朱穎潔，李冬梅，黃元軒，徐 斌，郭 磊*，謝劍煒

(1.軍事科學院軍事醫(yī)學研究院 毒物藥物研究所，抗毒藥物與毒理學國家重點實驗室，北京 100850；2.中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室，北京 100085)

當今國際形勢多元化、多極化明顯，恐怖、突發(fā)事件等時有發(fā)生，例如傳統(tǒng)毒品和新精神活性物質濫用、化學品爆炸及爆炸式恐怖襲擊、化學戰(zhàn)劑恐怖刺殺、生物毒素中毒等化學突發(fā)事件頻繁發(fā)生，對于公共安全的危害日益增加。原位、實時、靈敏的現(xiàn)場檢測技術是應對和處置公共安全事件的關鍵要素。特別地，包括新型毒品、新型爆炸物、新一代化學戰(zhàn)劑、新型生物毒素等在內的化學毒物種類繁多且具備可擴充性，迫切需要建立結構確證性強的檢測鑒定技術手段。

自2004年美國普渡大學Cooks課題組[1]提出常壓電離質譜(Ambient ionization mass spectrometry，AIMS)概念至今，質譜分析邁向了無需密閉的真空環(huán)境、原位實時、快速高效的新時代。AIMS又稱環(huán)境電離質譜、敞開式電離質譜，是一類在常壓條件下對樣品直接進行電離的質譜技術，無需或僅需簡單的樣品前處理，在開放環(huán)境中便可實現(xiàn)復雜基質樣品的進樣和離子化[2-4]。其克服了以往在進行劇高毒化學危害物質的質譜或色譜-質譜聯(lián)用分析時，依賴于大型真空精密儀器以及復雜樣品前處理耗時費工的問題，可簡化質譜分析的操作流程，縮短分析時間，在毒品(含新精神活性物質)、爆炸物、化學戰(zhàn)劑及生物毒素的現(xiàn)場原位、實時、快速高通量分析檢測中具有突出優(yōu)勢。特別是隨著小型化質譜儀的迭代更新，AIMS在現(xiàn)場快速檢測方面的潛力和優(yōu)勢進一步凸顯[5-7]。

目前已報道了超過50種各具特色的AIMS技術，本文針對飛速發(fā)展的AIMS技術及其在公共安全化學毒物檢測領域(毒品、爆炸物、化學戰(zhàn)劑及生物毒素)的應用進行綜合論述(圖1)，并對其發(fā)展趨勢和應用前景進行展望，以期為相關領域研究提供有益參考。

圖1 公共安全化學毒物的常壓電離質譜檢測應用Fig.1 Schematic diagram of ambient ionization mass spectrometry in public security

1 AIMS分類及文獻聚類分析

2004年，Cooks等[1]報道了第一種常壓電離技術——解吸電噴霧電離(Desorption electrospray ionization，DESI)；2005年，Cody等[8]研發(fā)出實時直接分析(Direct analysis in real time，DART)技術，自此開啟了由傳統(tǒng)封閉式到敞開式的新型電離質譜技術研究熱潮。經過十余年的發(fā)展，各種不同類型常壓電離技術層出不窮，按其分析策略可分為直接解吸附/電離的一步常壓電離技術和先解吸附后電離的兩步常壓電離技術。在一步常壓電離技術中，當噴霧、等離子體、超聲波等作用于樣品后，分析物從樣品表面逸出，此時分析物的電離與解吸附幾乎同時發(fā)生；在兩步常壓電離技術中，分析物先在一種能量形式下從樣品表面解吸附，再利用一種離子源(如電噴霧、化學電離、等離子體等)產生的離子與解吸附的分析物發(fā)生分子-離子反應，從而產生分析物離子[9]。根據該分類策略，代表性的常壓電離技術如表1所示。

表1 常壓電離技術分類及代表性技術[10-11]Table 1 Classification and representative techniques for ambient ionization[10-11]

