分辨本领,用 RR表示,即两峰质量表示,即两峰质量的平均值与它们的质量差的比值。 的平均值与它们的质量差的比值。

Page 30: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

(( 22 )灵敏度是表示质谱峰强度与所需样品量之间关系的量)灵敏度是表示质谱峰强度与所需样品量之间关系的量度。度。

目前有机质谱的灵敏度的测试一般用某一浓度的利血目前有机质谱的灵敏度的测试一般用某一浓度的利血平平 (Reserpine)(Reserpine) ,绝对进样量为,绝对进样量为 pgpg级时所产生质谱信号级时所产生质谱信号的信噪比的信噪比 (S(S // NN ,即峰高与基线宽度之比,即峰高与基线宽度之比 ))表示。表示。

一般来说,有机质谱仪的分辨率和灵敏度是相互制约一般来说,有机质谱仪的分辨率和灵敏度是相互制约的。 的。

Page 31: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

(( 33 )有机质谱仪的质量范围是指仪器能够准确测定离)有机质谱仪的质量范围是指仪器能够准确测定离子的最大质量数。最大质量数的获得与加速电压有直接子的最大质量数。最大质量数的获得与加速电压有直接的联系。加速电压同质荷比的联系。加速电压同质荷比 mm // zz 成反比,降低加速电成反比,降低加速电压,可提高所测的最大质量数,但同时会造成分辨率和压,可提高所测的最大质量数,但同时会造成分辨率和灵敏度的降低。 灵敏度的降低。

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3.43.4 、 串联质量分析器、 串联质量分析器

二级质谱串联是选择一定质量的离子通过一级质谱二级质谱串联是选择一定质量的离子通过一级质谱(MS1) (MS1) ,使其进入碰撞室,与室内充有的碰撞气体,使其进入碰撞室,与室内充有的碰撞气体 (( 常常用气体为用气体为 HeHe ,, Ar Ar ,, XeXe ,, CHCH44 等等 ) ) 进行碰撞诱导裂进行碰撞诱导裂解解 (CID) (CID) ,发生离子,发生离子 - - 分子碰撞反应,产生子离子,再分子碰撞反应,产生子离子,再经第二级质谱经第二级质谱 (MS2) (MS2) 进行分析。进行分析。

串联质量分析器的优势在于不仅能够提供分子量信串联质量分析器的优势在于不仅能够提供分子量信息,而且可以提供分子结构信息。 息,而且可以提供分子结构信息。

Page 33: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

MS/ MS MS/ MS 仪主要有仪主要有 3 3 种数据采集方式种数据采集方式 ::

(( 11 )子离子扫描:选择一定的母离子经)子离子扫描:选择一定的母离子经 CID CID 活化,活化, MS2 MS2

记录产生的子离子。记录产生的子离子。(( 22 )母离子扫描:选择)母离子扫描:选择 MS2 MS2 中的某一子离子,测定中的某一子离子,测定 MS1 MS1

中的所有母离子。中的所有母离子。(( 33 )中性丢失扫描:)中性丢失扫描: MS1MS1 和和 MS2 MS2 同时扫描,但同时扫描,但 MS2 MS2 与与

MS1 MS1 始终保持质量差始终保持质量差 Δm Δm ,最终的谱图将显示那些来自,最终的谱图将显示那些来自一级谱图中通过裂解丢失中性碎片一级谱图中通过裂解丢失中性碎片 (Δm) (Δm) 的离子。的离子。

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3.5 3.5 检测器检测器

质谱检测器通常为光电倍增器或电子倍增器,电子倍质谱检测器通常为光电倍增器或电子倍增器,电子倍增器(又称转换打拿极,增器(又称转换打拿极, ConversionDynodeConversionDynode )将离子)将离子流转化为电流,所采集的信号经放大并转化为数字信号,流转化为电流,所采集的信号经放大并转化为数字信号,通计算机处理后得到质谱图。 通计算机处理后得到质谱图。

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3.6 3.6 真空系统真空系统

有机质谱仪的真空系统一般为大抽速机械泵和涡轮分有机质谱仪的真空系统一般为大抽速机械泵和涡轮分子泵组合构成差分抽气高真空系统,其真空度需达到子泵组合构成差分抽气高真空系统,其真空度需达到 1.31.3

3×103×10-2-2~~ 1010-5-5PaPa ,即,即 1010-5-5 mmHg mmHg~~ 1010-7-7mmHgmmHg 。 。

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3.7 3.7 数据处理数据处理 在液质联用过程中,不同组分的色谱保留时间和由质在液质联用过程中,不同组分的色谱保留时间和由质

谱得到其离子的相对强度组成色谱总离子流图,即质量谱得到其离子的相对强度组成色谱总离子流图,即质量色谱图。色谱图。

亦可固定某质荷比,对整个色谱流出物进行选择离子亦可固定某质荷比,对整个色谱流出物进行选择离子检测检测 (Selected lon Monitoring(Selected lon Monitoring ,, SIM)SIM) ,得到选择离子,得到选择离子流图。流图。

质谱离子的多少用丰度质谱离子的多少用丰度 (Abundance)(Abundance) 表示,即具有表示,即具有某质荷比离子的数量。 某质荷比离子的数量。

Page 37: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

44 、液相色谱、液相色谱 -- 质谱联用仪的维护质谱联用仪的维护

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4.1 4.1 仪器检定仪器检定

参考国家教育委员会“参考国家教育委员会“ JJJJ (教委)(教委) 003―199003―199

66 有机质谱仪检定规程”进行检定。有机质谱仪检定规程”进行检定。

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4.1.1 4.1.1 技术要求技术要求

(( 11 )外观要求 仪器应有规定标志;仪器各部件应完好无)外观要求 仪器应有规定标志;仪器各部件应完好无损,整个仪器系统的连接应正确无误。损,整个仪器系统的连接应正确无误。

(( 22 ) 安装条件 仪器应置于平稳工作台上,仪器室应无剧) 安装条件 仪器应置于平稳工作台上,仪器室应无剧烈震动,无有机蒸气及腐蚀性气体,附近无强电场和强烈震动,无有机蒸气及腐蚀性气体,附近无强电场和强磁场干扰,室内应有空气交换系统,通风良好,室温应磁场干扰,室内应有空气交换系统,通风良好,室温应在在 15C15C~~ 25℃25℃,相对湿度小于,相对湿度小于 70%70% ,仪器供电电压,仪器供电电压 22

