李欣昕 陳林飛 歐陽(yáng)永中 馮 芳 陳煥文*

1(中國(guó)藥科大學(xué)藥物分析教研室，南京 210009)2(東華理工大學(xué)，江西省質(zhì)譜科學(xué)與儀器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330013)

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改善液體輔助表面解吸常壓化學(xué)電離質(zhì)譜成像空間分辨率的研究

李欣昕1,2陳林飛2歐陽(yáng)永中2馮 芳*1陳煥文*2

1(中國(guó)藥科大學(xué)藥物分析教研室，南京 210009)2(東華理工大學(xué)，江西省質(zhì)譜科學(xué)與儀器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330013)

液體輔助表面解吸常壓化學(xué)電離源(LA-DAPCI)通過(guò)電暈放電產(chǎn)生的初級(jí)離子和高密度帶電液滴，能夠?qū)悠繁砻娴闹行源郎y(cè)物進(jìn)行解吸電離，該離子源具有較高的離子化效率，適合復(fù)雜基體樣品的質(zhì)譜成像研究。為了滿足質(zhì)譜成像對(duì)空間分辨率的要求，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)優(yōu)化離子源結(jié)構(gòu)、萃取劑組成、萃取劑流量、載氣流速、離子源的幾何位置參數(shù)等實(shí)驗(yàn)條件，有效提高了LA-DAPCI源的空間分辨率(從(441±14) μm提高到(58±7) μm)。應(yīng)用LA-DAPCI-MS/MS方法對(duì)羅丹明6G進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)限為0.01 ng/cm2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意，為其應(yīng)用于復(fù)雜基體樣品的質(zhì)譜成像研究提供科學(xué)依據(jù)。

表面解吸常壓化學(xué)電離； 空間分辨率； 質(zhì)譜成像

1 引 言

表面解吸常壓化學(xué)電離源(Surface desorption atmospheric pressure chemical ionization, DAPCI)是一種直接離子化技術(shù)。DAPCI源通過(guò)電暈放電產(chǎn)生初級(jí)離子，通過(guò)分子離子反應(yīng)傳遞電荷和能量，使樣品中的待測(cè)物電離[1～3]。DAPCI與低溫等離子體(Low-temperature plasma, LTP)探針[4,5]、空氣動(dòng)力輔助離子化技術(shù)(Air flow assisted ionization, AFAI)[6]等技術(shù)類似，也可用于表面質(zhì)譜成像研究[7～10]。前期研究獲得的DAPCI質(zhì)譜成像的空間分辨率分別為250 μm×250 μm[7]，450 μm×450 μm[8]，140 μm×140 μm[9]和500 μm×500 μm[10]。

液體輔助表面解吸常壓化學(xué)電離源(Liquid assisted-surface desorption atmospheric pressure chemical ionization, LA-DAPCI)是一種改進(jìn)型的DAPCI離子源[11]。LA-DAPCI一方面通過(guò)電暈放電的形式產(chǎn)生高密度試劑離子，用于對(duì)樣品的電離和使噴霧霧滴帶電；另一方面通過(guò)噴霧液滴對(duì)待測(cè)表面的碰撞、萃取等作用，增加DAPCI解吸能力，適用于對(duì)大分子[12]和基體吸附強(qiáng)度較高的待測(cè)物[13]的解吸電離，尤為適合組織切片等復(fù)雜基體樣品的質(zhì)譜成像研究。離子源的空間分辨率直接關(guān)系到質(zhì)譜成像的質(zhì)量和圖像清晰度[14,15]。因此LA-DAPCI源用于質(zhì)譜成像實(shí)驗(yàn)，需要滿足一定的空間分辨率要求。

本研究通過(guò)觀察并測(cè)量離子源作用于樣品表面的解吸電離區(qū)域，優(yōu)化毛細(xì)管直徑、噴口處兩層毛細(xì)管和放電針的相對(duì)位置、萃取劑組成和流速、載氣流速、離子源的幾何位置等參數(shù)，達(dá)到提高LA-DAPCI源的空間分辨率和解吸能力的目的，旨在滿足質(zhì)譜成像研究對(duì)離子源空間分辨率的要求。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器、試劑與材料

