液相色谱-质谱联用技术的发展与应用
摘 要：本文主要介绍了液相色谱-质谱联用技术在药物分析、食品安全检测以及临床疾病诊断等方面的研究进展。
关键词：液相色谱-质谱联用；分析
液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）是以质谱仪为检测手段，集HPLC高分离能力与MS高灵敏度和高选择性于一体的强有力分离分析方法[1]。特别是近年来，随着电喷雾、大气压化学电离等软电离技术的成熟，使得其定性定量分析结果更加可靠，同时，由于液相色谱-质谱联用技术对高沸点、难挥发和热不稳定化合物的分离和鉴定具有独特的优势，因此，它已成为中药制剂分析、药代动力学、食品安全检测和临床医药学研究等不可缺少的手段。
1 液相色谱-质谱联用技术的发展
1977年，LC-MS开始投放市场；1978年，LC-MS首次用于生物样品中的药物分析；1989年，LC-MS-MS取得成功；1991年，API LC-MS 用于药物开发；1997年，LC-MS用于药物动力学筛选；1999年，API Q-TOFLC-MS-MS投放市场，大气压离子化接口的应用，彻底改变了面貌，使其迅速成为制药工业中应用最广的分析仪器[2]。
2 液相色谱-质谱联用技术的应用
2．1 在食品安全检测中的应用
随着人们的生活水平日益提高,对食品的营养性、保健性和安全性的关注均趋于理性化、科学化。国家对食品的监管也愈加重视起来，因此食品监督部门在食品检测中应用了一种准确的分析手段—高效液相色谱法(HPLC)。近几年发展起来的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS),集液相色谱对复杂基体化合物的高分离能力和质谱独特的选择性、灵敏度、相对分子质量及结构信息于一体而广泛应用于食品检测方面,为食品工业中原材料筛选、生产过程中质量控制、成品质量检测等提供了有效的分析检测手段[3]。目前，LC-MS主要检测食品中农兽药的残留、食品中违禁物质和有害添加剂的检测、保健品中功效成分的检测等。该技术在食品分析检验方面具有十分广阔的前景。
2．1．1 食品中农兽药残留的检测
食品及农产品的残留分析对灵敏度、重现性与选择性的要求非常高,常常需要在复杂的基质中检测ppb级甚至更低浓度水平的痕量残留物质。要达到以上要求，除了良好的样品前处理之外，还需要选择高性能、高灵敏度的LC-MS系统进行检测分析。李波、邓晓军等[4]建立了用LC-MS测定植物、动物肉类、水产品等产品中草甘膦（PMG）及其代谢物氨甲基磷酸（AMPA）残留量的方法。采用Supelco Discovery C18柱（150mm×2.1mm,5μm）流动相A：0.1%甲醇-乙腈；B：5mmolL-1醋酸铵-0.1%甲酸采用多反应监测技术所确定的定性离子对其进行定性,同位素内标法定量。此方法的回收率和精密度符合残留检测要求。
2．1．2 食品中违禁物质和有害添加剂的检测
食品中添加剂的含量过高会对人体产生不同程度的危害,甚至威胁人的生命安全,所以有必要建立一套能够快速鉴定并且准确定量食品中有害添加剂和违禁药物的方法。对它们的测定有分光光度法、毛细管电泳法以及气相色谱法等，但LC-MS由于具有只需对样品进行简单预处理,适用于含量少、不宜分离得到或在分离过程中容易发生变化或损失的成分的特点，在对食品中违禁物质和有害添加剂的分析研究中得到了广泛的应用[5]。黄芳,黄晓兰等[6]建立了食品中三聚氰胺的高效液相色谱-质谱测定方法，用KromasilC18柱，采用正离子模式的电喷雾质谱检测,线性范围为0.01-0.5mg/L，检出限为0.01mg/L，回收率为80%-99%。
2．1．3 保健品中功效成分的检测
我国保健食品功效成分的测定方法主要有HPLC、TLC、GC、比色法等，但利用这些方法测定的结果都不能确切代表功效成分, 远远不能满足检测工作的需要[7],但LC-MS联用技术在对保健食品功效成分进行分析时,可以同时得到化合物的保留时间、在线紫外光谱、分子量及特征结构碎片等丰富的信息,具有高效快速、准确、灵敏度高的特点,适合保健食品中功效成分的分析。
2．2 在药物分析中的应用
LC-MS由于具有其他分析方法无法比拟的分析手段，广泛应用于药物分析中，本文主要介绍其在已知化合物定性分析及结构鉴定、未知成分定性分析以及药物代谢中的应用。
2．2．1 已知化合物定性分析及结构鉴定中的应用
张萍等[8]采用HPLC法测定18份细辛属药材、7分马兜铃属药材中马兜铃酸A的含量，流动相为甲醇-水-醋酸（60:36:4），流速1.0mL/min，柱温20。C，检测波长316nm；同时采用LC-MS法对细辛中马兜铃酸A进行结构确认。结果马兜铃酸A的平均回收率为97.5%，RSD为1.8；色谱图中保留时间为9.036min的色谱峰，以及从质谱图得到m/z为339的[M-H]-峰，确认为马兜铃酸A。
2．2．2 未知成分定性分析中的应用