20V±10V,20V±10V, 频率频率 50Hz50Hz 。。

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4.1.2 4.1.2 检定项目检定项目 (( 11 ) 真空系统 ) 真空系统 (( 22 )质量范围 )质量范围 (( 33 )质量稳定度及准确度 )质量稳定度及准确度 (( 44 )分辨率 )分辨率 (( 55 )全扫描)全扫描 MS/MSMS/MS灵敏度灵敏度(( 66 )数据系统 仪器控制软件 )数据系统 仪器控制软件

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4.1.3 4.1.3 检定方法检定方法

(( 11 )检查仪器的安装是否符合要求,外观是否完整,)检查仪器的安装是否符合要求,外观是否完整,联接 是否有误。联接 是否有误。

(( 22 ) 真空度 高真空铝发射真空计显示真空度达到) 真空度 高真空铝发射真空计显示真空度达到 11

00-5-5 mmHg mmHg~~ 1010-7-7mmHgmmHg 。。

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4.1.3 4.1.3 检定方法检定方法

(( 33 )质量范围及质量数检定)质量范围及质量数检定 配制一定浓度含有咖啡因、吗啡、高聚物配制一定浓度含有咖啡因、吗啡、高聚物 UItramaUItrama

rk1621rk1621 等的校验储备液,安装电喷雾离子源等的校验储备液,安装电喷雾离子源 (ESI)(ESI) ,,采用流动泵进样,流速采用流动泵进样,流速 3μl/min3μl/min ,正离子检测校,收集,正离子检测校,收集累计质谱信号,并同其标准图谱进行对比,校准质量数。累计质谱信号,并同其标准图谱进行对比,校准质量数。

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4.1.3 4.1.3 检定方法检定方法

(( 44 )质量稳定度及准确度)质量稳定度及准确度 在在 50%50% 异丙醇异丙醇 /50%/50%水的溶剂中,配制浓度为水的溶剂中,配制浓度为 0.1ng/0.1ng/

ulul 利血平的溶液,采用流动泵进样,流速利血平的溶液,采用流动泵进样,流速 3μl /min3μl /min ,正,正离子检测模式,分别安装电喷雾离子源离子检测模式,分别安装电喷雾离子源 (ESI)(ESI) 和大气压化和大气压化学电离离子源学电离离子源 (APCI)(APCI) ,设定相应质谱条件,间隔,设定相应质谱条件,间隔 22 小时小时进样一次,共进样进样一次,共进样 55次,收集累计质谱信号,并同其利血次,收集累计质谱信号,并同其利血平标准分子离子峰(平标准分子离子峰( M+1=609.3M+1=609.3 )进行对比,达到质量)进行对比,达到质量稳定度稳定度 ±0.1amu/h±0.1amu/h 。质量准确度。质量准确度 ±0.1amu±0.1amu 。。

Page 44: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

4.1.3 4.1.3 检定方法检定方法

(( 55 )分辨率)分辨率 取质量范围及质量数检定项中校验储备液,安装电取质量范围及质量数检定项中校验储备液,安装电

喷雾离子源喷雾离子源 (ESI)(ESI) ,采用流动泵进样,流速,采用流动泵进样,流速 3μl /min3μl /min ,,正离子检测模式,收集质谱信号,正离子检测模式,收集质谱信号, ZoomScanZoomScan模式,模式,考察质量范围考察质量范围 m/z1822m/z1822 质谱信号,计算分辨率质谱信号,计算分辨率 RR>> 2020

0000 。。

Page 45: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

4.1.3 4.1.3 检定方法检定方法

(( 66 )全扫描)全扫描 MS/MSMS/MS灵敏度灵敏度 选用电喷雾离子源或大气压化学电离离子源,在电磁选用电喷雾离子源或大气压化学电离离子源,在电磁六通阀上安装六通阀上安装 2u12u1 定量管,连接液相泵,设定质谱条件,定量管,连接液相泵,设定质谱条件,正离子检测模式。正离子检测模式。

取浓度为取浓度为 1pg/μl1pg/μl 的利血平溶液进样的利血平溶液进样 2μl2μl ,选取,选取 50%50%

异丙醇异丙醇 /50%/50%水为流动相,流速水为流动相,流速 350350~~ 400u1/min400u1/min ,质,质谱扫描范围谱扫描范围 165-615165-615 ,选择全扫描,选择全扫描 MS/MSMS/MS模式,优化模式,优化碰撞能量,采集碰撞能量,采集 m/zm/z 为为 609609准分子离子峰的二级碎片离准分子离子峰的二级碎片离子子 (195(195 、、 397397 、、 448)448) 信号,其信噪比最小为信号,其信噪比最小为 5050 :: 11 。。

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4.1.3 4.1.3 检定方法检定方法

(( 77 )数据系统)数据系统 (( 包括计算机检索包括计算机检索 ))

检测仪器控制软件及其它相关软件各项功能能否正确检测仪器控制软件及其它相关软件各项功能能否正确使用。 使用。

Page 47: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

4.1.4 4.1.4 检定结果处理和检定周期检定结果处理和检定周期

(( 11 )经检定结果全部项目均符合技术要求者)经检定结果全部项目均符合技术要求者 ,, 判为合格判为合格 ,,

方可使用。若个别指标达不到要求又难以维修方可使用。若个别指标达不到要求又难以维修 ,, 但不影响但不影响定性定量结果准确性者定性定量结果准确性者 ,, 可作为准用品。可作为准用品。

(( 22 )新安装或检修后的仪器应按本规程进行裣测。液相色)新安装或检修后的仪器应按本规程进行裣测。液相色谱―离子阱质谱的检定周期为谱―离子阱质谱的检定周期为 22年。年。

Page 48: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

4.2 4.2 仪器使用注意事项仪器使用注意事项

(( 11 )为确证质谱真空系统良好的工作状态,真空泵泵油以)为确证质谱真空系统良好的工作状态,真空泵泵油以及涡轮分子泵油芯需定期更换。 及涡轮分子泵油芯需定期更换。

