一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法技术

一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，采用膜萃取表面热解吸电喷雾电离质谱对尿液中的尼古丁和可替宁进行在线分析，所涉及装置包括膜萃取系统、表面热解吸电喷雾电离源和质谱，以实现尿液样品中待测物的膜萃取富集、待测物的热解吸和电离、待测物的质谱检测；该方法将尿液样品注入膜萃取系统，尿液中成分在膜上萃取富集；预加热的雾化气与电喷雾试剂离子对膜表面进行热解吸，同时完成萃取成分的释放与电离过程，尼古丁和可替宁离子进入质谱进行分析。本方法可在线完成目标物的萃取富集，又抑制了尿液中无机盐的引入，克服了无机盐对质谱的影响，将膜萃取与表面热解吸电喷雾电离质谱相结合，可实现尿液样品中尼古丁和可替宁的快速分析。品中尼古丁和可替宁的快速分析。品中尼古丁和可替宁的快速分析。

【技术实现步骤摘要】
一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法


[0001]本专利技术属于烟草烟气暴露生物标记物检测领域，具体涉及一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，该方法采用膜萃取表面热解吸电喷雾电离质谱对尿液中的尼古丁和可替宁进行快速分析。

技术介绍

[0002]吸烟与健康问题越来越受到社会公众的广泛关注，烟草制品的风险评价是健康领域的研究热点。生物标志物是反映机体与环境因素(物理、化学或生物)相互作用所引起的可检测的指标。世界卫生组织(WHO)烟草管制研究小组在“烟草制品管制的科学基础”报告中明确提出，生物标志物能够成为管制者评价烟草风险是否降低的有用工具。暴露生物标志物可反映吸烟者有害物质实际暴露量，已被广泛用于烟草制品风险评估研究。
[0003]尼古丁和可替宁是评价烟草暴露的关键生物标志物，对吸烟者尿液样品中的尼古丁和可替宁进行检测能够反映吸烟者的烟草暴露情况，同时由于尿液样品采集方便、无损，是较为理想的生物样品，已在吸烟流行病学研究中得到了较广泛的应用。目前，国内外对尼古丁和可替宁的检测方法进行了较多的研究，主要最常用的方法包括气相色谱
‑
质谱法(GC
‑
MS)、高效液相色谱法(HPLC)和液相色谱
‑
质谱法(LC
‑
MS/MS)。上述离线方法虽然可以完成尿液样品的定量分析，但往往需要繁琐的前处理过程，同时由于色谱分离时间较长，限制了样品分析效率，此外，可替宁的半衰期较短，在尿液中活性酶的作用下会继续分解，1天内变化率可到30％，因此，尿液样品的快速分析检测具有重要的意义。
[0004]近年来，敞开式直接电离质谱技术得到发展，自解吸电喷雾电离(desorption electrospray ionization,DESI)和实时直接分析(analysis in real time,DART)以来，各种敞开式直接电离技术不断出现。这些电离质谱技术由于样品无需或只需简单的样品处理过程即可直接进行电离分析，大大简化了操作步骤，提高了检测效率，这为尿液样品的直接电离分析提供了可能。然而，尿液样品中往往存在一定量的无机盐，无机盐在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用，导致较强的离子抑制效应，使得待测物的灵敏度明显降低。其次，无机盐的存在将产生一系列的离子加合峰，使得谱图的解析变复杂。此外，太多的盐类会腐蚀和污染质谱系统硬件，严重时导致硬件损坏，需要及时清洗。
[0005]为实现尿液样品中尼古丁和可替宁的直接电离分析，本专利技术采用了PDMS膜进样系统与表面热解吸电喷雾电离质谱相结合，可实现尿液样品中尼古丁和可替宁的直接在线分析。一方面，PDMS膜为疏水性膜，可以将尿液中的待测有机成分萃取并传递至膜的另一侧，而尿液的约95％的水、尿素和无机盐等则不能透过膜，从而完成了有机成分的在线萃取和富集，又抑制了无机物等电离和质谱分析的不利影响；另一方面，将解吸电喷雾直接以一定的角度设置于膜表面，可实现待测有机物的直接电离，继而进行质谱分析。相较于于其他分析技术：本专利技术膜萃取与表面热解吸电喷雾电离质谱相结合，无需对尿液样品进行前处理，无需色谱分离，即可实现尿液样品中尼古丁和可替宁的直接快速分析，整个过程＜30s，具有操作简单、测试效率高的优点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是发展一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，采用膜萃取表面热解吸电喷雾电离质谱对尿液中的尼古丁和可替宁进行在线分析，所涉及装置包括膜萃取系统、表面热解吸电喷雾电离源和质谱，分别实现尿液样品中待测物的膜萃取富集、待测物的热解吸和电离、待测物的质谱检测；该方法将尿液样品注入膜萃取系统，尿液中成分在膜上萃取富集；旋转电离源由非工作位置至工作位置，使预加热的雾化气与电喷雾试剂离子对膜表面进行特定时间的热解吸，同时完成萃取成分的释放与电离过程，尼古丁和可替宁离子进入质谱进行分析。
