在线脱盐LCMS分析三聚氰胺的方法及专用设备.pdf

本发明公开一种在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法及专用设备，方法是按如下步骤进行：将样品经反相离子对色谱法和离子交换色谱法分离并经捕集柱富集待测组分；对捕集柱进行冲洗以除去流动相中的盐分或离子对试剂；用无盐流动相反冲捕集柱使待测组分进入质谱中进行分析。设备是有多通阀，与多通阀的第一进口相接有色谱柱并通过进样阀与流动相输入泵相接，与第一进口还相接有脱盐清洗液输入泵，与多通阀的第一出口相接有废液池；与多通阀的第二进口相接有无盐流动相输入泵，与多通阀的第二出口相接有质谱检测仪；捕集柱跨接在多通阀的两个阀孔之间。结构简单、操作方便、成本低廉，可以实现反相离子对色谱法和离子交换色谱法与质谱分析联用。

1.  一种在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法，其特征在于按如下步骤进行：
a.将样品经反相离子对色谱法和离子交换色谱法分离并经捕集柱富集待测组分；
b.对捕集柱进行冲洗以除去流动相中的盐分或离子对试剂；
c.用无盐流动相反冲捕集柱使待测组分进入质谱中进行分析。

2.  一种如权利要求1所述在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：设有二位多通阀V，与二位多通阀V的第一进口相接有色谱柱(12)、色谱柱(12)通过进样阀(11)与流动相输入泵(10A)相接，与第一进口还相接有脱盐清洗液输入泵(10B)，与二位多通阀V的第一出口相接有废液池(15)；与二位多通阀V的第二进口相接有无盐流动相输入泵(10C)，与二位多通阀V的第二出口相接有质谱检测仪(16)；捕集柱(14)跨接在二位多通阀V的两个阀孔之间并分别连通与二位多通阀V的第一进口、第一出口及第二进口、第二出口。

3.  根据权利要求2所述的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：所述的色谱柱(12)、脱盐清洗液输入泵(10B)通过三通阀(13)与二位多通阀V的第一进口相接。

4.  根据权利要求2所述的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：在所述流动相输入泵(10A)与进样阀(11)之间相接有混合器(17)，所述脱盐清洗液输入泵(10B)通过混合器(17)、进样阀(11)、色谱柱(12)与二位多通阀V的第一进口相接。

5.  根据权利要求3所述的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：所述二位多通阀V是二位六通阀，第一进口、第一出口分别是阀孔(6)、阀孔(5)；第二进口、第二出口分别是阀孔(3)、阀孔(2)；捕集柱(14)跨接在阀孔(1)、(4)之间。

6.  根据权利要求4所述的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：所述二位多通阀V是二位十通阀，第一进口、第一出口分别是阀孔(1)、阀孔(6)；第二进口、第二出口分别是阀孔(8)、阀孔(3)；第一捕集柱(14A)跨接在阀孔(0)、(7)之间，第二捕集柱(14B)跨接在阀孔(2)、(5)之间，阀孔(4)与阀孔(9)之间跨接有常通管路(18)。

7.  根据权利要求2或3或4或5所述的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：所述捕集柱(14)是硅胶基质或聚合物基质反相色谱填料。