(( 22 )液质联用仪工作温度在)液质联用仪工作温度在 15℃15℃~~ 25 ,℃25 ,℃ 相对湿度应小相对湿度应小于于 70%70% 。。

Page 49: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

4.2 4.2 仪器使用注意事项仪器使用注意事项

(( 33 ) 液质联用仪应避免振动及阳光直射,其工作环境中应) 液质联用仪应避免振动及阳光直射,其工作环境中应保持一定的通风保持一定的通风 ,, 避免高浓度的有机蒸气或腐蚀性气体。避免高浓度的有机蒸气或腐蚀性气体。

(( 44 )液质联用仪应避免各种磁场及高频电场干扰。)液质联用仪应避免各种磁场及高频电场干扰。

Page 50: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

4.2 4.2 仪器使用注意事项仪器使用注意事项

(( 55 )液质联用仪涉及到仪器中的高电压、有机溶剂及高)液质联用仪涉及到仪器中的高电压、有机溶剂及高压钢瓶压钢瓶 ,, 实验时应严格执行相关的实验室安全规则。实验时应严格执行相关的实验室安全规则。

Page 51: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

55 、 液相色谱、 液相色谱 -- 质谱联用分析方法的建质谱联用分析方法的建立立

Page 52: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

5.1 5.1 样品的制备样品的制备

(( 11 )所有样品必须过滤;)所有样品必须过滤;(( 22 )盐浓度高的样品应预先脱盐处理;)盐浓度高的样品应预先脱盐处理;(( 33 )未知样品应遵循浓度宁稀勿浓,由低到高的规律;)未知样品应遵循浓度宁稀勿浓,由低到高的规律;(( 44 )比较复杂的混合物样品一般不宜直接进样。)比较复杂的混合物样品一般不宜直接进样。

Page 53: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

5.2 5.2 色谱条件的确定色谱条件的确定

根据样品情况选择合适的色谱柱,确定正相或反相的根据样品情况选择合适的色谱柱,确定正相或反相的流动相体系、梯度洗脱条件及洗脱速度,若配备紫外检测流动相体系、梯度洗脱条件及洗脱速度,若配备紫外检测器可选择适宜的检测波长。器可选择适宜的检测波长。

Page 54: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

5.2.15.2.1 流动相的准备流动相的准备 (( 11 )流动相禁止使用非挥发性添加剂、无机酸、金属碱、)流动相禁止使用非挥发性添加剂、无机酸、金属碱、盐及表面活性剂等试剂。盐及表面活性剂等试剂。

(( 22 )色谱流动相一般选择色谱纯级试剂。)色谱流动相一般选择色谱纯级试剂。(( 33 )流动相添加剂一般选择分析纯级甲酸铵、乙酸铵、甲)流动相添加剂一般选择分析纯级甲酸铵、乙酸铵、甲酸、乙酸、氨水、碳酸氢铵,慎用三氟乙酸。酸、乙酸、氨水、碳酸氢铵,慎用三氟乙酸。

(( 44 )流动相添加剂酸的浓度一般控制在)流动相添加剂酸的浓度一般控制在 0.1%0.1% 以下,盐的以下,盐的浓度一般控制在浓度一般控制在 20mM20mM 以下。 以下。

Page 55: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

5.2.25.2.2 对流速的要求对流速的要求

使用液质联用方式,根据选用离子源的不同,确定液使用液质联用方式,根据选用离子源的不同,确定液相色谱出口流速以及是否分流进样,并配套相应的各气体相色谱出口流速以及是否分流进样,并配套相应的各气体参数,使用直接进样时起始流速参数,使用直接进样时起始流速 5ul/min5ul/min ,最大流速不能,最大流速不能超过超过 20u1/min(20u1/min( 包括冲洗时流速包括冲洗时流速 )) 。 。

Page 56: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

5.3 5.3 质谱条件的确定质谱条件的确定

5.3.1 5.3.1 根据分析目标化合物的性质选择相应的离子源。根据分析目标化合物的性质选择相应的离子源。5.3.2 5.3.2 根据进样系统及样品的不同,选择相应离子源根据进样系统及样品的不同,选择相应离子源

接口,设定相应的源电压、气化温度、传输线温度、接口,设定相应的源电压、气化温度、传输线温度、传输线电压及氮气流速。传输线电压及氮气流速。

5.3.3 5.3.3 碰撞气钢瓶出口压力碰撞气钢瓶出口压力 0.2Mpa0.2Mpa ,氮气钢瓶出口压,氮气钢瓶出口压力力 0.6MPa0.6MPa 。。

5.3.4 5.3.4 根据测试要求及样品情况,设定质谱扫描速度、根据测试要求及样品情况,设定质谱扫描速度、质量范围及扫描条件。质量范围及扫描条件。

Page 57: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

5.4 5.4 样品测定样品测定

5.4.1 5.4.1 定性分析:确认化合物准分子离子峰,进行二级质谱定性分析:确认化合物准分子离子峰,进行二级质谱扫描,推断化合物断裂机理,并结合其他表征及相关信息,扫描,推断化合物断裂机理,并结合其他表征及相关信息,推测化合物分子结构。推测化合物分子结构。

5.4.2 5.4.2 定量分析 可采用外标法或内标法定量分析 可采用外标法或内标法

Page 58: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

二、 液相色谱二、 液相色谱 -- 质谱联用技术质谱联用技术 在医药领域中的应用 在医药领域中的应用

Page 59: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

11 、抗生素药物中有关物质研究、抗生素药物中有关物质研究

多组分抗生素含有多个组分,且含有相同的母核,差多组分抗生素含有多个组分,且含有相同的母核,差别仅在于取代基的不同,利用别仅在于取代基的不同,利用 LC-MSLC-MS 所得到的有关相对所得到的有关相对分子质量以及碎片峰的信息,结合紫外光谱和色谱保留行分子质量以及碎片峰的信息,结合紫外光谱和色谱保留行为可快速灵敏的对组分结构进行鉴定。使同时分析多个化为可快速灵敏的对组分结构进行鉴定。使同时分析多个化合物成为可能合物成为可能 ,, 并显示了极大优势。 并显示了极大优势。

Page 60: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

牛长群等采用牛长群等采用 HPLC-MSHPLC-MS 法报道了氨苄西林、阿莫西林法报道了氨苄西林、阿莫西林中有关物质的检查,分析确定了氨苄西林、阿莫西林中的中有关物质的检查,分析确定了氨苄西林、阿莫西林中的有关物质。用有关物质。用 HPLC-ESI-MSHPLC-ESI-MS 对加速实验样品进行分析,对加速实验样品进行分析,通过解析相关物质的质谱,确定了通过解析相关物质的质谱,确定了 13 13 种氨苄西林的相关物种氨苄西林的相关物质及质及 9 9 种阿莫西林的相关物质,并定量分析了实际样品中种阿莫西林的相关物质,并定量分析了实际样品中的相关物质,为有效控制氨苄西林及阿莫西林的质量提供的相关物质,为有效控制氨苄西林及阿莫西林的质量提供