LTQ-XL增強(qiáng)型離子阱質(zhì)譜儀(美國(guó)Finnigan公司)，配有Xcalibur 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；電移臺(tái)及SC系列步進(jìn)電機(jī)控制器(北光世紀(jì)儀器有限公司)，配有絕緣樣品承載臺(tái)；中空纖維過(guò)濾器(美國(guó)Thermo Scientific公司)；LA-DAPCI離子源(東華理工大學(xué)自主研制[16])。

羅丹明6G(含量>95%，SIGMA公司)；超純水(Barnstead Nanopure，18.2 MΩ·cm，Thermo Scientific公司)；甲醇(HPLC級(jí)，ROE Scientific Inc公司)。pH試紙(B-廣泛試紙，上海三愛(ài)思試劑有限公司)； 定性濾紙(撫順市民政濾紙廠)。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件

離子源：載氣(N2)壓力0.8～1.6 MPa、萃取劑為甲醇/水溶液，萃取劑流速1～5 μL/min，離子源放電針與水平面夾角為30°～65°，放電針針尖到質(zhì)譜進(jìn)樣口的距離為3～8 mm，放電針針尖到待測(cè)樣品表面距離0.5～3.0 mm。

正離子掃描模式，離子源電壓4.5 kV，質(zhì)量掃描范圍m/z120～500，離子傳輸管溫度為150℃，其它參數(shù)由系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化。在LA-DAPCI-MSn掃描時(shí)，母離子選擇寬度為1.0 Da，碰撞能量為20%。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

用羅丹明6G溶液(1 μg/mL)浸濕濾紙條，讓濾紙自然晾干，用雙面膠粘在載玻片上，保持平整。將載玻片固定在三維移動(dòng)平臺(tái)上，置于離子源下，沿三維移動(dòng)平臺(tái)的x方向(垂直于羅丹明6G帶狀區(qū)域邊界的方向)移動(dòng)進(jìn)樣，移動(dòng)速率1.492 mm/min，并記錄特征碎片離子m/z415的離子流圖。

3 結(jié)果與討論

3.1 解吸電離區(qū)域的觀察

圖1 LA-DAPCI-MS解吸過(guò)的pH試紙F(tuán)ig.1 pH test strips desorbed by liquid-assisted surface desorption atmospheric pressure chemical ionizaiton mass spectrometry (LA-DAPCI-MS)

LA-DAPCI源產(chǎn)生的噴霧液滴直接作用于樣品表面，解吸電離區(qū)域可以較為直觀地觀察到。在正離子模式下，LA-DAPCI源解吸電離pH試紙表面一段時(shí)間，觀察pH試紙表面的變化并用相機(jī)記錄，變色結(jié)果如圖1所示。在載氣的作用下，電暈放電產(chǎn)生高密度的帶電液滴從放電針針尖呈圓錐狀噴射在pH試紙表面，形成近似圓形的斑點(diǎn)，解吸電離時(shí)間約1 min。由圖1可見(jiàn)，只有斑點(diǎn)的中心區(qū)域有顏色變化，是pH試紙上的有色物質(zhì)被甲醇-水溶解、萃取，并從試紙表面解吸電離，變成氣相離子，離開(kāi)濾紙表面，導(dǎo)致顏色變淺； 而斑點(diǎn)外圍只是濾紙被噴霧打濕或噴霧從斑點(diǎn)中心向外擴(kuò)散的結(jié)果，并沒(méi)有將試紙上的有色物質(zhì)解吸出去，故未見(jiàn)顏色變化。此現(xiàn)象表明，LA-DAPCI源作用于樣品表面的圓形噴霧斑點(diǎn)中只有中心部分為有效解吸電離區(qū)域。

由于帶電液滴噴射到樣品表面后，會(huì)在表面上發(fā)生擴(kuò)散，萃取周圍的有色物質(zhì)，故解吸pH試紙實(shí)驗(yàn)直接觀察到的斑點(diǎn)褪色區(qū)域應(yīng)大于樣品表面待測(cè)物被有效解吸電離的區(qū)域。因此，需要設(shè)計(jì)更精細(xì)的實(shí)驗(yàn)對(duì)解吸電離區(qū)域的直徑進(jìn)行測(cè)定。

