质量分析器是将离子源产生的离子按质 荷比(m/ z) 不同分开。常用的是四极杆 型★★,其次还有双聚焦、飞行时间(TOF) 和 离子阱型 ★★★,其原理均与有机质谱中所用的 质量分析器相同★★★。
与常规药物分析相比,体内药物分析在 选择性、灵敏度和分析对象等方面都有 许多差异。生物样品更为复杂★★★:微量药 物分布在大量生物介质中,并伴有大量 内源性物质和代谢物的干扰★,这大大增 加了分析的难度★★,同时生物样品量少★★★, 不易重新获得★★。因此,选择灵敏度高和 选择性好的分析方法较为重要。
正离子从大气压等离子体进入真空系统 后,因同性相斥而膨胀,电聚焦透镜将 它们集中成一束进入透镜,再对正离子 进行之字形偏转,不带电的样品基体、 中子、光子与样品正离子进一步分离并 撞击仪器壁而消除;然后正离子进入四 极杆滤质系统★★★,并按荷质比不同将其按 顺序分离。 MS部分为四极快速扫描质谱仪,从ppq 到1000ppm直接测定。
而ICP- MS 半定量分ຫໍສະໝຸດ Baidu不需要对所进行 分析测试的每一个元素都提供标准物质, 它只需以一种或几种已知浓度的元素作 为标准溶液, 以此为基础对ICP - MS所能 分析的所有元素或被选定测量的元素进 行测量★, 从而获得样品中有何种元素及元 素浓度的相关信息。
如果通过高频装置使氩(Ar) 气电离★★★,则Ar 离子和电子在电磁场作用下又会与其它 Ar 原子碰撞产生更多的离子和电子,形成 涡流★。强大的电流产生高温,瞬间使Ar 气 形成温度可达10000K的等离子焰炬。样 品由载气带入等离子体焰炬时发生蒸发★★、 分解、激发和电离。
考虑到在定量分析方面单用LC-MS的缺陷, ICP-MS就成了较为理想的选择★★。它克服 了电喷雾(ESI)★★、紫外(UV)定量分析 与样品分子结构有关的局限★★★,并且不必 选择与待测物结构相同或相似的标准物 进行定量分析。
离子源是感应耦合等离子体( ICP) ,与原 子发射光谱仪中的ICP 相同,主体是一个 由3 层石英套管组成的炬管,炬管上端绕 有负载线圈★★★,线圈由高频电源耦合供电,能 产生垂直于线圈平面的磁场。
(1)激发能力强 (2)灵敏度高 (3)检出限低 (4)线)基体效应和自吸收现象小 (6)不受电极材料污染
目前上市的ICP-MS的结构和原理基本相 同,可简单描述为: 样品在通道中进行蒸发、解离、原子化★★、 电离等过程★★★。离子通过样品锥接口和离 子传输系统进入高真空的MS部分。
然后与电子、光子、氩(Ar)原子一起 以超声波速度通过采样锥膨胀,由于截 取锥后的提取透镜一般为负电压★★,样品 正离子被吸引通过截取锥小孔,而大量 Ar原子被机械泵抽走★★★,电子被推斥向接 地截取锥而淹没;
主要包括真空、接口、透镜和碰撞/ 反应 池系统等。为保证离子在质量分析器等部 件中正常运行,消减不必要的离子碰撞,散 射效应和离子- 分子反应等发生, ICP - MS 必须具有真空系统。真空系统一般由机械 真空泵和涡轮分子泵或扩散泵组成。
离子的检测主要使用电子倍增器和法拉 第杯★★★。法拉第杯是一个没有增益的金属 电极,具有较高的灵敏度,可扩展动态线性 范围的上限。
尤其是在药物代谢产物方面,LC-MS虽可 被当作识别手段,但如果没有合适的对 照品(通常是没有对照品的),要进行 定量分析是较困难的,且放射标记合成 也费时费力,成本较高。
从理论上说,ICP-MS的高灵敏度和选择 性为分析来自生物样品中含有可被其检 测的元素提供了较为理想的分析手段★★。 ICP-MS在含砷★★、铋、铝和铂等药物的体 内药物分析中有很好的分析效果。特别 是对AAS无法测定的含铂类药物分析, ICP-MS更是理想的方法。
首先,样品通过一定的方式变成气溶胶 状态进入等离子体高温中心通道,ICP作 为质谱的高温离子源(8000K)★,样品在 高温中心通道经过蒸发、解离★、原子化★★★、 电离等过程后,绝大部分转化成带一个 正电荷的离子★;
在ICP-MS 的应用过程中,对定量分析研 究较为重要的元素有:(1)碱金属和碱 土金属;(2)过渡元素中的铬、铁、铜、 锌等;(3)贵重金属铂;(4)非金属 磷、硫★★★、硒、氯★、溴、碘★★;(5)其它元 素,包括汞和砷等。 ICP-MS也常被用于 分析放射性元素★★,因此只要待测物中含 有上述任何一种元素就可以用ICP-MS进 行快速定量分析。
在分析能力上,ICP-MS可取代传统的电 感耦合等离子体光谱(ICP-AES)、石墨 炉原子吸收光谱(GF-AAS)、火焰原子 吸收光谱(F-AAS)等分析技术★。