在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法及专用设备
技术领域：
本发明涉及一种三聚氰胺的LC-MS分析方法和装置，尤其是一种结构简单、操作方便、成本低廉，可以实现反相离子对色谱法和离子交换色谱法与质谱分析联用的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法及专用设备。
背景技术：
三聚氰胺(Melamine)是一种重要的氮杂环有机化工原料，可广泛用于生产塑料、地板砖、厨房用具、防火纤维、商业滤膜、胶水和阻燃剂等。但是，美国食品药品监督管理局(FDA)曾在2007年3月30日对宠物食物的检测报告中首次发现了三聚氰胺，其后发现三鹿等22种婴幼儿奶粉中含有三聚氰胺，随后的检测中又发现伊利和蒙牛等多种品牌的液态奶和奶粉中均存在不同程度的三聚氰胺。三聚氰胺本身无毒，但在酸性条件下易水解产生可致肾结石的三聚氰酸，含过量三聚氰胺的食品将严重危害人或宠物的身体健康，因此对于食品中是否含有三聚氰胺的准确分析是十分重要的。目前，对食品或其他物质中三聚氰胺的分析方法主要有以下两种，均存在着不同程度的问题：
1.采用反相离子对色谱法和离子交换色谱法对样品中的三聚氰胺进行分离并辅以紫外可见检测器检测的分析方法。此种方法操作简单、成本低廉、便于普及，但是因反相离子对色谱法和离子交换色谱法所采用的高盐或含离子对试剂的流动相会对质谱仪器造成污染和信号干扰，因此无法用质谱检测器获取大量数据，进行准确的定性、定量分析，只能用紫外可见检测器检测的方法，降低了三聚氰胺分析的准确性和可靠性。
2.采用无盐流动相及适用于无盐流动相的特殊色谱柱对样品中的三聚氰胺进行分离并用质谱检测器进行检测，即LC-MS分析方法。此种方法可用质谱检测器获取大量数据，进行准确的定性、定量分析，克服了前述方法分析准确性和可靠性低的问题。但是由于其色谱柱的特殊性，目前只能从国外进口，成本高，不便于推广使用。
发明内容：
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种结构简单、操作方便、成本低廉，可以实现反相离子对色谱法和离子交换色谱法与质谱分析联用的在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法及专用设备。
本发明的技术解决方案是：一种在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法，其特征在于按如下步骤进行：
a.将样品经反相离子对色谱法和离子交换色谱法分离并经捕集柱富集待测组分；
b.对捕集柱进行冲洗以除去流动相中的盐分或离子对试剂；
c.用无盐流动相反冲捕集柱使待测组分进入质谱中进行分析。
一种在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，其特征在于：设有二位多通阀V，与二位多通阀V的第一进口相接有色谱柱12、色谱柱12通过进样阀11与流动相输入泵10A相接，与第一进口还相接有脱盐清洗液输入泵10B，与二位多通阀V的第一出口相接有废液池15；与二位多通阀V的第二进口相接有无盐流动相输入泵10C，与二位多通阀V的第二出口相接有质谱检测仪16；捕集柱14跨接在二位多通阀V的两个阀孔之间并分别连通二位多通阀V的第一进口、第一出口及第二进口、第二出口。
所述的色谱柱12、脱盐清洗液输入泵10B可通过三通阀13与二位多通阀V的第一进口相接。
可在所述流动相输入泵10A与进样阀11之间相接有混合器17，所述脱盐清洗液输入泵10B通过混合器17、进样阀11、色谱柱12与二位多通阀V的第一进口相接。
所述二位多通阀V可以是二位六通阀，第一进口、第一出口分别是阀孔6、阀孔5；第二进口、第二出口分别是阀孔3、阀孔2；捕集柱14跨接在阀孔1、4之间。
所述二位多通阀V是二位十通阀，第一进口、第一出口分别是阀孔1、阀孔6；第二进口、第二出口分别是阀孔8、阀孔3；第一捕集柱14A跨接在阀孔0、7之间，第二捕集柱14B跨接在阀孔2、5之间，阀孔4与阀孔9之间跨接有常通管路18。
所述捕集柱14是硅胶基质或聚合物基质反相色谱填料。
本发明使用反相色谱柱作为捕集柱，利用捕集柱与反相离子对色谱法和离子交换色谱法柱不同分离机理，通过捕集柱使待测组分富集，并在线对待测组分进行冲洗且通过无盐流动相顶替达到脱盐或离子对试剂的目的，解决了反相离子对色谱法和离子交换色谱法难以与质谱联用的问题，即具有结构简单、操作方便、成本低廉、便于推广使用的优点，同时还可通过质谱检测器获取大量数据，进行准确的定性、定量分析，提高样品定量分析的主准确性。