3.2 LA-DAPCI離子源空間分辨率測(cè)定

3.2.1 羅丹明6G標(biāo)準(zhǔn)溶液的定性分析 羅丹明6G作為生物染料，常用在解吸電噴霧電離源(Desorption electrospray ionization, DESI)分辨率實(shí)驗(yàn)中作為標(biāo)志物。在正離子模式下，羅丹明6G分子易質(zhì)子化形成[M+H]+準(zhǔn)分子離子，得到質(zhì)譜峰m/z443。采用串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)羅丹明6G進(jìn)行定性分析，母離子m/z443在二級(jí)質(zhì)譜中丟失C2H4，產(chǎn)生特征碎片離子m/z415(圖2)，碎片離子m/z415在三級(jí)質(zhì)譜中丟失CH3, C2H5和HCOOC2H5，產(chǎn)生碎片離子m/z400, 386和341(圖2插圖)，與文獻(xiàn)[17]結(jié)果一致。

3.2.2 LA-DAPCI離子源空間分辨率測(cè)定 依據(jù)圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果，紙片表面能夠被解吸電離的區(qū)域?yàn)閳A形區(qū)域。圖3中圓形斑點(diǎn)代表LA-DAPCI源作用于樣品表面，使待測(cè)物有效解析電離的區(qū)域。質(zhì)譜沿X方向以約20 μm步距掃描濾紙條帶，當(dāng)有效解吸電離區(qū)域剛接觸到待測(cè)物時(shí)，信號(hào)m/z415在譜圖中出現(xiàn)，此位置記錄為零點(diǎn)；掃描到有效解吸電離區(qū)域剛好離開(kāi)分析物時(shí)，信號(hào)m/z415消失的位置記錄為進(jìn)樣終點(diǎn)；零點(diǎn)和終點(diǎn)間的移動(dòng)的距離定義為L(zhǎng)。圓形解吸區(qū)域的直徑(r1+r2)等于距離L減去羅丹明6G濾紙條帶寬度w，即r1+r2=L-w。其中，L可通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)到羅丹明6G信號(hào)的時(shí)間乘以樣品臺(tái)移動(dòng)速率計(jì)算得到，w可用游標(biāo)卡尺直接測(cè)得。從掃描結(jié)果還可看出，隨著掃描次數(shù)增多，被解吸的羅丹明6G增多，濾紙上羅丹明6G剩余量減少，離子強(qiáng)度遞減。

圖2 質(zhì)子化羅丹明6G(m/z 443)的二級(jí)質(zhì)譜圖，插圖是離子碎片m/z 415的三級(jí)質(zhì)譜圖Fig.2 MS/MS spectrum of protonated Rhodamine 6G (m/z 443), the inset is MS/MS/MS spectrum of ionic fragments (m/z 415) from protonated Rhodamine 6G

圖3 LA-DAPCI空間分辨率測(cè)定示意圖Fig.3 Schematic diagram of LA-DAPCI source spatial resolution determination

圖4 LA-DAPCI裝置示意圖Fig.4 Schematic diagram of LA-DAPCI source

在本實(shí)驗(yàn)中，w測(cè)量3次，分別為2700, 2720和2700 μm，平均值為2707 μm；L測(cè)量5次，分別為3133, 3148, 3163, 3148和3148 μm，平均值為3148 μm，因此r1+r2=L-w=441 μm。結(jié)果表明，在本實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量濾紙條帶表面，LA-DAPCI源有效解吸電離區(qū)域直徑約為(441±14) μm(置信度95%)，LA-DAPCI離子源的空間分辨能力尚不及常規(guī)DESI源(200 μm[18])，不能滿足對(duì)復(fù)雜基體樣品進(jìn)行質(zhì)譜成像研究的空間分辨率要求，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行改進(jìn)。