按引入样品的形态可分为气体、液体和 固体进样法。气体进样法包括气相色谱 ( GC) 和化学蒸气法。将液体样品引入气 流的最方便方法是用雾化器产生气溶胶★★★。 目前常用的固体样品引入法主要有火花 烧蚀(SB) ★★★、激光烧蚀(LA) 、SN★★★、DSI 和 ETV 等。
电感耦合等离子体质谱,即ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)★★,它以独特的接口技术 将ICP的高温(8000K)电离特性与四极 杆质谱仪灵敏快速扫描的优点相结合, 形成了一种新型的元素和同位素分析技 术
黄建权★★,胡欣,张君仁等. ICP-MS技术 在药物分析中的应用. 西部药学,2006★, 3(1)★★★:27
中药材是我国的传统医药,其质量评价 的依据之一就是中药中的微量元素。但 由于中药具有成分复杂、微量元素含量 低、形态复杂等特点,因此,对其测定 方法选择的首要条件就是要灵敏度高★★、 选择性好。ICP-MS问世后,因被公认为 元素分析最有效的方法,而被引入到中 药微量元素的分析中。
如今的ICP-MS 分析技术正在向各个应用 领域渗透★,与有机质谱联合应用是其发 展的一个重要方向,并且随着研究的不 断深入,其性能也在不断完善,因此与 其相关的联用技术也必将得到广泛的重 视和发展。
常规定量分析(Quantitative Analysis) 中, 对于需进行分析测量的每一种元素都必 须提供标准溶液, 在完成标准曲线后才能 进行分析测定;
半定量分析准确度为±30 % ★, 当标准曲 线所选用的元素与未知样品中元素相匹 配时, 半定量分析结果较接近定量分析。
(1)通过质荷比进行定性分析 (2)半定量分析,不需要标准溶液,多 数元素测定误差小于20% 3)用标准溶液校正进行定量 4)同位素比测定
该技术不仅可以通过离子的荷质比进行 无机元素的定性分析、半定量分析和定 量分析★★,同时能与激光采样(LA)、液 相色谱(LC)、气相色谱(GC)、毛细 管电泳(CE)★★、离子色谱(IC)等进样 或分离技术进行联用。
ICP-MS作为一种现代无机分析技术,不 仅能胜任无机药物分析这一任务★,还能 将有机药物分析转化成简单的无机分析★★★。
信号波动解决办法★★★: 内标的应用对校正信号波动是行之有效 的办法★★★,质量数接近的被分析元素受信 号波动和基体效应的影响相近,所以内 标的选择以质量数接近为好;而在进行 多元素分析时★★★,应用双内标或多内标是 较好的解决办法,且也应选择质量数尽 可能相近的元素作内标。
此外,有色供试品的处理、药物生成不 溶性硫化物,其他金属元素的存在等因 素都加大了检测难度,导致传统方法重 现性差甚至根本无重现性可言★★。而ICPMS的分析特点却可以克服以上缺点★★★,并 且具有较高的灵敏度,可用于分析具有 复杂基体的重金属元素★★★,在回收率方面 也不受样品基体中化合物如鳌合金属离 子的影响★★★,并且使分析变得简单易控。
因此,有人提出用ICP-MS来进行药物★★、 药物中间体以及原料药的一般杂质检查 工作,以取代《美国药典》★★、《英国药 典》等收载的重金属限量检查和砷盐的 检查方法★★。
现行的含量测定方法,对含金属或卤素 等元素的有机药物分析之前,需要作适 当处理,这样不仅费时费力,还会消耗 大量样品,特别对于生物样品的分析而 言不可取。
ICP-MS作为质谱仪离子源的优势在于★★: 一、获得了进样条件和样品激发所需要 的可控且无污染的高温环境★★★; 二★★、将样品快速完全地引入到一个对所 有期望发生的过程都有足够滞留时间的 环境★。 与传统无机分析技术相比★,ICP-MS 技术 具有更低的检出限★★、更宽的动态线性范 围、更高的分析精密度和分析速度等优 点,并且还可以提供精确同位素信息。
ICP-MS已被应用于药物研究分析领域中, 主要包括药物及其代谢产物定量分析、 体内药物分析、药物的一般杂质检查及 中药质量评价和控制等领域和方向。
ICP - MS 主要由样品引入系统、离子 源、质量分析器★★、离子检测器和辅助系 统构成。
现今通行的重金属限量检查和砷盐检查法 是在现代分析仪器问世前建立起来的,这 两类杂质对人体健康的危害较大。虽然药 典规定的方法通用性好,不需要昂贵的仪 器和训练有素的操作人员,但易受操作人 员主观影响;且样品用量大,无法进行定 量和分类分析;而加热或灰化等操作也易 引起挥发性元素的损失;
ICP-MS作为一种新的分析技术★,尽管在 各方面都表现出了不凡的优点,但其在 应用中存在的问题却不容忽视★。如:信 号的波动,氧化物、双电荷离子、多原 子离子★★、同量异位素等因素的干扰等。