附图说明：
图1为本发明实施例1装置连接结构示意图。
图2为本发明实施例2装置连接结构示意图。
图3为本发明实施例1的紫外检测谱图。
图4为本发明实施例1的质谱谱图。
具体实施方式：
实施例1：
如图1所示：一种在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法专用设备，设有二位六通阀V(外购)，可以是手动或电动六通阀V，有六个阀孔1～6，通过手动或电动控制阀芯，以实现阀孔1～6中两两相通、两两不通的两个位置，既I号位、II号位，I号位时双线管路联通，II号位时短线管路连通。以阀孔6、阀孔5分别为第一进口、第一出口；阀孔3、阀孔2分别为第二进口、第二出口，并将捕集柱14跨接在阀孔1、4之间，捕集柱14则分别连通二位六通阀V的阀孔6、阀孔5及阀孔3、阀孔2。与二位六通阀V的第一进口相接有色谱柱12，色谱柱12为反相离子对色谱或离子交换色谱柱，可以是硅胶键合反相色谱填料、聚合物色谱填料、离子交换色谱填料或者离子交换树脂等，而捕集柱14是反相色谱柱，可以是硅胶基质或聚合物基质反相色谱填料，如SCX捕集柱等，还可以是其他无机氧化物基质色谱填料。色谱柱12通过进样阀11与流动相输入泵10A相接，与第一进口还相接有脱盐清洗液输入泵10B，与二位六通阀V的第一出口相接有废液池15；与二位六通阀V的第二进口相接有无盐流动相输入泵10C，与二位六通阀V的第二出口相接有质谱检测仪16；色谱柱12、脱盐清洗液输入泵10B可通过三通阀13与二位六通阀V的第一进口(阀孔6)相接，泵10A、10B、10C可用高压恒流泵。所述质谱检测仪16所用离子源可以是电子轰击离子化(EI)、化学离子化(CI)、场离子化(FI)、场解析(FD)、快原子轰击(FAB)、二次离子质谱(SIMS)、激光解吸(LD)、电流体效应离子化(EH)、电喷雾离子化(ESI)、热喷雾离子化(TSI)等。
通过实施例1所述设备可实现在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法，即按如下步骤进行：
a.将样品经反相离子对色谱法和离子交换色谱法分离并经捕集柱富集待测组分；
b.对捕集柱进行冲洗以除去流动相中的盐分或离子对试剂；
c.用无盐流动相反冲捕集柱使待测组分进入质谱中进行分析。
具体操作方法如下：
1.操作条件：
色谱柱：Elite MSP 5μm，ID4.6mm×250mm，流动相：乙腈/缓冲液，10/90(缓冲液中含10mM柠檬酸，10mM庚烷磺酸钠)，流量：1.0mL/min进样量：10μL，柱温：40℃，检测波长：UV240nm。
上述反相离子对色谱法和离子交换色谱法条件取自依利特网站。
质谱条件：
质谱电离方式：电喷雾电离源(ESI)；干燥气温度：350℃；雾化气压力：35psi；碎裂电压：100V；干燥气流速：12L/min；毛细管电压：3500V；选择离子检测(SIR)，质荷比(m/z)：127，85，60(取自：赖碧清，郑晓航，韩银涛，高效液相色谱一四极杆质谱联用测定饲料中三聚氰胺含量，饲料工业，2008年第29卷第4期)。
Mass Range：40-450amu；
Scan Mode：Full(Electron Ionization)；
Filament Delay：4.2min(splitless)；3.8min(split)；
Threshold：100；
MS Quad：150℃；
MS Source：230℃(取自FDA GC-MS分析的条件)。
2.操作步骤：
将六通阀(V)处于I号位置时，双线管路连通，启动流动相输入泵10A，同时将检测样品由进样阀11进样，通过离子交换(离子对)色谱柱12进行分离，再依次通过三通阀13、阀孔6、阀孔1、捕集柱14、阀孔4、阀孔5，待测组分(含三聚氰胺)在捕集柱14的柱头上富集，废液排入废液池15中。待测组分富集一定时间后，停止流动相输入泵10A，启动脱盐清洗液输入泵10B，用无盐溶液对捕集柱进行清洗以除去盐分。切换二位六通阀V到II号位置，短线管路连通，启动无盐流动相输入泵10C，使无盐流动相通过阀孔3、4反冲捕集柱14，并使所富集的待测组分随无盐流动相通过阀孔1、2进样到质谱检测仪16中进行分析。