3.3 LA-DAPCI離子源空間分辨率的優(yōu)化

3.3.1 LA-DAPCI離子源尺寸優(yōu)化 減小放電針針尖直徑、載氣和通液毛細(xì)管直徑可顯著提高LA-DAPCI離子源的空間分辨率，且不會(huì)導(dǎo)致靈敏度下降[13]。因此，實(shí)驗(yàn)使用直徑為0.04 mm放電針(放電針外絕緣層厚約0.01 mm)，內(nèi)徑0.10 mm、外徑0.20 mm的通液毛細(xì)管，內(nèi)徑0.25 mm、外徑0.40 mm的載氣毛細(xì)管，制作LA-DAPCI離子源，如圖4所示。使用3.2.2節(jié)的方法測(cè)定離子源空間分辨率，結(jié)果見(jiàn)表1。改進(jìn)離子源尺寸后，空間分辨率從(441±14) μm提高到(137±13) μm(置信度95%)。

表1 LA-DAPCI源改進(jìn)前后空間分辨率測(cè)定結(jié)果

Table 1 Spatial resolution of LA-DAPCI source before and after improvement

離子源Ionsource空間分辨率Spatialresolution(μm)平均值Mean(μm)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(%,n=5)LA-DAPCI改進(jìn)前Beforeimprovement441.5,426.5,441.5,441.5,456.44412.4LA-DAPCI改進(jìn)后Afterimprovement122.1,137.0,152.0,137.0,137.01377.7

3.3.2 兩層毛細(xì)管和放電針針尖相對(duì)位置優(yōu)化 文獻(xiàn)[17]報(bào)道，LA-DAPCI源噴口處設(shè)計(jì)為放電針針尖伸出內(nèi)層毛細(xì)管，內(nèi)層毛細(xì)管伸出外層毛細(xì)管的形狀可以在形成良好噴霧的同時(shí)，能夠較好的發(fā)生電暈放電，具有最好的離子化效率。本實(shí)驗(yàn)對(duì)兩層毛細(xì)管前端距離d1與內(nèi)層毛細(xì)管前端和針尖的距離d2進(jìn)行優(yōu)化。如圖5a所示，固定d2=0.5 mm，當(dāng)d1在0～1.0 mm范圍內(nèi)變化時(shí)，空間分辨率隨d1先升高后降低，當(dāng)d1=0.5 mm時(shí)達(dá)到最優(yōu)值138 μm。如圖5b所示，固定d1=0.5 mm，當(dāng)d2在0～0.7 mm范圍內(nèi)變化時(shí)，空間分辨率隨d2先升高后降低；當(dāng)d2>0.8 mm時(shí)，測(cè)得斑點(diǎn)直徑<0，曲線中標(biāo)記為0，此時(shí)噴霧效果不好，質(zhì)譜信號(hào)低，無(wú)法觀察到完整的進(jìn)樣過(guò)程；當(dāng)d2=0.4 mm和d2=0.5 mm時(shí)均達(dá)到最優(yōu)值136 μm。結(jié)果表明，d1=0.5 mm，d2=0.4～0.5 mm時(shí)，分辨率最高。置信度95%時(shí)，分辨率為(136±11) μm。

圖5 LA-DAPCI源空間分辨率隨d1和d2變化情況Fig.5 LA-DAPCI source spatial resolution when adjusting d1 and d2

3.3.3 甲醇/水萃取劑中甲醇比例優(yōu)化 使用不同比例的甲醇/水溶液(0～100%)作為萃取劑，按3.2.2節(jié)的方法測(cè)定離子源分辨率，每個(gè)條件測(cè)定5次，結(jié)果如圖6所示。當(dāng)甲醇比例在0～75%范圍內(nèi)，空間分辨率隨甲醇比例升高而提高；當(dāng)甲醇比例高于75%后，分辨率不再隨甲醇比例升高而發(fā)生明顯變化，其中甲醇比例為75%時(shí)，測(cè)得空間分辨率最高，為(59±10) μm (置信度95%)。因?yàn)槭褂酶弑壤状甲鳛檩腿蟛糠州腿┰趪婌F過(guò)程中蒸發(fā)成為氣相帶電離子，在樣品表面幾乎觀察不到解吸斑點(diǎn)，此時(shí)LA-DAPCI源的空間分辨率類似于僅有氣體輔助的DAPCI源空間分辨率。因此在75%～100%范圍內(nèi)，即使提高甲醇比例，也不會(huì)提高空間分辨率，而是保持在一定水平。