[0007]该方法具体步骤包括:
[0008](1)内标工作液的配制：准确称取一定量的尼古丁
‑
d3和可替宁
‑
d3标准品，采用甲醇溶解、定容、摇匀；
[0009](2)标准溶液的配制：准确称取一定量的尼古丁和可替宁标准品，采用甲醇溶解、定容、摇匀，得到母液；将上述母液逐级稀释并加入上述内标工作液，得不同浓度的标准溶液；
[0010](3)膜萃取表面热解吸电喷雾电离方法：采用5ml注射器准确吸取3ml待测溶液，待测溶液为标准溶液或尿液样品，于注射泵以500μL/s的流速将待测溶液注入膜萃取系统，进样结束后，旋转电离源由非工作位置至工作位置，对膜进行表面热解吸电喷雾电离，热解吸电喷雾电离的时间为10s
‑
30s；
[0011](4)质谱分析：热解吸电喷雾电离产物离子经质谱入口，进入离子阱质谱完成分析。
[0012]上述膜进样系统包括膜、膜进样底板、密封圈和膜固定板；所采用膜为PDMS膜或其他疏水性膜，厚度为25
‑
100μm；膜进样底板设置有膜萃取入口和膜萃取出口。
[0013]优选地，膜为长方形的PDMS膜，厚度为50μm。
[0014]上述表面热解吸电喷雾电离方法，电喷雾电离源中轴线与膜平面的夹角为20
°‑
80
°
,质谱入口中轴线与膜平面的夹角为0
‑
30
°
，电喷雾锥口距离质谱入口5
‑
10mm，电喷雾中轴线与质谱入口中轴线的交点为膜表面中心；电喷雾试剂为50％(v/v)甲醇水溶液，流速为0.4mL/min；电喷雾电压为3
‑
5kV,雾化气为氮气，压力为300
‑
500kPa。
[0015]上述表面热解吸电喷雾电离方法，表面热解吸电离源通过支杆连接于一旋转固定盘，通过旋转，可使电离源中轴线、支杆轴线与质谱入口中轴线处于同一平面，为工作位置；在工作位置基础上，逆时针旋转表面热解吸电离源90
°
，为待工作位置。通过旋转固定盘，表面热解吸电离源可以在待工作和工作位置切换，实现特定时间的表面热解吸电喷雾电离。
[0016]上述电喷雾雾化气在进入电喷雾电离源之前需要进行预加热，加热温度为50
‑
300℃。
[0017]上述在线检测尿液中尼古丁和可替宁的质谱方法，所采用质谱为敞开式离子阱质谱，离子传输温度为100℃
‑
500℃，正离子碎裂模式，采用35％的碰撞能量进行碰撞诱导解离，尼古丁定量离子为m/z 163
‑
132；尼古丁
‑
d3定量离子为m/z 166
‑
132；可替宁定量离子为m/z 177
‑
80；可替宁
‑
d3定量离子为m/z 180
‑
83。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术通过膜萃取系统对尿液样品的有机成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，其特征在于：该方法采用膜萃取表面热解吸电喷雾电离质谱对尿液中的尼古丁和可替宁进行直接分析，所涉及装置包括膜萃取系统、表面热解吸电喷雾电离源和质谱，分别实现尿液样品中待测物的膜萃取富集、待测物的热解吸和电离、待测物的质谱检测；该方法将尿液样品注入膜萃取系统，尿液中成分在膜上萃取富集；旋转电离源由非工作位置至工作位置，使预加热的雾化气与电喷雾试剂离子对膜表面进行特定时间的热解吸，同时完成萃取成分的释放与电离过程，尼古丁和可替宁离子进入质谱进行分析。2.根据权利要求1所述的一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，其特征在于：该方法具体步骤包括:(1)内标工作液的配制：准确称取一定量的尼古丁
‑
d3和可替宁
‑
d3标准品，采用甲醇溶解、定容、摇匀；(2)标准溶液的配制：准确称取一定量的尼古丁和可替宁标准品，采用甲醇溶解、定容、摇匀，得到母液；将上述母液逐级稀释并加入上述内标工作液，得不同浓度的标准溶液；(3)膜萃取表面热解吸电喷雾电离方法：采用5ml注射器准确吸取3ml待测溶液，待测溶液为标准溶液或尿液样品，于注射泵以500μL/s的流速将待测溶液注入膜萃取系统，进样结束后，旋转电离源由非工作位置至工作位置，对膜进行表面热解吸电喷雾电离，热解吸电喷雾电离的时间为10s
‑
30s；(4)质谱分析：热解吸电喷雾电离产物离子经质谱入口，进入离子阱质谱完成分析。3.根据权利要求1所述的一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，其特征在于：所述膜萃取系统包括膜、膜进样底板、密封圈和膜固定板；所采用膜为PDMS膜或其他疏水性膜，厚度为25
‑
100μm；膜进样底板设置有膜萃取入口和膜萃取出口。4.根据权利要求2所述的一种快速检测尿液中尼古丁和可替宁的在线电离质谱方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志伟，丁艳红，王川川，陈晓培，刘志景，耿广威，
申请(专利权)人：河南牧业经济学院，
类型：发明
国别省市：