了重要依据。了重要依据。

Page 61: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

胡敏、胡昌勤应用胡敏、胡昌勤应用 HPLC-( + ) ESI-MSHPLC-( + ) ESI-MS 快速鉴定了头快速鉴定了头孢硫脒的降解产物,以孢硫脒的降解产物,以 1%1%冰醋酸溶液冰醋酸溶液 --乙腈乙腈 (85: 15)(85: 15) 为为流动相,经流动相,经 CC1818 柱分离,通过电喷雾串联质谱,正离子检柱分离,通过电喷雾串联质谱,正离子检测,获得降解产物的相对分子质量信息和碎片信息,并辅测,获得降解产物的相对分子质量信息和碎片信息,并辅助助 UVUV 特征和色谱保留特征确定降解产物的结构。结果在特征和色谱保留特征确定降解产物的结构。结果在所建立的条件下,头孢硫脒及其降解产物得到有效的分离,所建立的条件下,头孢硫脒及其降解产物得到有效的分离, 22 个主要降解产物分别为去乙酰基头孢硫脒和头孢硫脒内个主要降解产物分别为去乙酰基头孢硫脒和头孢硫脒内酯。酯。

Page 62: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

周红华用周红华用 LC-MSLC-MS 技术分离并鉴定加替沙星注射液光降技术分离并鉴定加替沙星注射液光降解产物。实验表明:加替沙星注射液经光照后增加了一光解产物。实验表明:加替沙星注射液经光照后增加了一光降解杂质峰,该杂质的相对分子质量为降解杂质峰,该杂质的相对分子质量为 335335 。经推断,加。经推断,加替沙星注射液光降解杂质的结构为:替沙星注射液光降解杂质的结构为: 6-6-氟氟 -8--8-甲氧基甲氧基 -7--7-

(3-(3-甲基甲基 -1--1-哌嗪基哌嗪基 )-1 ,4-)-1 ,4- 二氢二氢 -4--4-氧代氧代 -3--3-喹啉羧酸。加喹啉羧酸。加替沙星注射液在避光条件下保存是稳定的。替沙星注射液在避光条件下保存是稳定的。

Page 63: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

22 、天然药物质量控制中的应用、天然药物质量控制中的应用

2.12.1 中药化学成分分析中药化学成分分析 利用利用 LC-MSLC-MS 技术分析中药化学成分一直是比较热门的技术分析中药化学成分一直是比较热门的领域,包括皂苷类、生物碱类、黄酮类、酚酸、醇苷类等领域,包括皂苷类、生物碱类、黄酮类、酚酸、醇苷类等成分的分析研究,为进一步全面了解中药有效成分和药理成分的分析研究,为进一步全面了解中药有效成分和药理奠定基础。相关报道见表 奠定基础。相关报道见表 11 。 。

Page 64: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

表 1 国内外期刊关于 LC-MS在中药化学成分分析中应用的报道

分析物 测定成分 联用技术

细辛及养血清脑颗粒 马兜铃酸 A HPLC-ESI-QQQMS

湖北小连翘 金丝桃素类、黄酮类等 12 种化学成分 HPLC-ESI-MS

车前子 苯乙醇苷类毛蕊花苷、异毛蕊花苷、大车前苷、 HPLC-ESI-MS 黄酮类物质野漆树苷

黄芪 12种黄酮类和 6 种皂苷类化合物 HPLC-ESI-TOF MS

莲子心中生物碱 前荷叶碱、莲心季铵碱、莲心碱、异莲心碱、 HPLC-DAD-ESI-TOF MS 荷叶碱和甲基莲心碱

决明子 决明苷 B2等 9 种成分 HPLC-ESI-MS

葛根中的异黄酮 葛根素 24’-o-D-葡萄糖苷等 17 种成分 HPLC-ESI-trap MS

黄蜀葵花 17个黄酮醇糖苷和 2 个黄酮醇苷元 HPLC-ESI/Q-TOF MS/MS

抗癌药 PHY906 类黄酮及三萜皂苷等 64 种活性成分 LC-ESI-TOF MS

丹参中酚酸成分 42 种酚酸成分可被鉴定 LC-MSn 双黄连口服液 7种苯基乙醇苷类、 3种木脂素类、 7 种奎尼酸类、 LC-MSn 6种皂苷类、 4种黄酮类化合物

Page 65: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

2.2 2.2 中药指纹图谱研究中药指纹图谱研究

中药指纹图谱是指基于整体识别中药的观念,以系统的中药指纹图谱是指基于整体识别中药的观念,以系统的中药化学成分研究为基础,采用一定的分析手段,将反映中药化学成分研究为基础,采用一定的分析手段,将反映中药特征的化学成分以图谱的形式描绘出来,主要用于评中药特征的化学成分以图谱的形式描绘出来,主要用于评价中药材以及中药制剂的质量。价中药材以及中药制剂的质量。

在未能将中药复杂成分完全弄清楚的情况下,指纹图在未能将中药复杂成分完全弄清楚的情况下,指纹图谱是总体反映药材及其制剂内在质量和稳定性的可行手段,谱是总体反映药材及其制剂内在质量和稳定性的可行手段,将其作为中药及其制剂的质量控制方法也已成为国际共识。将其作为中药及其制剂的质量控制方法也已成为国际共识。

Page 66: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

丁春光采用丁春光采用 HPLC-DADHPLC-DAD 和和 HPLC-HRMSHPLC-HRMS 技术研究不技术研究不同贮存年限陈皮的指纹图谱,陈皮甲醇提取物同贮存年限陈皮的指纹图谱,陈皮甲醇提取物 HPLCHPLC指纹指纹图谱得到图谱得到 1515 个共有峰,对其中个共有峰,对其中 99 个成分进行指认。共有个成分进行指认。共有峰多为黄酮类化合物,含量随贮存时间变化较小,其质谱峰多为黄酮类化合物,含量随贮存时间变化较小,其质谱裂解数据具有较强的规律性。裂解数据具有较强的规律性。

