劉 甜

賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司

 

農(nóng)藥雜質(zhì)檢查是農(nóng)藥產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要組成部分，其中有害雜質(zhì)的鑒定和監(jiān)控則對(duì)于環(huán)境安全和人類健康具有重要意義。Q Exactive 將高性能四級(jí)桿與高分辨Orbitrap 技術(shù)相結(jié)合，可提供準(zhǔn)確的一級(jí)質(zhì)譜信息以及高質(zhì)量的二級(jí)質(zhì)譜圖。配合Mass Frontier 7.0 軟件進(jìn)行質(zhì)譜碎片歸屬以及“特征碎片篩查（Fragment Ion Search, FISh）功能，真正實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥有關(guān)物質(zhì)的快速篩查鑒定。

 

 

圖1. 主成分噻蟲(chóng)嗪結(jié)構(gòu)式

 

質(zhì)譜儀：Q Exactive 質(zhì)譜儀

液相色譜儀：Ultimate 3000 UHPLC 系統(tǒng)

 

色譜柱：Hyper Gold C18 (100×2.1mm, 3μm)

柱溫：30℃

流動(dòng)相：甲醇/0.1% 甲酸水

流速：0.3 mL/min

進(jìn)樣量：1 μL

梯度：

 

離子源：HESI-II,

離子源極性：正負(fù)切換

噴霧電壓：3.5KV(+)/3.2KV(-);

鞘氣壓（N2）：35 arb;

輔氣壓（N2）：10 arb;

毛細(xì)管柱溫度：350℃ ;

氣化溫度：300℃ ;

掃描模式：一級(jí)全掃描 (Full Scan, m/z 100~1000) 與數(shù)據(jù)依賴性二級(jí)質(zhì)譜掃描(ddms2);

分辨率：70,000 ( 一級(jí)質(zhì)譜) & 17,500 ( 二級(jí)質(zhì)譜)

碰撞模式：高能量碰撞解離（HCD）

碰撞能量：NCE30，Stepped NCE50%

 

精密稱定1mg 噻蟲(chóng)嗪原料藥，溶于甲醇配得1mg/mL 儲(chǔ)備液。將儲(chǔ)備液用甲醇稀釋100 倍，作為分析樣本。

 

 

3.1.1 正負(fù)切換模式

Q-Exactive 真正實(shí)現(xiàn)了高分辨質(zhì)譜正負(fù)離子模式快速切換掃描，有效提高了未知化合物的測(cè)定效率。

 

圖2. 噻蟲(chóng)嗪樣本在正負(fù)切換模式下測(cè)定所得PDA 色譜圖及總離子流圖（經(jīng)空白背景扣除處理）

 

3.1.2 高質(zhì)量精度

Q-Exactive 可在測(cè)定樣品期間穩(wěn)定保持良好的質(zhì)量精度，正負(fù)離子模式質(zhì)量偏差均小于1 ppm（外標(biāo)法，測(cè)試樣品過(guò)程中未校機(jī)），幫助您快速確定未知物質(zhì)質(zhì)量信息。

 

圖3. 正負(fù)切換模式下主成份一級(jí)質(zhì)譜圖

 

3.1.3 高質(zhì)量MS² 圖譜

HCD（高能量碰撞，High Energy Collision）可提供豐富碎片離子信息，提高物質(zhì)定性效率。

 

 

圖4. 主成分正離子模式下二級(jí)質(zhì)譜圖

 

3.1.4 寬動(dòng)態(tài)范圍

Q-Exactive 可精確測(cè)定不同豐度離子的質(zhì)量數(shù)，動(dòng)態(tài)范圍大于10e3，保證了低響應(yīng)值成分的準(zhǔn)確檢出。

 

 

圖5. 不同豐度離子精確質(zhì)量數(shù)比較

 

通過(guò)正負(fù)切換模式下測(cè)試噻蟲(chóng)嗪原料藥樣本，測(cè)得主成分二級(jí)質(zhì)譜圖（圖4）。Mass Frontier 7.0 軟件可直接導(dǎo)入目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)，在完成母離子電離模式、斷裂原理等選擇后，（圖6）可快速完成化合物質(zhì)譜碎片生成的推測(cè)。（圖7）。

 

