LC-MS联用在药物分析中的应用

LC-MS联用在药物分析中的应用摘要：液质联用技术是20世纪70年代发展起来的一门综合性分析技术，LC的高分离效能与MS的高灵敏度、高选择性使之成为药物研究中强有力的工具。该技术具有高分离能力、高灵敏度、应用范围广和极强的专属性等特点。液相色谱-质谱在接口技术方面取得了很大进展，且随着该技术的不断完善使液质联用技术在药物分析占据越来越重要的地位。作为一种具有应用前景的检测方法，HPLC-MS联用技术在药学领域中已得到广泛应用。本文主要介绍近年来该技术的研究进展以及高效液相-质谱联用技术在药物分析中的最新应用进展。关键词：液相色谱-质谱联用技术药物分析应用-1-ApplicationofLC-MSMethodeforPharmaceuticalAnalysisAbstract：Liquidchromatography-massspectrometryisregardedasanimportanttechnologyindrugresearch.Itischaracterizedbyitshighseparatingefficiency,goodsensitivityandstrongspecificity.HPLC-MShasmadegreatprogressininterfacetechnologyandthistechniqueisbeingconstantlycompleted.ThecoalitionofHPLCandMSwillplaymoreandmoreimportantroleinPharmaceuticalanalysis.Asaverypromisingdetectionmethod,HPLC-MStechnologyhasbeenwidelyusedinthepharmaceuticalfield.ThispapermainlyrecommendtherecentresearchprogressofLC-MStechnologyanditsapplicationinpharmaceuticalanalysis.Keywords：LC/MS;Pharmaceuticalanalysis;Application液质联用(LC-MS)又叫液相色谱-质谱联用技术，它以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统。样品在质谱部分和流动相分离，被离子化后，经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开，经检测器得到质谱图。液质联用体现了色谱和质谱优势的互补，将色谱对复杂样品的高分离能力，与MS具有高选择性、高灵敏度及能够提供相对分子质量与结构信息的优点结合起来，在药物分析、食品分析和环境分析等许多领域得到了广泛的应用。1液质联用技术简介高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)联用技术始于20世纪70年代。它主要由高效液相色谱仪、接口(HPLC与MS之间的连接装置)、质量分析器、真空系统和计算机数据处理系统组成。HLPC-MS除了可以分析气相色谱-质谱(GC-MS)所不能分析的强极性、难挥发、热不稳定性的化合物之外，还具有以下几个方面的优点：(1)分析范围广，MS几乎可以检测所有的化合物，比较容易地解决了分析热不稳定化合物的难题；(2)分离能力强，即使被分析混合物在色谱上没有完全分离开，但通过MS的特征离子质量色谱图也能分别给出它们各自的色谱图-2-来进行定性定量；(3)定性分析结果可靠，可以同时给出每一个组分的分子量和丰富的结构信息；(4)检测限低，MS具备高灵敏度，通过选择离子检测方式，其检测能力还可以提高一个数量级以上；(5)分析时间快，HPLC-MS使用的液相色谱柱为窄径柱，缩短了分析时间，提高了分离效果；(6)自动化程度高。