圖6 LA-DAPCI源空間分辨率隨萃取劑中甲醇比例變化情況Fig.6 Effect of proportion of methanol in extraction solvent on LA-DAPCI source spatial resolution

3.3.4 萃取劑流速和載氣壓力優(yōu)化 適當(dāng)降低萃取劑和載氣流速可以提高離子源的空間分辨率，但必須保證在此條件下可以獲得穩(wěn)定而細(xì)密的噴霧，并且有足夠的萃取劑噴射到樣品表面來(lái)解吸/萃取待測(cè)物，以保證靈敏度。本實(shí)驗(yàn)對(duì)萃取劑流速為1～5 μL/min、氮?dú)鈮毫?.8～1.6 MPa時(shí)的LA-DAPCI源的空間分辨率進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)條件測(cè)定5次。

萃取劑流速為1 μL/min和2 μL/min時(shí)，改變氮?dú)鈮毫?.8～1.6 MPa，二級(jí)質(zhì)譜無(wú)持續(xù)的m/z415進(jìn)樣峰，因噴射到樣品表面的萃取劑量少，不能在樣本表面形成液膜。萃取劑流速為3～5 μL/min，氮?dú)鈮毫?.8～0.9 MPa時(shí)，二級(jí)質(zhì)譜無(wú)持續(xù)m/z415進(jìn)樣峰，因?yàn)榈獨(dú)鈮毫^(guò)小，載氣對(duì)噴霧的干燥作用弱。在以上條件下，目標(biāo)物離子強(qiáng)度太低，無(wú)法觀察到完整進(jìn)樣過(guò)程，未在曲線圖中標(biāo)出。

圖7 LA-DAPCI源空間分辨率隨氮?dú)鈮毫洼腿┝魉僮兓€Fig.7 LA-DAPCI source spatial resolution when changing extraction solvent flow rate and N2 pressure

萃取劑流速分別為3，4和5 μL/min時(shí)，LA-DAPCI源的空間分辨率隨氮?dú)鈮毫ψ兓€如圖7所示，3條曲線的變化趨勢(shì)相同，在1.0～1.6 MPa范圍內(nèi)，空間分辨率隨氮?dú)鈮毫υ黾酉壬吆蠼档?。氮?dú)鈮毫^小，形成的噴霧液滴較大，濕潤(rùn)樣品表面的同時(shí)不能及時(shí)蒸發(fā)；氮?dú)鈮毫^大，會(huì)將噴霧吹得太散。氮?dú)鈮毫ο嗤?，萃取劑流速不同時(shí)，萃取劑流速小的空間分辨率更高，因?yàn)樵谙嗤妮d氣流速下，噴霧量小，形成的解吸斑點(diǎn)小。故萃取劑流速為3 μL/min，氮?dú)鈮毫?.2 MPa時(shí)分辨率達(dá)到最優(yōu)值，為(59±10) μm(置信度95%)。

3.3.5 離子源空間參數(shù)優(yōu)化離子源的空間參數(shù)(放電針與水平面夾角、放電針針尖到質(zhì)譜口距離、放電針尖到樣品表面距離)直接影響離子源作用于樣品表面的噴霧量以及質(zhì)譜能檢測(cè)到的響應(yīng)信號(hào)。采用單因素條件優(yōu)化方法，按3.2.2節(jié)方法測(cè)定離子源空間分辨率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

圖8 LA-DAPCI源空間分辨率隨空間參數(shù)變化曲線Fig.8 LA-DAPCI source spatial resolution when adjusting source geometry parameters