现代药理学研究表明，柴胡中柴胡皂苷类成分含量最高，具有解热、镇静、镇咳等作用，其中，柴胡皂苷A和D药理活性最强。刘密新[9]等在KromasilC18柱上用乙腈和水梯度洗脱，采用正离子扫描方式、电喷雾法等质谱条件检测到由黄连、柴胡等11味药材精制而成的中药复方中柴胡皂苷A和D的3个同分异构体。
2．2．3 药物代谢中的应用
邹建军等研究了氨氯地平片在健康志愿者体内的药代动力学及其生物等效性[10]。采用随机双交叉试验设计，18名健康受试者口服受试制剂和参比制剂5mg，用HPLC-MS法测定血浆中氨氯地平浓度。此外，很多大分子量、热不稳定或不挥发性的化合物，由于很难转化成气态离子，分析鉴定就很难进行。而“电喷雾”现象能把许多电荷附着于大分子上形成多电荷离子，从而有利于分析。
2．3 在临床医药学研究中的应用
2．3．1 在体外药物代谢物筛查中的应用
高效液相色谱与质谱联用技术已是现代药物发现中药物代谢产物筛查和鉴定最强大的分析手段，可以从品种繁多的样品中得到丰富的信息。液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术的发展极大地提高了对各类药物质及其代谢产物的检测和鉴定能力，也成为分析药物代谢最合适、最有效的工具。现在，多数类药化合物使用电喷雾离子化(ESI)质谱分析，极性小的化合物则采用大气压化学离子化(APCI)质谱或大气压光离子化(APPI)质谱进行检测[11]。近年来，随着液相色谱和质谱的发展，药物代谢产物检测的分析方法已远远超出本世纪初对检测速度、检测灵敏度及其他性质的要求。
2．3．2检测药物反应性代谢物中的应用
在药物发现和开发中, LC-MS/MS技术在反应性代谢物的检测、识别和定量中起主导作用。在早期的药物发现中, LC-MS/MS经常用于快速筛选和结构确证反应性代谢物以进行先导物优化和候选物遴选开发。通常,试验物质先在捕获剂如GSH存在下用肝微粒体孵育,随后用LC-MS/MS分析方法检测和结构确证GSH捕获的反应性代谢物。这些体外筛选试验的结果提供了给定化学类型或引起关注的化合物的潜在代谢活化的重要信息。在药物发现后期和临床开发过程中,要利用毒理学相关种属和人体进行体内吸收、分布、代谢和排泄(ADME)研究,LC-MS技术在分析其中生成的反应性代谢物方面,也起着重要作用[12]。
3 展望
由于LC-MS联用技术所具有的诸多优点，它愈来愈多地受到人们的重视, 但其本身所存在的缺陷也是不容忽视的。首先,LC-MS技术虽有较高的检测灵敏度,但对痕量物质的归属和精确定量,仍还存在不少困难；其次, LC-MS技术对现有化学计量学方法的处理结果存在明显“假阳性”现象,而且仅能很好地反映含量较高物质的浓度变化,对低含量代谢物分析的准确性和可靠性,却显著下降；第三,应用LC-MS技术确证化合物结构时,不及NMR技术直接有效；此外,目前LC-MS技术可供搜索用于确定化合物结构的数据库尚有限,不能满足复杂多样代谢物研究的需要。总之，LC-MS技术还有待完善，还有很大发展空间。
参考文献：
[1] 蔡宝昌.中药制剂分析[M].北京:高等教育出版社,2007,249-254.
[2] 卿大放.液相色谱-质谱联用法在药物研究中的应用[J].世界科学技术-中医药现代化.2003,5(5):44-47.
[3] 安蓉.液相色谱技术及液质联用技术在食品及农产品残留检测中的应用[J].现代科学仪器,2003,(1):20-23.
[4] 安蓉.液相色谱技术及液质联用技术在食品及农产品残留检测中的应用[J].现代科学仪器,2003,(1):20-23.
[5] 项贤,李立军,再帕尔?阿不力孜.液相色谱-质谱联用方法在药用植物成分分析中的作用[J].药学学报,2002,37(5):389-395.
[6] 黄芳,黄晓兰,等.高效液相色谱-质谱法对饲料及食品添加剂中三聚氰胺的测定[J].分析测试学报,2008,27(3):313-315.
[7] 王竹天,杨大进.保健食品功效成分测定方法现状及发展趋势[J].中国食品卫生杂志,2000,12(6):13-15.
[8] 张萍，冉海琳，肖新月，等.细辛类植物中马兜铃酸A的定性及定量分析[J].药物分析杂志，2006,26(6):811-814.
[9] 刘密新,吴筑平,杨成对，等.中药复方中柴胡皂甙A和D的LC-MS-MS研究[J].质谱学报,2000,21(4):77-78.
[10] 邹建军,朱余兵,于翠霞，等.HPLC-MS法测定人血浆中氨氯地平浓度及其生物等效性评价[J].中国临床药学杂志,2007,16(4):214-217.
[11] 李鹰飞,李迎,张振清.液相色谱-质谱联用技术在体外药物代谢物筛查中的应用[J].国际药学研究杂志,2009,36(6):461-464.
[12] 张信中,李迎.液相色谱质谱联用检测药物反应性代谢物的研究进展[J]. 国际药学研究杂志,2009,36(5):393-396.
编辑：范伟伟