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周欣建立蓬莪术药材甲醇提取物的周欣建立蓬莪术药材甲醇提取物的 LC-MSLC-MS指纹图谱指纹图谱评价方法。结果显示四川种植的蓬莪术药材醇提物指纹图评价方法。结果显示四川种植的蓬莪术药材醇提物指纹图谱相似度良好,谱相似度良好, 1414 个共有峰中经鉴定,个共有峰中经鉴定, 44~~ 66号峰和号峰和 99

号峰分别为姜黄素、脱甲氧基姜黄素、莪术稀醇和莪术酮。号峰分别为姜黄素、脱甲氧基姜黄素、莪术稀醇和莪术酮。

Page 68: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

樊夏雷将樊夏雷将 HPLC-DAD-ESI/MSHPLC-DAD-ESI/MS 技术用于不同产地关木技术用于不同产地关木通醇提物的指纹图谱研究,建立了含通醇提物的指纹图谱研究,建立了含 3030 个共有峰为特征个共有峰为特征指纹信息的指纹信息的 HPLC-DAD-ESI/MSHPLC-DAD-ESI/MS 指纹图谱,经对指纹图谱,经对 2424批样批样品进行分析,各产地关木通之间相似性良好。品进行分析,各产地关木通之间相似性良好。

Page 69: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

33 、药物代谢研究、药物代谢研究

液质联用技术在分析药物及其在各种复杂生物基质液质联用技术在分析药物及其在各种复杂生物基质(( 全血、血浆、尿、胆汁及生物组织全血、血浆、尿、胆汁及生物组织 ) ) 中的代谢产物时中的代谢产物时 ,,

由于其选择性强、灵敏度高由于其选择性强、灵敏度高 ,, 不仅可以避免复杂、烦琐、不仅可以避免复杂、烦琐、耗时的样品前处理工作,而且能分离鉴定难于辨识的痕耗时的样品前处理工作,而且能分离鉴定难于辨识的痕量药物代谢产物,尤其是串联质谱的应用量药物代谢产物,尤其是串联质谱的应用 ,, 通过多反应检通过多反应检测测 (MRM) ,(MRM) , 可以提高分析的专一性可以提高分析的专一性 ,, 改善信噪比改善信噪比 ,, 提高灵提高灵敏度敏度 ,, 从而快速方便地解决问题。从而快速方便地解决问题。

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3.13.1 药物体内代谢产物的样品的获得和预处 药物体内代谢产物的样品的获得和预处理技术理技术

(( 11 )在给药后由血、尿、粪便等体液及排泄物中获得;)在给药后由血、尿、粪便等体液及排泄物中获得;(( 22 )用含药物的营养液灌流离体脏器与组织切片获得;)用含药物的营养液灌流离体脏器与组织切片获得;(( 33 )药液与肝微粒体酶等药物代谢酶温孵获得。 )药液与肝微粒体酶等药物代谢酶温孵获得。

Page 71: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

样品的预处理 技术:样品的预处理 技术:

(( 11 )液)液 -- 液萃取液萃取 (LLE) (LLE)

(( 22 )沉淀蛋白质 )沉淀蛋白质 (( 33 )固相萃取)固相萃取 (SPE) (SPE)

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3.2 LC-MS3.2 LC-MS 在中药药物代谢研究中的应用在中药药物代谢研究中的应用

3.2.1 3.2.1 中药代谢产物研究中药代谢产物研究 艾路等采用艾路等采用 LC-ESI-MSnLC-ESI-MSn 技术从具有乌头碱中毒临床技术从具有乌头碱中毒临床表现的患者尿液中检测到表现的患者尿液中检测到 55 种乌头生物碱代谢产物保存着种乌头生物碱代谢产物保存着乌头生物碱的基本结构即乌头烷骨架,可逆证或指示乌头乌头生物碱的基本结构即乌头烷骨架,可逆证或指示乌头生物碱进入机体,因而可作为乌头碱中毒的指示物,并可生物碱进入机体,因而可作为乌头碱中毒的指示物,并可在法医学上取代在生物体内代谢迅速难以检测的中毒指标在法医学上取代在生物体内代谢迅速难以检测的中毒指标物乌头碱。物乌头碱。

Page 73: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

刘安昌等将大鼠灌胃给予姜黄素刘安昌等将大鼠灌胃给予姜黄素 500mg/kg500mg/kg ,连续收,连续收集集 00~~ 1616 小时累积尿样,采用小时累积尿样,采用 LC-MS/MSLC-MS/MS 法分析原尿法分析原尿液及液及 β-β- 葡萄糖醛酸水解酶酶解后尿样。检测到尿中存在葡萄糖醛酸水解酶酶解后尿样。检测到尿中存在姜黄素原形药及姜黄素原形药及 77 种代谢产物,即二氢姜黄素、姜黄素种代谢产物,即二氢姜黄素、姜黄素的葡萄糖醛酸结合物、六氢姜黄素的葡萄糖醛酸结合物、的葡萄糖醛酸结合物、六氢姜黄素的葡萄糖醛酸结合物、四氢姜黄素、六氢姜黄素、四氢姜黄素的葡萄糖醛酸结合四氢姜黄素、六氢姜黄素、四氢姜黄素的葡萄糖醛酸结合物、姜黄醇,其中二氢姜黄素为首次报道。物、姜黄醇,其中二氢姜黄素为首次报道。

Page 74: 液相色谱 - 质谱联用技术 在药品质量控制中的应用

3.2.23.2.2 中药药代动力学研究中药药代动力学研究

中药及其复方的药物动力学研究主要是研究药物在体中药及其复方的药物动力学研究主要是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄,用数学模型来定量描述药内的吸收、分布、代谢和排泄,用数学模型来定量描述药物在体内的动态过程。它对中药药理学及中医临床医学的物在体内的动态过程。它对中药药理学及中医临床医学的发展有着重要意义。相关报道见表 发展有着重要意义。相关报道见表 22 。。

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表 2 国内外期刊关于 LC-MS在中药药代动力学研究中应用的报道