目前常用的HPLC-MS联用仪具有两大分类系统，一种是从质谱的离子源角度来划分，包括电喷雾离子(electrosprayionization,ESI)，大气压化学电离(atmo-sphericpressurechemicalionization,APCI)和基质辅助激光解吸离子化(matrixassistedlaserdesorptionionization,MALDI)等；一种是从质谱的质量分析器角度来划分，包括四级杆质谱仪(quadrupole-MS,Q-MS)，离子阱质谱仪(iontrap-MS,IT-MS)，飞行时间质谱仪(timeofflight-MS,TOF-MS)，傅立叶变换质谱仪(fouriertransform-MS,FT-MS)[1]。液质联用仪，主要应用于药物代谢及药物动力学研究、临床药理学研究、天然药物(中草药等)开发研究、蛋白与肽类的鉴定、药物筛选、残留分析、毒物分析、环境分析、环保、食品、自来水、卫生防疫等行业。液质联用仪的灵敏度高，通量性能好—优异的高流量性能、降低的离子抑制效应、自清洁离子源探针设计和可靠的接口设计，加速了分析速度；使用更简便。2HPLC-MS在药物分析中的应用2.1HPLC-MS在中药中的应用目前，中药成分的分析方法主要有薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)等。质谱法(MS)可以提供各种化合物的分子量、结构碎片等信息，是鉴定有机物的有力工具。色谱法与质谱法联用，极大地提高了分离与分析能力。中药指纹图谱是近年发展起来的一种中药质量控制模式，是指中药材样品经适当处理后，经光谱或色谱测定得到的组分群的特征图谱或图像，能够比较全面地反映药材的内在质量，具有系统性、特征性和稳定性等特点[2]。为了比较全面并且快速地阐明中药复方通脉颗粒的化学组成，李蓓佳等[3]建立了通脉颗粒的高效液相色谱(HPLC-UV)指纹图谱，并利用液相-二极管阵列-质谱联用(LC-DAD-MS)技术，从通脉颗粒中鉴定了22个化合物，并归属了各化合物的单味药来源。该研究比较全面地阐明了通脉颗粒的化学组成，为此中药复方制剂的质-3-量控制奠定基础。窦建鹏等[4]建立了长白山区朝鲜淫羊藿药材的高效液相色谱指纹图谱的分析方法。确定了18批朝鲜淫羊藿药材的13个共有峰，该指纹图谱的精密度、稳定性和重现性的相对标准偏差均低于3.0%。结果表明采用高效液相色谱与质谱联用技术对朝鲜淫羊藿色谱指纹图谱中的特征峰进行结构确认，使其色谱指纹图谱的特征性更强，更适合于药材质量的鉴别与评价。张道来等[5]采用反相C18色谱柱，以乙腈-0.1%(V/V)磷酸水为流动相，二元线性梯度洗脱，采用高效液相色谱-质谱联用技术对其特征峰进行快速分析；HPLC-MS分析获得的4个特征峰的质谱信息，可实现黄海葵药材指纹图谱特征峰的准确定位，他们所建立的黄海葵药材的HPLC指纹图谱可作为药材定性真伪鉴别和质量控制的有效手段。用HPLC-MS分析中药样品，和其他方法相比具有高效、快速、灵敏度高的特点，在中药的复杂化合物的分离、定量、结构分析、代谢物的分析及药理毒理方面也发挥极其重要的作用。李坤平等[6]采用超高效液相色谱/电喷雾飞行时间质谱联用技术分析玉屏风方的水煎煮和超声提取物主要化学成分，探讨超声提取玉屏风方的适宜性，用串联电喷雾飞行时间质谱获得各组分的精确相对分子质量和分子式，结合其色谱行为和文献对化合物进行推断。艾则孜等[7]建立测定中药注射液中5-羟甲基糠醛含量的高效液相色谱-串联质谱联用分析方法，采用电喷雾离子源(ESI)，多反应监测扫描模式(MRM)进行定量分析，此法适用于中药注射液中5-羟甲基糠醛的含量分析及质量控制研究。倪书茂等[8]采用液质联用技术(LC-MS)对中药大川芎方中的化学成分进行定性分析，质谱使用ESI离子源，正离子与负离子模式下采集数据，对大川芎方中主要化学成分的质谱裂解规律进行了分析，经超高液相色谱分离，质谱测定相对分子质量及相关文献数据信息检索可以鉴别中药复方中的成分，为寻找大川芎方的物质溯源提供依据。2.2HPLC-MS联用技术在残留物分析中的应用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。