對Web of Science核心合集下2004～2020年AIMS相關文獻進行檢索(2021年1月6日)，去重后整理得到2 685篇文獻。使用文獻計量分析軟件VOSviewer[12]進行國家、機構、作者和關鍵詞聚類分析(圖2)。結果顯示，全世界已有70余個國家和地區(qū)在AIMS領域開展研究，其中發(fā)文量和被引量較多的前5個國家或地區(qū)為美國(1 028篇，46 672次)、中國(521篇，10 526次)、德國(217篇，5 535次)、英國(127篇，3 908次)和巴西(133篇，3 468)。其中普渡大學(美國)、中國科學院(中國)、金邊大學(巴西)、清華大學(中國)、佐治亞理工學院(美國)和R.Graham Cooks(普渡大學，美國)、Marcos N.Eberlin(金邊大學，巴西)、歐陽證(清華大學，中國)、陳煥文(東華理工大學，中國)、Demian R.Ifa(約克大學，加拿大)分別為發(fā)文量排名前5的高產機構和研究學者。從國家、機構和作者分析可知，中國無論從國家整體發(fā)文量還是從高產機構和學者來看，均處于世界領先水平，也代表著中國在AIMS領域具有較高的科技影響力。

圖2 常壓電離質譜文獻計量聚類分析Fig.2 Bibliometric cluster analysis of ambient ionization mass spectrometryAPCI:atmospheric pressure chemical ionization;API:atmospheric pressure ionization;CI:chemical ionization;CWAs:chemical warfare agents;ESI:electrospray ionization;MSI:mass spectrometry imaging;NPS:new psychoactive substances;SSI:sonic spray ionization;TLC:thin-layer chromatography

進行關鍵詞聚類分析時，設置出現(xiàn)次數大于3的關鍵詞，對關鍵詞合并、清洗后得到67個關鍵詞及7個聚類。聚類Ⅰ集中在基于等離子體電離源的介質阻擋放電電離(Dielectric barrier discharge ionization，DBDI)和低溫等離子體(Low-temperature plasma probe，LTP)及其在爆炸物、化學戰(zhàn)劑等方面的研究；聚類Ⅱ集中于紙噴霧(Paper spray ionization，PSI)和小型便攜式質譜研發(fā)及其在法庭科學、環(huán)境科學方面的研究；聚類Ⅲ集中在基于DART分析及其在食品安全、農殘分析方面的研究；聚類Ⅳ集中在基于DESI分析及其在天然產物分析領域的應用；聚類Ⅴ集中在基于AIMS的組學及質譜成像研究；聚類Ⅵ集中于藥物篩選與腫瘤標志物研究；聚類Ⅶ則集中于藥物與定量分析領域。此外，各類AIMS技術在多個研究領域交叉匯通，相互之間聯(lián)系密切。

從時間軸分析，AIMS逐漸向滿足現(xiàn)場檢測應用需求、實現(xiàn)便攜性的方向發(fā)展，與之適配的常壓電離技術如DBDI、DART和PSI等也成為近年來的研究熱點。此外，研究者多通過熱、激光等高效解吸附技術，或結合固相微萃取(Solid phase microextraction，SPME)等多種快速前處理凈化富集技術進行系統(tǒng)改進，以提高AIMS檢測的靈敏度、重現(xiàn)性和定量分析能力。

2 AIMS在公共安全領域的應用

公共安全化學毒物檢測領域的代表性AIMS技術及應用實例如表2所示。由表中數據可以看出，豐富、多模式的常壓電離技術可適配于不同類型的質量分析器，進行定性鑒定或準確定量測定，特別地，可有機結合對真空度要求不高的小型化離子阱質譜，實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。目前已針對多種形式不同、內容復雜的樣品基質(如體液、表面、食品等)開展了成功實踐，化學戰(zhàn)劑、毒品等(易)揮發(fā)物質、爆炸物等高能化合物在多種常壓電離模式下均可達到ng/mL水平的檢測靈敏度。大多數技術尚需在定量分析方面繼續(xù)挖掘潛力。當然，需要提及的是，多種AIMS電離技術，其解吸附和電離機制尚待深入闡明，AIMS在公共安全領域的相關應用實踐，亟待從經驗、試錯、歸納等手段上升到理論引領層面。

