含溴菲并咪唑阳离子型同位素标记试剂开发及小分子质谱分析应用

作     者：周晓璐 

作者单位：曲阜师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵先恩;朱树芸

授予年度：2024年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主      题：高效液相色谱串联质谱 化学同位素标记技术 溴特征同位素 菲并咪唑鎓 小分子污染物 

摘      要：环境与食品基质中的有害小分子通过摄入、吸入和接触等途径进入生物体,诱发氧化应激等一系列健康风险。食品、环境及生物基质复杂,开发快速、灵敏、高效、准确的小分子污染物分析方法以及污染物诱导的人体健康风险评估方法已引起国内外学者的高度关注。高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)结合了高效液相色谱在分离方面表现出的优势和质谱在鉴定分析方面表现出的优势,已在食品安全、环境分析、代谢组学、暴露组学等领域得到广泛应用。化学同位素标记(CIL)技术在克服基质效应提高检测灵敏度准确度方面具有极大的优势,成为改善HPLC-MS/MS分析性能可供选择的方法。近年来,某些含特征同位素丰度的元素被应用到衍生试剂的结构设计中,这类特征元素带来的独特质量指纹进一步提高了标记产物识别的选择性和特异性,为目标分析物的定性定量分析提供了强有力的手段。本文具体工作如下: 第一章:简述小分子污染物暴露及对人体的健康风险,综述HPLC-MS/MS、CIL技术以及特征同位素策略在衍生化技术中的研究进展。 第二章:设计、合成了三对含溴菲并咪唑阳离子型CIL试剂,包括d0/d6-4-(3-溴-1,3-二甲基-菲[9,10-d]咪唑鎓-2-基)苯甲酸(d0/d6-BDPIBa)、d0/d6-4-(3-溴-1,3-二甲基-菲[9,10-d]咪唑鎓-2-基)-N-羟基琥珀酰亚胺苯甲酸酯(d0/d6-BDPISu)以及d0/d6-4-(3-溴-1,3-二甲基-菲[9,10-d]咪唑鎓-2-基)苯甲醛(d0/d6-BDPIBz),并利用核磁、质谱对其进行结构表征。旨在解决目前HPLC-MS/MS分析中内标物难以商业购买,CIL试剂合成路径复杂、难以分离纯化等问题。 第三章:以d0/d6-BDPISu为衍生试剂,建立CIL联合HPLC-MS/MS分析方法。利用此方法对人体血浆中双酚类化合物及一种氧化应激标志物3-硝基酪氨酸(3-NT)进行定性定量分析,在高污染暴露人群及低污染暴露人群血浆中检测到了双酚类化合物及3-NT的明显差异,为酚类污染物检测及污染物暴露对人体的潜在健康风险研究提供了技术支持。 第四章:以d0/d6-BDPIBa为衍生试剂,建立了生物胺的CIL联合HPLC-MS/MS分析方法。衍生试剂中溴特征同位素的存在使得所有生物胺衍生产物产生相同的特异性离子碎片,实现了生物胺衍生产物的高效准确识别。该方法衍生化条件温和,衍生效率高,成功应用于四个品牌葡萄酒中生物胺的高灵敏检测,为食品基质中生物胺的检测提供了一种新的解决思路。 第五章:以d0/d6-BDPIBz为衍生试剂,建立了脂肪胺的CIL联合HPLC-MS/MS分析方法。衍生试剂的引入增加了低分子量脂肪胺的质量使其避开MS低分子量区域的背景干扰,同时衍生试剂自身携带的正电荷及溴特征同位素在提高检测灵敏度、增加选择性、抵消基质效应方面展现出巨大的优势。此方法在本地六处河水、池塘水中成功实现四种脂肪胺的定性定量分析,为环境基质中低含量胺类化合物的检测提供了一种高灵敏的新型分析方法。