分析物 给药方式 研究对象 联用技术

鼠血浆 静脉给药 山奈酚 -3-O- 芸香糖苷 LC-ESI-MS 山奈酚 -3-O- 芸香糖苷

Beagle 犬血浆 分别单剂量静注 人参皂苷 20(R)-Rh2 LC-ESI-MS

或灌胃人参皂苷 20(R)-Rh2

人血浆 静脉滴注注射用银黄 绿原酸与黄芩苷 UPLC-MS/MS 大鼠肝微粒体 37℃ 水浴温孵震荡 葛根素 LC-ESI-MS Beagle 犬血浆 分别静注或灌胃 雷公藤内酯醇 LC-APCI-MS 雷公藤内酯醇 大鼠血浆 灌胃丹酚酸 A 丹酚酸 A LC-MS/MS 大鼠血浆 灌胃大红花景天汤 红景天苷 LC-ESI-SIM-MS 大鼠血浆 静注苦碟子注射液 木犀草素苷 LC-MS

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3.3 LC-MS3.3 LC-MS 在化学合成药物代谢研究中的应用在化学合成药物代谢研究中的应用

将液质联用技术应用于药物代谢研究是该技术在医药将液质联用技术应用于药物代谢研究是该技术在医药领域中应用最广泛、研究论文报道最多的领域。液相与质领域中应用最广泛、研究论文报道最多的领域。液相与质谱或串联质谱联用显示了独特的优势谱或串联质谱联用显示了独特的优势 ,, 代表了药物代谢研代表了药物代谢研究的发展趋势。究的发展趋势。

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3.3.1 3.3.1 化学合成药物代谢产物研究化学合成药物代谢产物研究

沈家骢等用沈家骢等用 LC-MS LC-MS 鉴定了新型抗镇痛剂鉴定了新型抗镇痛剂 SPZ247SPZ247 在在家兔体内羟基化及其结合型代谢物。用选择离子监测和多家兔体内羟基化及其结合型代谢物。用选择离子监测和多级全扫描质谱级全扫描质谱 (MS(MSnn) ) 分析,确定了药物在体内的代谢途分析,确定了药物在体内的代谢途径和代谢物结构。径和代谢物结构。

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杜宗敏等研究苯丙哌林在人体内的羟基化代谢过程,杜宗敏等研究苯丙哌林在人体内的羟基化代谢过程,收集人单剂量口服收集人单剂量口服 60mg60mg苯丙哌林苯丙哌林 00~~ 24 h 24 h 尿样,经固尿样,经固相萃取后用相萃取后用 LC/MSLC/MSnn 检测羟基化代谢产物。结果在人尿中检测羟基化代谢产物。结果在人尿中发现苯丙哌林的发现苯丙哌林的 55 种羟基化代谢产物和它们与内源性葡糖种羟基化代谢产物和它们与内源性葡糖醛酸和硫酸的结合物,与代谢物对照品的液相色谱和质谱醛酸和硫酸的结合物,与代谢物对照品的液相色谱和质谱信息比较,确证了其中两种代谢产物的结构分别为信息比较,确证了其中两种代谢产物的结构分别为 4″- 4″- 羟羟基苯丙哌林和基苯丙哌林和 4 - 4 - 羟基苯丙哌林。苯丙哌林的羟基化代谢羟基苯丙哌林。苯丙哌林的羟基化代谢优先发生在芳环烷氧基对位,优先发生在芳环烷氧基对位, 55 种羟基化代谢产物在尿中种羟基化代谢产物在尿中主要以葡糖苷酸或硫酸酯结合物形式存在。 主要以葡糖苷酸或硫酸酯结合物形式存在。

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3.3.2 3.3.2 化学合成药物药代动力学和生物等效性化学合成药物药代动力学和生物等效性研究研究 丁劲松等采用固相微萃取,丁劲松等采用固相微萃取, LC-MSLC-MS 方法测定人血浆中方法测定人血浆中奥曲肽浓度,经分别肌注奥曲肽试验制剂和参比制剂奥曲肽浓度,经分别肌注奥曲肽试验制剂和参比制剂 200200

μg,μg, 不同时间点采血不同时间点采血 ,, 研究国产奥曲肽注射剂的人体生物研究国产奥曲肽注射剂的人体生物利用度。单剂量利用度。单剂量 imim奥曲肽奥曲肽 200μg200μg 后两种制剂的后两种制剂的 CmaxCmax 分分别为别为 (19±10)μg·L-1(19±10)μg·L-1 和和 (19±11)μg·L-1,Tmax(19±11)μg·L-1,Tmax 分别为分别为 (0.5 (0.5

0± 0.15 )h0± 0.15 )h 和和 (0.52± 0.20)h(0.52± 0.20)h ;; AUCAUC (( 0-7h0-7h )分别为)分别为 (50(50

± 25)h·μg·L-1± 25)h·μg·L-1 和和 (50± 25)h·μg·L-1(50± 25)h·μg·L-1 ,, T1/2T1/2 分别为分别为 (1.5± (1.5±

0.8)h0.8)h 和和 (1.5± 0.8)h(1.5± 0.8)h ,国产奥曲肽注射液的相对生物利用,国产奥曲肽注射液的相对生物利用度为度为 101%±10%101%±10% ,两种注射剂为生物等效制剂。,两种注射剂为生物等效制剂。

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44 、生物大分子分析、生物大分子分析

液质联用技术的发展,尤其是电喷雾(液质联用技术的发展,尤其是电喷雾( ESIESI )技术的)技术的发展,为生物大分子的检测提供了一种强有力的工具。由发展,为生物大分子的检测提供了一种强有力的工具。由于于 ESIESI 是一种很温和的电离方法,特别适合分析强极性、是一种很温和的电离方法,特别适合分析强极性、难挥发或热不稳定的化合物;再者,难挥发或热不稳定的化合物;再者, ESIESI 能把许多电荷附能把许多电荷附着于大分子上,形成多电荷离子,因而利用常规质荷比范着于大分子上,形成多电荷离子,因而利用常规质荷比范围的质谱仪即可实现大分子质量离子的测定。加上围的质谱仪即可实现大分子质量离子的测定。加上 HPLCHPLC

的分离能力,即使是不纯的或是较复杂的混和物,也能得的分离能力,即使是不纯的或是较复杂的混和物,也能得

到满意的结果。到满意的结果。

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4.1 4.1 在蛋白质分离和鉴定中的应用在蛋白质分离和鉴定中的应用

蛋白质组就是基因组所表达的所有蛋白质。目前,用蛋白质组就是基因组所表达的所有蛋白质。目前,用于“海量”蛋白质混合物的高效分离方法主要有二维电泳于“海量”蛋白质混合物的高效分离方法主要有二维电泳和高效液相色谱两种方法。而高效液相色谱方法与质谱联和高效液相色谱两种方法。而高效液相色谱方法与质谱联