2.1 毒品篩查

針對包括鴉片類、合成苯丙胺類精神興奮劑、新精神活性物質(New psychoactive substances，NPS)等三代毒品，AIMS提供了強有力的技術手段，結合多種質量分析器，通過構建比對數據庫、靶向和非靶向篩查等實現(xiàn)快速篩查、檢測和鑒定。例如，Gwak等[46]對26種合成卡西酮、9種合成大麻素和苯乙胺類NPS進行快速篩查，DART-QTOF-MS/MS的檢出限(Limit of detection，LOD)為300～340 pg，雖較離子遷移譜高約10倍，但其線性范圍更寬，且可同時提供全掃描和子離子掃描信息，準確性更高；Lian等[47]采用DART-TOF-MS和試劑分子輔助光電離正離子遷移譜兩種技術構建了分析物的母離子和碎片離子的精確質量數及離子遷移率數據庫，結合所提出的標準篩查程序和陽性檢出判定標準，可實現(xiàn)包括傳統(tǒng)毒品、合成苯丙胺類和NPS在內的53種濫用藥物的快速篩查；Duvivier等[48]采用DART-Q-Orbitrap篩查了頭發(fā)中的可卡因、安非他明和3,4-亞甲二氧基甲基苯丙胺等多種毒品及其代謝物，無需樣品前處理，LOD達0.5 ng/mg。

對于代謝物在內的痕量毒品篩查，研究者多通過提高電離效率、改善解吸附、結合簡便的樣品前處理等方式實現(xiàn)高靈敏檢測。例如，提高分析物的電離效率方面，本課題組利用LTP-QTOF-MS/MS初步探究了干血斑中芬太尼類化合物的快速檢測方法，通過尖端套管對LTP探針進行結構改造以聚焦等離子體束，芬太尼類化合物的峰強度響應增強2～3.5倍；以石墨涂覆輔助激光照射，可增加基底的導電和導熱性能，分析物峰強度響應可進一步提高1.4～2.2倍[49]。Cooks課題組提出，在DESI-MS/MS中采用極性噴霧溶劑有利于提高極性分析物的電離效率[50]，對可待因、海洛因和安定的LOD達ng級水平；且更大噴霧面積的DESI離子源可顯著改善分析物在載體表面的不均勻分布對檢測結果的干擾，提高方法重現(xiàn)性[13]。

提高解吸附效率亦是提高檢測靈敏度的重要因素之一。Sisco等[19]采用熱解吸(Thermal desorption，TD)-DART-MS和離子遷移譜對17種芬太尼類化合物和5種阿片類藥物進行快速和靈敏的檢測，單次擦拭巾上可被檢出的分析物最低質量為pg～ng水平，兩種方法均能在海洛因樣品中檢出摻雜低至0.1%的芬太尼。Wang等[20]采用LTP-MS/MS對唾液中11種NPS進行快速篩查和定量分析，通過加熱輔助樣品解吸附，戊烯酮和5F-AKB-48等NPS的相對峰面積增加約3～10倍，LOD可達3.0～15.2 ng/mL。Cheng等[22]采用TD-電噴霧電離(Electrospray ionization，ESI)-MS/MS結合探針采樣技術，對飲料、粉末、果凍糖、郵票等可疑樣品中的苯丙胺、甲氧麻黃酮、3,4-亞甲二氧基甲基苯丙胺和氟硝西泮等12種違禁藥品進行快速分析，整個分析過程耗時不到30 s，方法快速且高通量。

結合簡單樣品前處理可降低復雜樣品基質干擾，從而提高檢測靈敏度。LaPointe等[16]利用SPME處理尿液，進一步降低了基質背景干擾，對尿樣中3種合成卡西酮及其代謝產物進行DART-TOF-MS直接快速鑒定及半定量分析，信號強度增加5～60倍，達pg/mL水平，可滿足臨床檢測需求。Vasiljevic等[51]報道了一種SPME傳輸模式與DART-MS/MS聯(lián)合的阿片類化合物高通量檢測系統(tǒng)，在與96孔板尺寸適配的高通量SPME裝置上修飾涂層材料，1.5 h內即可完成96份生物樣品的萃取和分析，LOD達0.1～5 ng/mL。Yang等[52]利用毛細管彈狀流微萃取，快速萃取全血和尿液樣本中痕量的安非他明類非法藥物，然后直接進行PSI-MS檢測，靈敏度較常規(guī)PSI-MS提高了1～2個數量級，LOD可達0.01～0.05 ng/mL。