調(diào)節(jié)放電針與水平角度為30°～65°，當(dāng)角度為50°時(shí)達(dá)到最優(yōu)值59 μm(圖8a)。調(diào)節(jié)放電針針尖到質(zhì)譜口距離為3～8 mm，當(dāng)距離為5 mm時(shí)達(dá)到最優(yōu)值60 μm(圖8b)。調(diào)節(jié)放電針針尖到樣品表面距離為0.5～3.0 mm，在2.0 mm處到達(dá)最優(yōu)值57 μm(圖8c)。當(dāng)針尖與樣品表面的距離為3 mm時(shí)，大部分噴霧在到達(dá)樣品表面前已蒸發(fā)，不足以在樣本表面形成液膜，解吸/萃取能力弱，故目標(biāo)物離子強(qiáng)度太低，在曲線圖中未標(biāo)出。當(dāng)放電針針尖距離樣品表面過(guò)近時(shí)，噴霧來(lái)不及干燥，大量液滴將樣品表面打濕，不但不利于待測(cè)物的解吸電離，反而導(dǎo)致表面的分析物移位，解吸斑點(diǎn)較大，分辨率較低。

3.3.6 LA-DAPCI源和DESI源空間分辨率對(duì)比 LA-DAPCI源與Cooks 等[19]提出的DESI源 (Desorption electrospray inonization)不同，DESI源直接通過(guò)電噴霧產(chǎn)生帶電的試劑液滴，而LA-DAPCI源主要是通過(guò)內(nèi)置的放電針尖端電暈放電產(chǎn)生初級(jí)離子和帶電的試劑液滴。相同條件下，LA-DAPCI源比DESI源具有更強(qiáng)的解吸電離作用。因此，本實(shí)驗(yàn)在相同條件下對(duì)LA-DAPCI源和DESI源的空間分辨率進(jìn)行了對(duì)比研究。使用優(yōu)化過(guò)的離子源和實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)LA-DAPCI源和DESI源(Ion source peak series R1.0通用噴頭[20]，通液毛細(xì)管內(nèi)徑0.10 mm，外徑0.20 mm，載氣管內(nèi)徑0.254 mm)的空間分辨率進(jìn)行測(cè)定。各使用兩張羅丹明6G濾紙條帶按3.2.2節(jié)方法測(cè)定兩種離子源空間分辨率10次(每張紙帶測(cè)定5次)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 LA-DAPCI源和DESI源空間分辨率

Table 2 Spatial resolution of LA-DAPCI source and desorption electrospray ionization (DESI) source

離子源Ionsource空間分辨率Spatialresolution(μm)平均值Mean(μm)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(%,n=10)LA-DAPCI56.8,71.7,56.8,56.8,53.3,41.9,68.2,53.3,68.2,53.35811.0DESI179.9,209.8,179.9,194.8,194.8,237.4,177.7,162.8,177.7,192.619115.5

兩張紙條的測(cè)量結(jié)果顯示，不同紙條測(cè)定分辨率不會(huì)引入較大誤差。置信度95%時(shí)，LA-DAPCI源在本實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量表面的解吸電離區(qū)域直徑為(58±7)μm，DESI源的空間分辨率為(191±16)μm。本實(shí)驗(yàn)測(cè)得DESI源的空間分辨率結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的常規(guī)DESI離子源(通液毛細(xì)管內(nèi)徑0.05 mm，外徑0.15 mm，載氣管內(nèi)徑0.25 mm)[21]得到的空間分辨率結(jié)果(150～250 μm)[18,21,22]相似。在此條件下，LA-DAPCI源具有較好的空間分辨能力，能夠勝任復(fù)雜基體表面樣品的質(zhì)譜成像研究。

LA-DAPCI源或DESI源的分辨率的提高與多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)(毛細(xì)管內(nèi)徑、氣體流速、萃取劑、空間距離等)相關(guān)，例如，減小載氣管和通液毛細(xì)管的內(nèi)徑，可以在一定程度上提高分辨率。Vilmos等[23]通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)DESI源(通液毛細(xì)管內(nèi)徑0.05 mm，外徑0.36 mm，載氣管內(nèi)徑0.5 mm)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)獲得的最佳分辨率達(dá)到40 μm。與文獻(xiàn)[23]中DESI源使用的通液毛細(xì)管相比，本實(shí)驗(yàn)采用的通液毛細(xì)管內(nèi)徑較大(通液毛細(xì)管內(nèi)徑0.1 mm)。如果進(jìn)一步減小通液毛細(xì)管的內(nèi)徑，LA-DAPCI源的空間分辨率還有提高的空間。