用可以克服二维凝胶电泳存在的缺陷。用可以克服二维凝胶电泳存在的缺陷。

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Cunsolo Cunsolo 等将等将 RPHPLC-ESI-MSRPHPLC-ESI-MS 用于花粉中引起用于花粉中引起过敏的蛋白质中二硫键的确证以及所含半胱氨酸氧化态过敏的蛋白质中二硫键的确证以及所含半胱氨酸氧化态的表征,为蛋白质和多肽中二硫键的研究提供了一个新的表征,为蛋白质和多肽中二硫键的研究提供了一个新的方法。 的方法。

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4.2 4.2 在多肽类药物研究中的应用在多肽类药物研究中的应用

4.2.14.2.1 多肽的肽图多肽的肽图 (peptidemap)(peptidemap) 分析分析 肽图是能反映多肽一级结构的指纹图谱,不同的多肽肽图是能反映多肽一级结构的指纹图谱,不同的多肽

具有不同的肽图,因而可用于多肽的定性。具有不同的肽图,因而可用于多肽的定性。

周伟等用周伟等用 HPLC-MSHPLC-MS 为乙型肝炎治疗性多肽为乙型肝炎治疗性多肽 εPA44εPA44 的的HPLCHPLC胰蛋白酶肽图谱的质量研究奠定了基础。胰蛋白酶肽图谱的质量研究奠定了基础。

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4.2.2 4.2.2 多肽的氨基酸序列分析多肽的氨基酸序列分析

多肽类药物的氨基酸序列的测定既是药理学研究的需多肽类药物的氨基酸序列的测定既是药理学研究的需要,也是基因工程药物生产的基础。既往进行肽一级结构要,也是基因工程药物生产的基础。既往进行肽一级结构分析主要通过分析主要通过 HPLCHPLC纯化,技术难度大。而纯化,技术难度大。而 HPLC-MSHPLC-MS 联联用不仅可以快速灵敏的推测出结合肽的一级结构,所需样用不仅可以快速灵敏的推测出结合肽的一级结构,所需样品量少,仅为品量少,仅为 pmolpmol 级,并且可以对多种肽混合物各组分级,并且可以对多种肽混合物各组分直接进行一级结构测定,鉴定出多肽侧链中存在的修饰位直接进行一级结构测定,鉴定出多肽侧链中存在的修饰位

点及分子中二硫键的定位。点及分子中二硫键的定位。

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重组人促红细胞生成素是一种基因工程药物,含有重组人促红细胞生成素是一种基因工程药物,含有 1616

55 个氨基酸并有个氨基酸并有 44 个糖基化位点,彭建和等通过微径个糖基化位点,彭建和等通过微径 HPHP

LC-ESI-MSLC-ESI-MS 联用分析了重组人促红细胞生成素的联用分析了重组人促红细胞生成素的 Glu CGlu C

酶解的肽图谱,确定了含糖肽段的大小,确实了重组人酶解的肽图谱,确定了含糖肽段的大小,确实了重组人促红细胞生成素的氨基酸序列。 促红细胞生成素的氨基酸序列。

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4.3 4.3 用于糖的化学结构分析与鉴定用于糖的化学结构分析与鉴定

对糖的研究一直是药物研发的主要内容。对糖的研究一直是药物研发的主要内容。 HPLC-MSHPLC-MS

联用技术可以快速、直接的给出待测样品各糖组分的相对联用技术可以快速、直接的给出待测样品各糖组分的相对分子质量,短时间内就能给出寡糖的结构和相对分子质量分子质量,短时间内就能给出寡糖的结构和相对分子质量信息。信息。

同时,同时, HPLC-MSHPLC-MS 联用还可很好的排除非糖分子离子联用还可很好的排除非糖分子离子的干扰,使图谱的解析变得简单而直观。因此,该技术目的干扰,使图谱的解析变得简单而直观。因此,该技术目前已成为糖化学研究者首选的方法之一。 前已成为糖化学研究者首选的方法之一。

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荣绍丰等在研究细菌荣绍丰等在研究细菌 D-97D-97酶合成海藻糖的过程也运用酶合成海藻糖的过程也运用HPLC-MSHPLC-MS 联用技术,对细菌联用技术,对细菌 D-97D-97酶法合成海藻糖这个酶法合成海藻糖这个较为复杂的生物转化过程中产生的多种结构相似的糖组分较为复杂的生物转化过程中产生的多种结构相似的糖组分进行逐一、直接、快速而精确的分析,从而对进行逐一、直接、快速而精确的分析,从而对 D-97D-97酶转酶转化过程及作用机制进行了系统研究。 化过程及作用机制进行了系统研究。

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55 、残留物分析、残留物分析

残留物分析主要包括农药、重金属、毒性物质和非法残留物分析主要包括农药、重金属、毒性物质和非法掺杂物的检测等。近来随着先进仪器和方法的引入以及研掺杂物的检测等。近来随着先进仪器和方法的引入以及研究水平的提高,使得药物及药物制剂中农残、重金属和一究水平的提高,使得药物及药物制剂中农残、重金属和一些有毒性的物质都日益受到重视。些有毒性的物质都日益受到重视。

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5.1 5.1 农药残留量分析农药残留量分析

潘元海等用反相色谱短柱实现了潘元海等用反相色谱短柱实现了 66 种有机磷农药(乙种有机磷农药(乙酰甲胺磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、喹硫磷、二嗪农、辛酰甲胺磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、喹硫磷、二嗪农、辛硫磷)的硫磷)的 HPLC-APCI-MSHPLC-APCI-MS 快速分析,二嗪农和喹硫磷的快速分析,二嗪农和喹硫磷的检出限可达检出限可达 0.09ng0.09ng 和和 0.1ng0.1ng 。 。

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5.2 5.2 残留药物成分的鉴定分析残留药物成分的鉴定分析

吉永亮等采用高效液相色谱吉永亮等采用高效液相色谱 -- 电喷雾电喷雾 --串联四极杆质谱串联四极杆质谱法,以甲醇法,以甲醇 --乙腈乙腈 -0.1%-0.1%甲酸甲酸 (20 20 60)∶ ∶(20 20 60)∶ ∶ 为流动相建为流动相建立了测定蜂蜜中残留氯霉素的方法,加入同位素内标氯霉立了测定蜂蜜中残留氯霉素的方法,加入同位素内标氯霉素素 -d5-d5 ,经,经 Oasis SPEOasis SPE 柱净化,采用多反应监测柱净化,采用多反应监测 (MRM)(MRM)