現(xiàn)場檢測時，車載或便攜式質譜是AIMS的主要適配目標，如Brown等[53]將DART與便攜式離子阱MS結合，對大麻葉、疑似“K2”樣品、可卡因、海洛因、甲基苯丙胺、羥考酮片和阿普唑侖片等進行現(xiàn)場實時分析，結果與場外氣相色譜-質譜檢測結果一致。Fedick等[24]將金納米顆粒修飾的紙基底同時作為手持式表面增強拉曼光譜(Surface enhanced Raman spectroscopy，SERS)的檢測基底和便攜式MS的常壓電離源，對模擬實際場景的6種環(huán)境表面進行pSERS-PSI-MS分析，均可檢出芬太尼，其實現(xiàn)SERS和MS快速檢測雙用途，有助于結果的互相印證，提高分析準確性。2019年，歐陽證課題組[54]研發(fā)出一款便攜式線性雙離子阱質譜，并實現(xiàn)了微管紙噴霧(Paper-capillary spray，PCS)原位電離試劑盒的無縫應用。Kang等[23]利用PCS-MS/MS檢出攝入嗎啡和甲基苯丙胺病人尿樣中的原型藥物，并可通過分析尿樣中可卡因及其代謝物濃度比的變化推測可卡因攝入時間，LOD為50～250 ng/mL；隨后利用此技術分析多種飲料中和塑料袋表面的芬太尼類化合物，LOD分別為10 ng/mL和1 ng/cm2[55]。

2.2 爆炸物

爆炸襲擊是現(xiàn)代恐怖活動的主要手段。AIMS可對金屬、皮膚、塑料、聚四氟乙烯等多種環(huán)境表面爆炸物進行直接檢測[56]，還可拓展用于潛手印中ng級爆炸物的分析[27]。Cooks課題組最早對爆炸物進行了系列的AIMS檢測研究，采用DESI-MS/MS對紙張、塑料、金屬表面的三硝基甲苯(2,4,6-Trinitrotoluene，TNT)、環(huán)三亞甲基三硝胺(1,3,5-Trinitroperhydro-1,3,5-triazine，RDX)、環(huán)四亞甲基四硝胺(1,3,5,7-Tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctane，HMX)、季戊四醇四硝酸酯(Pentaerythritol tetranitrate，PETN)等多種爆炸物檢測，LOD達pg～ng水平[57]。該課題組隨后發(fā)展的Reactive-DESI，在噴霧溶劑中添加氯化物等反應試劑，通過分子/離子反應形成[RDX+Cl]-加合離子，對RDX的檢測靈敏度提高了1個數量級，達10 pg水平[58]，還可對人體皮膚表面的多種爆炸物進行快速無損檢測[59]；結合不銹鋼離子傳輸管的遠距離傳輸，還可實現(xiàn)距離質譜儀3 m遠的樣品表面的痕量爆炸物和化學戰(zhàn)劑模擬劑檢測，靈敏度仍保持在ng水平[60]。DESI-MS和解吸常壓化學電離(Desorption atmospheric pressure chemical ionization，DAPCI)-MS檢測過氧化物類爆炸物，兩種方法的LOD均能達到ng水平[61]。