无论是食品中的农药残留量及其他有害成分，还是药品中残留的有机溶剂及杂质，残留物的含量甚微，但危害性很大，往往需要进行痕量分析，对分析方法的灵敏度要求较高。而LC-MS-MS具有极高的灵敏度,特别适合进行痕量分析，可以鉴别和测定各种类型的农药、兽药以及生物毒素等残留物。-4-沈金灿等[9]建立了牛和猪肌肉组织中安乃近代谢残留物4-甲酰氨基安替比林、4-乙酰氨基安替比林、4-氨基安替比林和4-甲基氨基安替比林的高效液相色谱-串连质谱(LC-M/MS)测定法。肌肉组织样品均质后，采用硫酸钠提取液提取。过滤后，过C18固相萃取柱净化，采用LC-MS/MS电喷雾电离(ESI)，多反应监测模式检测。张云等[10]使用高效液相色谱-串联质谱仪(LC-MS/MS)同时测定水产品中的敌百虫、敌敌畏、蝇毒磷、乙酰甲胺磷、甲胺磷、毒死蜱、乐果等7种有机磷类药物的残留量。采用酸化的乙酸乙酯提取均质后的样品，提取液过酸性氧化铝柱净化去脂，经电喷雾电离(ESI)源，正离子多反应检测模式检测，外标法定量。张璐等[11]建立了超高效液相色谱-串联质谱联用法测定奶粉中甲硝唑、二甲硝唑和洛硝哒唑3种硝基咪唑类残留物的方法。样品以乙酸乙酯和乙腈提取，正己烷脱脂，浓缩过滤后进行超高效液相色谱-串联质谱分析，多反应监测正离子模式扫描。该法可用于奶粉中硝基咪唑残留的检测。2.3HPLC-MS联用技术在药物动力学和药物代谢产物研究中的应用新药研究特别是一类新药研究中的药物代谢研究是其中重要的组成部分。药物进入生物体后，在体内经过复杂的生化反应代谢成为许多产物，这些产物种类多量小，难于辨识。液质联用技术在分析各种复杂生物基质中的药物代谢产物时，由于其选择性强，灵敏度高，在分析药物及其在各种复杂生物基质中的代谢产物具有独特的优势。因此，此技术对药物动力学和药物代谢产物研究具有重要意义。郭蓓宁等[12]建立人血浆中罗红霉素的高效液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-ESI-MS/MS)检测方法。血浆样品经乙腈沉淀蛋白后，反相液相色谱分离后进行质谱分析，采用选择反应监测模式(SRM)进行检测，该方法为罗红霉素临床药代动力学等研究提供了简捷、准确的分析测定方法。谷艳等[13]采用反相高效液相色谱梯度洗脱，电喷雾串联质谱多反应检测模式，同时分离测定小鼠组织中花生四烯酸类代谢产物。组织样品经低温超声破碎细胞,采用乙酸乙酯进行两次萃取，LC-MS/MS检测。本方法为研究生物组织样品中花生四烯酸类物质的代谢状况提供了分析基础。祝伟霞等[14]建立了同时测定牛奶中19种β-内酰胺类药物及其代谢物的高通量液相色谱串联质谱确证方法，该方法可用于测定牛奶中19种��内酰胺类药物及其代谢物。2.4HPLC-MS联用技术在多肽类药物研究中的应用-5-多肽类化合物广泛存在于自然界中，其中对具有一定生物学活性的多肽的研究，一直是新药开发的一个主要方向。多肽组学是近年来兴起的一门新型学科，质谱已成为多肽组学研究的强有力手段，但有一定缺陷，发展色谱分离-质谱检测联用技术是分析具有相同氨基酸组成但序列不同的多肽的有效途径。蔡焕新等[15]为了得到低成本的多肽，本文利用胰蛋白酶对酪蛋白进行了充分的酶解。采用分析级反相高效液相色谱-电喷雾质谱联用技术(RP-HPLC/ESI-MS)分析了酶解产物各组分的组成，并通过改变流动相的梯度洗脱程序，优化了分析级色谱条件以充分分离相对含量较高的多肽组分。张贵锋等[16]在不同动物胶原蛋白序列比对基础上，利用高效液相色谱/质谱联用技术(HPLC/MS)建立一种通过特征多肽进行明胶鉴别的方法。通过HPLC/MS分析了两种明胶酶解产物中的多肽片段。结果证明，利用HPLC/MS检测明胶酶解产物中的特征多肽是一种鉴别牛明胶和猪明胶的有效方法。刘丽红等[17]建立了一种氨基酸组成相同序列不同的小分子多肽的反相液相色谱分离-电喷雾离子化质谱检测新方法。该方法采用高效液相色谱-质谱联用技术象，考察了小分子多肽在不同流动相组成、流动相添加剂及pH等条件下的液相色谱行为，并讨论其保留机理。结果表明，为多肽组学研究中的多肽解析