方式测定方式测定 321 /152(321 /152(氯霉素氯霉素 )) 和和 326 /157 (326 /157 ( 氯霉素氯霉素 -d5 )-d5 ) ,,方法检出限为方法检出限为 0.02μg·kg0.02μg·kg-- 11 , , 定量限为定量限为 0.1μg·kg0.1μg·kg- 1- 1 。。

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5.3 5.3 滥用药物分析滥用药物分析

5.3.1 5.3.1 苯丙胺类苯丙胺类 (Amphetamines)(Amphetamines)

5.3.2 5.3.2 大麻类大麻类 (Cannabis)(Cannabis)

5.3.3 5.3.3 阿片类阿片类 (Opiates)(Opiates)

5.3.4 5.3.4 可卡因可卡因 (Cocain)(Cocain)

5.3.5 5.3.5 致幻剂致幻剂

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5.4 5.4 中成药、保健品、食品中非法添加化学中成药、保健品、食品中非法添加化学药物成分的鉴定分析药物成分的鉴定分析

近几年来。中成药或保健品非法添加化学药物屡见不近几年来。中成药或保健品非法添加化学药物屡见不鲜,患者在不知情的情况大量服用,可能造成严重的不良鲜,患者在不知情的情况大量服用,可能造成严重的不良反应。液相反应。液相 -- 质谱联用技术灵敏度高的优点越来越多地应质谱联用技术灵敏度高的优点越来越多地应用于中成药或保健品非法添加药物成分的鉴别,成为打假用于中成药或保健品非法添加药物成分的鉴别,成为打假

治劣的一把利剑。治劣的一把利剑。

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张启明等用张启明等用 LC-ESI(+)/MSLC-ESI(+)/MS 对补肾壮阳类中药及中药对补肾壮阳类中药及中药保健品中非法掺入的化学药物成分―枸橼酸西地那非进行保健品中非法掺入的化学药物成分―枸橼酸西地那非进行定性鉴定分析,在所测的定性鉴定分析,在所测的 6565批样品中批样品中 ,13,13 种被检测出含种被检测出含有枸橼酸西地那非。有枸橼酸西地那非。

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汪国权等采用汪国权等采用 Waters Quattro LCWaters Quattro LC 系统结合系统结合 Waters Waters

Symmetry CSymmetry C1818建立了中成药违禁添加多种合成药物的筛建立了中成药违禁添加多种合成药物的筛选方法,依据各种药物的保留时间,分子离子质量、多种选方法,依据各种药物的保留时间,分子离子质量、多种质谱结果等进行判断,建立了测定可待因、双氯芬酸、芬质谱结果等进行判断,建立了测定可待因、双氯芬酸、芬布芬等布芬等 6565 种药物的筛选方法。种药物的筛选方法。

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66 、在临床诊断研究中的应用、在临床诊断研究中的应用

目前临床应用液质联用技术的研究报道越来越多,欧目前临床应用液质联用技术的研究报道越来越多,欧美等国已将串联质谱广泛应用于新生儿遗传代谢病的筛查。美等国已将串联质谱广泛应用于新生儿遗传代谢病的筛查。筛查病种随着质谱技术的发展而不断扩充。筛查病种随着质谱技术的发展而不断扩充。

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曲峻等用曲峻等用 LC/MS/MSLC/MS/MS建立了筛查新生儿苯丙酮尿症建立了筛查新生儿苯丙酮尿症的方法。采用短柱作为快速分离,的方法。采用短柱作为快速分离, MRMMRM 作为高选择性作为高选择性检测,分析时间检测,分析时间 4min/4min/ 样品。样品。

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赵基源等用赵基源等用 ESI/MS/MSESI/MS/MS 同位素内标法检测甲基丙二同位素内标法检测甲基丙二酸血症。样品不需衍生化,酸血症。样品不需衍生化, 2min2min就能完成一次检测,就能完成一次检测,可满足新生儿代谢疾病筛查的要求。可满足新生儿代谢疾病筛查的要求。

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三、小结与展望三、小结与展望 综上所述,综上所述, HPLC-MSHPLC-MS 联用技术在药学研究中的应用联用技术在药学研究中的应用日趋广泛。日趋广泛。

在分析微量样品中的未知成分时,在分析微量样品中的未知成分时, HPLC-MSHPLC-MS 有时不有时不能给出足够量的结构信息,能给出足够量的结构信息, HPLCHPLC 与与 DADDAD 检测器联用是检测器联用是对对 HPLC-MSHPLC-MS 的一个重要补充,的一个重要补充,

梯度脉冲磁场的发展,探针技术和高场磁体构造的改梯度脉冲磁场的发展,探针技术和高场磁体构造的改进,使进,使 HPLC-NMRHPLC-NMR 在未知成分分析中也成为在未知成分分析中也成为 HPLC-MSHPLC-MS

有力的互补手段。有力的互补手段。

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目前,目前, HPLC-MSHPLC-MS 联用技术飞速发展,已成为一种常联用技术飞速发展,已成为一种常规的应用技术。 规的应用技术。 HPLC-MSHPLC-MS 联用技术将从现在主要应用联用技术将从现在主要应用于有关物质检查、天然药物研究、药物动力学研究、药物于有关物质检查、天然药物研究、药物动力学研究、药物代谢研究、药物筛选、复杂药物分析等药学领域,逐渐扩代谢研究、药物筛选、复杂药物分析等药学领域,逐渐扩展到生物大分子、环境卫生等相关生命学科领域。未来分展到生物大分子、环境卫生等相关生命学科领域。未来分析方法学的进步将依赖于色谱分离技术及质谱检测能力的析方法学的进步将依赖于色谱分离技术及质谱检测能力的发展,与此同时,定量测定、筛选和鉴定靶向药物成分以发展,与此同时,定量测定、筛选和鉴定靶向药物成分以及未知代谢物等分析应用又会进一步推动及未知代谢物等分析应用又会进一步推动 HPLC-MSHPLC-MS 联用联用技术的发展。技术的发展。

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谢谢!谢谢!