在提高靈敏度方面，多通過熱解吸附、中性解吸附、添加解吸附增強劑等提高各類爆炸物的解吸附性能。Forbes等[62]將紅外熱解吸附和DART-MS相結合，可在不同溫度下對具有不同揮發(fā)性的黑火藥及其替代物進行解吸附和快速原位分析，并結合主成分分析實現(xiàn)了黑火藥的分類。Garcia-Reyes等[63]在LTP的基礎上，利用熱風槍將載樣玻璃片加熱至120 ℃，TNT的靈敏度可提高至0.6 pg，其它12種爆炸物及相關化合物的LOD為1 pg～10 ng水平。Ma等[64]使用常壓輝光放電(Atmospheric pressure glow discharge，APGD)離子源直接分析從復雜土壤樣品中加熱產生的氣態(tài)RDX和TNT，省卻了繁瑣的前處理步驟，LOD為0.5 ng/mL。Chen等[25]利用中性解吸萃取電噴霧電離(Neutral desorption extractive electrospray ionization，ND-EESI-MS/MS)對皮膚表面的5種炸藥進行快速檢測，LOD達0.5～10 pg。Tsai等[29]采用PSI-MS對塑性炸藥(炸藥、粘合劑、增塑劑和燃料油的混合物)進行分析，噴霧溶劑異丙醇中添加硝酸銨可增強負離子模式下分析物的質譜響應。

在后續(xù)數據處理方面，Sisco等[65]建立了23種爆炸物的AccuTOFTM-DART篩查方法和高分辨質譜數據庫，為盲樣和混合樣品的快速篩查提供了指導。Gaiffe等[66]將肯德里克質量虧損過濾模式用于83種塑性炸藥的DART-LTQ-Orbitrap檢測結果分析，大幅縮短了復雜的爆炸后殘留物的數據分析時間。

AIMS與小型便攜式質譜聯(lián)用檢測爆炸物方面，Sanders等[26]將DESI與手持式離子阱式質譜儀相結合，實現(xiàn)了對玻璃表面TNT、HMX和三硝基苯甲硝胺(2,4,6-Trinitrobenzidine，Tetryl)的快速高靈敏檢測。Dalgleish等[28]將LTP與小型便攜式質譜聯(lián)用，在1 min內準確檢出玻璃表面的3種爆炸物(PETN、RDX、Tetryl)，LOD均小于10 ng。

2.3 化學戰(zhàn)劑

大規(guī)模殺傷性化學武器、化學恐怖襲擊始終是人類生存的重大威脅，目前已涌現(xiàn)出多份化學戰(zhàn)劑及其相關物質、實際樣品的AIMS分析檢測、測試評估等研究[27]。事實上，AIMS技術被譽為化學戰(zhàn)劑的“下一代現(xiàn)場檢測新技術”之一。目前，AIMS技術在化學戰(zhàn)劑檢測中的應用以快速定性/半定量分析為主，技術和相應設備還有待進一步開發(fā)和提高。其關鍵在于結合化學戰(zhàn)劑劇毒、中/高揮發(fā)性等特點，進行技術改進或適配，以實現(xiàn)快速檢測和精確篩查。

技術改進或適配方面，Dumlao等[67]采用活性毛細管等離子體電離(Active capillary plasma ionization)結合臺式質譜對法醫(yī)學樣品中的神經性毒劑模擬劑進行實時檢測。Wolf等[34,68]建立了新型活性毛細管DBDI-MS檢測系列化學戰(zhàn)劑(神經性毒劑、糜爛性毒劑、失能劑)及其結構類似物的方法，利用壓力輔助加熱蒸發(fā)納米噴霧技術將分析物氣化后直接進行檢測，LOD低至pg/mL水平，定量曲線相關系數(R2)>0.996 9(圖3A)。為提高靈敏度，Zhang等[38]采用金納米顆粒(Gold nanoparticles，AuNPs)修飾的紙基底進行LTP-MS檢測，發(fā)現(xiàn)由于AuNPs與等離子體高頻電磁場間的相互作用，使紙基底上神經性毒劑模擬劑甲基膦酸二甲酯(Dimethyl methylphosphonate，DMMP)和甲基膦酸二異丙酯的檢測靈敏度提高了800倍，LOD分別為0.1 ng/mL和0.3 ng/mL(圖3B)；在其后續(xù)研究中，采用銅針作為檢測基底，對銅針尖端的神經性毒劑及芥子氣水解產物進行LTP-MS檢測，與非導電性基底相比，大幅提高了分析物的解吸附和離子化效率，LOD為0.5～0.98 ng/mL[39](圖3C)。