圖9 LA-DAPCI-MS/MS方法測(cè)定羅丹明6G標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.9 Standard curve of Rhodamine 6G obtained by LA-DAPCI-MS/MS method

3.4 方法的線性范圍和檢出限 配制系列濃度羅丹明6G標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1, 0.5, 1, 5, 10, 50, 100, 500和1000 μg/L)，移取0.8 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液浸濕相同大小的濾紙片(3.7 cm×2.1 cm)，干燥后在最優(yōu)工作條件下進(jìn)行質(zhì)譜分析，以m/z415作為定量碎片離子，羅丹明6G分布在濾紙片上的濃度作為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)所得的質(zhì)譜信號(hào)強(qiáng)度作為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(見(jiàn)圖9)。

使用LA-DAPCI-MS/MS方法定量，羅丹明6G在濃度范圍0.01～102.96 ng/cm2內(nèi)具有良好線性，標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖9。信號(hào)強(qiáng)度與濃度的回歸方程為y=1.6508x+0.2957，R2=0.9994，RSD為2.0%～8.3%。 當(dāng)S/N=3 時(shí)，根據(jù)公式 LOD=3σ/S計(jì)算，得出本方法的LOD為0.01 ng/cm2。

4 結(jié) 論

本研究對(duì)LA-DAPCI離子源的解吸區(qū)域進(jìn)行觀察，并測(cè)定離子源的空間分辨率。通過(guò)減小毛細(xì)管直徑，更改萃取劑組成，調(diào)整萃取劑流速和載氣流速，優(yōu)化離子源的幾何位置，獲得LA-DAPCI源的最佳空間分辨率為(58±7)μm(置信度95%)。LA-DAPCI-MS/MS方法檢測(cè)羅丹明6G的檢測(cè)限為0.01 ng/cm2。較高的空間分辨率和較低的檢測(cè)限賦予了LA-DAPCI源應(yīng)用于研究復(fù)雜基體樣品質(zhì)譜成像的潛能。

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(Received 18 March 2015; accepted 17 July 2015)

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 21225522, 21265001) and the Program for New Century Excellent talents in University (No. NCET-11-0999)

Method for Improving Spatial Resolution of Liquid-assisted Surface Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization Mass Spectrometry

LI Xin-Xin1,2, CHEN Lin-Fei2, OUYANG Yong-Zhong2, FENG Fang*1, CHEN Huan-Wen*2

1(DepartmentofPharmaceuticalAnalysis,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)2(JiangxiKeyLaboratoryforMassSpectrometryandInstrumentation,EastChinaInstituteofTechnology,Nanchang330013,China)

Liquid-assisted surface desorption atmospheric pressure chemical ionization source (LA-DAPCI) technique shows good potential in complex matrix mass spectrometry imaging. Due to primary ions and high density charged droplets of solvent generated by corona discharge, analytes on sample surface are extracted and ionized efficiently. However, direct application of the DAPCI ionization for mass spectrometry imaging of complex matrix analytes usually tends to be challenging because of low spatial resolution. To resolve this problem, several ion source parameters and experiment conditions were optimized in the present work, including ion source configuration, chemical composition of the extraction solvent, geometry parameters, solvent flow rate and pressure of nebulizing gas. The results presented here confirmed that the spatial resolution of LA-DAPCI was improved (from (441±14) μm to (58±7) μm). The proposed LA-DAPCI-MS/MS method was then successfully used to profile the distribution of Rhodamine 6G with a limit of detection of 0.01 ng/cm2.

Liquid assisted-surface desorption atmospheric pressure chemical ionization; Spatial resolution; Mass spectrometry imaging

10.11895/j.issn.0253-3820.150188

本文系國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Nos. 21225522, 21265001), 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.NCFT-11-0999)

2015-03-18收稿；2015-07-17接受

* E-mail: chw8868@gmail.com