本发明结构简单、操作容易、成本低廉、检测准确，图4即经本实施例1分析、检测的质谱谱图(谱图取自FDA GC-MS分析的条件)，图3是用本实施例1的反相离子对色谱法和离子交换色谱法条件进行分离，用紫外检测器检测的谱图。通过对比可以看出，本实施例1用质谱检测器检测结果的准确性和可靠性明显好于用紫外检测器的检测结果。
实施例2：
如图2所示：有二位十通阀V(外购)，可以是手动或电动十通阀V，都有十个阀孔0～9，通过手动或电动控制阀芯，以实现阀孔0～9中两两相通、两两不通的两个位置，既I号位、II号位，I号位时双线管路联通，II号位时短线管路连通，阀孔4与阀孔9之间跨接有常通管路18。以阀孔1、阀孔6分别为第一进口、第一出口；阀孔8、阀孔3分别为第二进口、第二出口，并将捕集柱14A跨接在阀孔0、7之间，分别连通二位十通阀V的阀孔1、阀孔6及阀孔8、阀孔3；同时将捕集柱14B跨接在阀孔2、5之间，捕集柱14也分别连通二位十通阀V的阀孔1、阀孔6及阀孔8、阀孔3。与二位十通阀V的第一进口相接有色谱柱12，色谱柱12为反相离子对色谱或离子交换色谱柱，可以是硅胶键合反相色谱填料、聚合物色谱填料、离子交换色谱填料或者离子交换树脂等。以反相色谱柱作为捕集柱14A、14B，可以是硅胶基质或聚合物基质反相色谱填料，如SCX捕集柱等，还可以是其他无机氧化物基质色谱填料。色谱柱12通过进样阀11、混合器17与流动相输入泵10A相接，脱盐清洗液输入泵10B亦与混合器17相接。与二位十通阀V的第一出口相接有废液池15；与二位十通阀V的第二进口相接有无盐流动相输入泵10C，与二位多通阀V的第二出口相接有质谱检测仪16；流动相输入泵10A、脱盐清洗液输入泵10B通过混合器17、进样阀11、色谱柱12与二位十通阀V的第一进口(阀孔1)相接。泵10A、10B、10C可用高压恒流泵。所述质谱检测仪16所用离子源可以是电子轰击离子化(EI)、化学离子化(CI)、场离子化(FI)、场解析(FD)、快原子轰击(FAB)、二次离子质谱(SIMS)、激光解吸(LD)、电流体效应离子化(EH)、电喷雾离子化(ESI)、热喷雾离子化(TSI)等。
通过实施例2所述设备可实现在线脱盐LC-MS分析三聚氰胺的方法，即按如下步骤进行：
a.将样品经反相离子对色谱法和离子交换色谱法分离并经捕集柱富集待测组分；
b.对捕集柱进行冲洗以除去流动相中的盐分或离子对试剂；
c.用无盐流动相反冲捕集柱使待测组分进入质谱中进行分析。
具体操作方法如下：
1.操作条件：
同实施例1。
2.操作步骤：
(1)将二位十通阀(V)处于I号位置时，双线管路连通，此时可将流动相输入泵10A、脱盐清洗液输入泵10B同时作为流动相输入泵。启动泵(10A、10B)，流动相通过混合器17混合，同时将检测样品由进样阀11进样，通过离子交换(离子对)色谱柱12进行分离，再依次通过阀孔1、阀孔2、捕集柱14B、阀孔5、阀孔6，待测组分(含三聚氰胺)在捕集柱14B的柱头上富集，废液排入废液池15中。待测组分富集一定时间后，改变双泵(10A、10B)的梯度条件，输入无盐溶液对捕集柱(14B)进行冲洗，以脱去易干扰质谱仪的盐分。
(2)切换二位十通阀V到II号位置，短线管路连通，启动无盐流动相输入泵10C，使无盐流动相通过阀孔8、9、常通管路18、4、5反冲捕集柱14B，并使所富集的待测组分随无盐流动相通过阀孔2、3进样到质谱检测仪16中进行分析。
(3)在二位十通阀V处于II号位置时，可以再改变双泵10A、10B梯度条件，并同时作为流动相输入泵，将检测样品由进样阀11进样，通过离子交换(离子对)色谱柱12进行分离，再依次通过阀孔1、阀孔0、捕集柱14A、阀孔7、阀孔6，待测组分(含三聚氰胺)在捕集柱14A的柱头上富集，废液排入废液池15中。待测组分富集一定时间后，改变双泵(10A、10B)的梯度条件，输入无盐溶液对捕集柱(14A)进行冲洗，以脱去易干扰质谱仪的盐分。
(4)再次切换二位十通阀V到I号位置，双线管路连通，启动无盐流动相输入泵10C，使无盐流动相通过阀孔8、7反冲捕集柱14A，并使所富集的待测组分随无盐流动相通过阀孔0、9、常通管路18、4、3进样到质谱检测仪16中进行分析。
与此同时，可以按照上述(1)步骤，使待测组分在捕集柱14B的柱头上富集……。
反复切换，使捕集柱14B、14A轮换操作，可明显提高样品分析的效率，并且还可同时对不同的两种样品进行检测。
本发明除可以用于三聚氰胺的LC-MS分析上，还可以实现液相色谱与其他仪器联用上的脱盐处理，或者用于二维或者多维液相色谱的脱盐处理。