多種功能化材料結合樣品前處理技術成為提高化學戰(zhàn)劑定性、定量能力的一種手段。AIMS發(fā)展早期，D'Agostino等[31]即將頂空SPME與DESI-MS/MS相結合，實現(xiàn)了多種室內基質(墻面、纖維、紙張)上塔崩、沙林、梭曼和芥子氣等的快速檢測，成功應用于實際野外條件下軍事演習中采集的沙林樣品的快速分析。最近，Dumlao等[35]將SPME與LTP-MS結合，將修飾微孔材料的不銹鋼針同時作為采樣工具和離子化噴針，直接快速檢測尿液中的神經性毒劑模擬劑DMMP和膦酸二乙酯及水解產物片吶醇甲基膦酸，LOD為100 ng/mL(圖3D)。

針對PSI技術分析神經性毒劑時，由于其高揮發(fā)性導致在普通PSI紙基底上存在檢測時間窗較短(小于5 min)的問題，Dhummakupt等[69]構建了金屬有機骨架(Metal-organic frameworks，MOFs)材料修飾的PSI紙基底，增強了對G類神經性毒劑的吸附能力，使得檢測時間窗延長至50 min以上，提高了方法的實用性(圖3E)；Mach等[37]則在紙基底上修飾了能夠有效捕獲并與G類毒劑反應的衍生化試劑2-(二甲氨基)甲基苯酚，并對反應生成的低揮發(fā)性衍生物進行PSI-MS檢測，從而延長了檢測時間窗，LOD為0.94～5.14 ng/mL。

與便攜式質譜聯(lián)用方面，Smith等[33]將輝光放電電離(Glow discharge electron ionization，GDEI)與便攜式質譜結合，實現(xiàn)了對2-氯乙基乙基硫醚、丙二酸二乙酯、水楊酸甲酯和DMMP等化學戰(zhàn)劑模擬劑的高靈敏、高特異檢測，LOD為0.26～5.0 ng/mL，可與環(huán)境基質干擾物成功區(qū)分。Hendricks等[70]研發(fā)出用于現(xiàn)場檢測的單兵式小型LTP-MS/MS，此設備由背負式和手持式兩部分組成，背負式部分包括真空系統(tǒng)和電腦控制單元(10 kg)，手持式部分包括LTP源和采樣端口(2 kg)，可對棉花表面的ng級DMMP實施實時原位檢測(圖3F)。

2.4 生物毒素

生物毒素多具有劇高毒性，且種類復雜多樣，小分子、多肽、蛋白生物毒素的中毒或蓄意投毒事件時有發(fā)生。目前，AIMS在生物毒素檢測中的應用尚處于起步階段，多體現(xiàn)在生物毒素快速篩查、定量檢測以及與其它技術聯(lián)用方面的成功嘗試等。尚需注意的是，關于蛋白等大分子的快速實時電離仍是一個難點問題。

2014年，Beach等[40]采用激光燒蝕電噴霧電離(Laser ablation electrospray ionization，LAESI)-MS/MS直接檢測貝類組織勻漿液中軟骨藻酸，無需其它樣品前處理步驟，單個樣品檢測時間僅需10 s，LOD達1 mg/kg，顯示出該方法高通量檢測生物毒素的潛力；隨后建立了LAESI-Q-Orbitrap方法，對189種不同種類海洋貝類中的軟骨藻酸進行快速篩查檢測[71]。Wichert等[45]建立了PSI-MS檢測實驗室工作臺、筆記本封面、玻璃、植物葉等多種基質表面蛋白質的方法，可實現(xiàn)對包括生物毒素模擬物腸毒素B疫苗在內的多種蛋白質(分子量12.4～66.5 kDa)的直接快速分析，并發(fā)現(xiàn)碳噴射多孔聚乙烯膜作為采樣和PSI基底可大幅提高檢測靈敏度，LOD達μg水平(圖4A)。