Mass Frontier 7.0 軟件可通過(guò)直接導(dǎo)入液質(zhì)測(cè)試原始數(shù)據(jù)文件（.raw） 建立化合物“ 多級(jí)質(zhì)譜圖樹(shù)”（Spectral Tree），并可完成目標(biāo)化合物二級(jí)質(zhì)譜碎片的自動(dòng)歸屬，（圖8）從而實(shí)現(xiàn)化合物質(zhì)譜斷裂規(guī)律快速分析。

 

 

圖6. Mass Frontier 7.0 結(jié)構(gòu)編輯界面

 

 

圖7. Mass Frontier 7.0 化合物質(zhì)譜碎片推測(cè)界面

 

 

圖8. Mass Frontier 7.0 自動(dòng)完成目標(biāo)化合物二級(jí)碎片歸屬

 

完成主成分噻蟲(chóng)嗪質(zhì)譜斷裂規(guī)律分析后，將主成分的特征碎片導(dǎo)入FISh 模塊，（圖9）快速搜索與噻蟲(chóng)嗪結(jié)構(gòu)相關(guān)的雜質(zhì)（圖10）。

 

 

圖9. Mass Frontier 7.0 導(dǎo)入特征碎片進(jìn)行FISh 處理

 

 

圖10. Mass Frontier 7.0 FISh 處理結(jié)果

 

以1 號(hào)雜質(zhì)為例說(shuō)明雜質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定過(guò)程。

 

 

圖11. 1 號(hào)有關(guān)物質(zhì)提取離子流圖、一級(jí)質(zhì)譜圖以及二級(jí)質(zhì)譜圖

 

由一級(jí)質(zhì)譜信息可知，1 號(hào)有關(guān)物質(zhì)在正離子模式下準(zhǔn)分子離子峰測(cè)定值為m/z 248.02548，推測(cè)其元素組成為C8H11O2N3ClS+，與主成分相比分子式相差N2O。分析其二級(jí)質(zhì)譜圖，1 號(hào)有關(guān)物質(zhì)具有多個(gè)與主成分相同的碎片離子，表明其結(jié)構(gòu)與主成分相似。噻蟲(chóng)嗪在二級(jí)質(zhì)譜斷裂過(guò)程中會(huì)發(fā)生特征的NO2 中性丟失，而1 號(hào)有關(guān)物質(zhì)并沒(méi)有此類碎片產(chǎn)生，故推測(cè)1 號(hào)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖12所示。

 

 

圖12. 1 號(hào)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)式

 

運(yùn)用相同方法，在測(cè)試樣本中檢測(cè)到9 種主要雜質(zhì)，詳情見(jiàn)表1。

 

表1. 噻蟲(chóng)嗪主要有關(guān)物質(zhì)

 

應(yīng)用Q Exactive 對(duì)噻蟲(chóng)嗪原料藥進(jìn)行測(cè)試， 結(jié)合Mass Frontier 7.0 軟件快速篩查鑒定了9 種主要有關(guān)物質(zhì)，展現(xiàn)了Q Exactive 在雜質(zhì)鑒定方面強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

 

Q Exactive 使用Orbitrap 質(zhì)量分析器，不僅具備超高分辨率，更提供了良好的質(zhì)量精度。雙曲面四級(jí)桿質(zhì)量過(guò)濾器提高母離子選擇性和離子傳輸效率，為高質(zhì)量、高重復(fù)性的二級(jí)質(zhì)譜圖提供保障。Q Exactive 真正實(shí)現(xiàn)了高分辨質(zhì)譜正負(fù)離子模式快速切換，有效提高了定性測(cè)試效率。

 

Q Exactive 良好的掃描速度完全適應(yīng)與UHPLC 聯(lián)用的要求。本次測(cè)試采用正負(fù)切換模式，一級(jí)全掃描通道采用70,000分辨率，測(cè)試質(zhì)量偏差均小于1ppm（外標(biāo)法）。

 

Mass Frontier 7.0 為高分辨多級(jí)數(shù)據(jù)處理提供極大便利，一方面通過(guò)豐富的質(zhì)譜斷裂機(jī)理庫(kù)合理推測(cè)化合物可能的碎片離子及其產(chǎn)生途徑；另一方面通過(guò)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和FISh（特征碎片搜索）功能，由大量質(zhì)譜信息中快速篩選出有用信息，找到結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物，并完成其結(jié)構(gòu)鑒定。