由于食品殘留的分析需求，生物毒素的AIMS準確定量工作受到重視。一般結合樣品前處理、穩(wěn)定同位素內標校正等途徑進行。Busman等[41]采用添加13C標記同位素內標的基質匹配標準法對玉米中的黃曲霉毒素B1進行DART-Q-IT定量測定，定量下限為4 μg/kg，線性范圍為4～1 000 μg/kg；對牛奶中黃曲霉毒素M1，利用串聯(lián)固相萃取或免疫親和固相萃取降低基質干擾，方法定量下限為0.1 μg/kg，低于法規(guī)限度[42]。Mattarozzi等[43]將快速樣品前處理技術(QuEChERS)與DESI-LTQ-Orbitrap相結合，并結合全因子設計和多目標函數法進行系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)了貝類組織中石房蛤毒素、脫氨甲?；扛蚨舅?、新巖蛤毒素和膝溝藻毒素1,4等多種麻痹性貝類毒素的高通量快速篩查和定量檢測(圖4B)。

與其它技術聯(lián)用方面，Joshi等[44]將表面等離子體共振(Surface plasmon resonance，SPR)與DESI-MS相結合，利用修飾脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)抗體的SPR芯片捕獲樣品(甲醇、啤酒)中的DON，簡單淋洗去除非特異性吸附后，對芯片直接進行DESI-MS檢測，特別地，DESI-MS可對DON與其交叉反應物質進行準確區(qū)分和識別(圖4C)。

圖4 AIMS在生物毒素檢測中的應用Fig.4 Applications of AIMS in determination of biotoxinsA:rapid analysis by PSI-MS(PSI-MS快檢)[45];B:quantitative analysis data by QuEChERS-DESI-MS method(QuEChERS-DESI-MS定量數據)[43];C:coupling of SPR and MS(SPR-MS聯(lián)用)[44]

3 總結與展望

AIMS技術以其開放環(huán)境、簡便操作、原位、實時、高通量等特點，一經提出，在公共安全檢測領域備受重視，近年來在新型電離方式、與復雜基質樣品形式的兼容性、與現(xiàn)場檢測方式的適配性等方面均取得了令人矚目的進展。當然，尚需有效克服AIMS相關的系列技術挑戰(zhàn)，包括重現(xiàn)性、定量能力、分析物范圍(類型)、靈敏度及復雜數據的解析能力等。未來尚需集中于以下幾點進行深入研究、積累突破：①原理引領靈活設計，提高樣品檢測普適性和靈敏度。包括進一步明確和闡釋常壓電離解吸附和電離機制，深入思考和融合多種不同原理的解吸附和電離方式，根據分析物的物理和化學性質引入適當的電離增強試劑，創(chuàng)新化學策略適配常壓電離技術特點等；②創(chuàng)造高重現(xiàn)性環(huán)境，提高定量能力。影響AIMS重現(xiàn)性的因素涉及樣品導入、解吸附、電離及質量傳輸的多個環(huán)節(jié)，涵蓋采樣幾何形狀、采樣表面、樣品性質、周圍環(huán)境、離子源內部參數等多種因素。因此應從選擇高效的解吸附和電離技術、引入內標、結合多種快速前處理凈化富集途徑、提高樣品負載穩(wěn)定性、甚至發(fā)展自動化采樣進樣平臺等多方面進行系統(tǒng)改進；③適配現(xiàn)場檢測應用需求，實現(xiàn)便攜性。包括創(chuàng)制適用的常壓電離源與便攜式、小型化質譜的兼容接口，結合3D打印、仿真模擬等實現(xiàn)結構設計和理論模型優(yōu)化等；④聯(lián)合其它檢測技術，保障確證性。公共安全應急檢測往往需要多種檢測技術多角度共同確證。AIMS無疑從結構確證角度提供了有效手段，未來可望配合目前的主流檢測技術(如離子遷移譜、紅外/拉曼光譜、便攜式氣相色譜-質譜等)使用，在樣品適配檢測、數據庫共享、軟件自動分析等方面發(fā)揮強有力的聯(lián)合優(yōu)勢。