热解析质子转移反应质谱快速测定痕量芬太尼

下载应用案例pdf文本

利用Vocus 2R PTR-TOF搭配热解析装置进行实时测定痕量芬太尼

Luca Cappellin and Felipe Lopez
TOFWERK, Thun, Switzerland

一种快速准确测定复杂基体中芬太尼的分析方法

类鸦片止痛剂滥用每年导致全世界数以千计的的死亡案例。芬太尼,合成鸦片药物的一种,经常和海洛因混在一起服用从而产生强烈的兴奋感芬太尼效力比海洛因高出两个数量级,这也意味海洛因混用情形下很大可能发生药物过量死亡案例。血液中哪怕只有几十到几百ng/ml浓度的芬太尼,就会造成药物过量使用进行刑侦和生物样品等复杂基体中痕量芬太尼测定一般需要高灵敏度,高分辨能力的分析方法这篇应用案例验证了TOFWERK Vocus 2R PTR-TOF质谱仪快速从溶液和滤纸表面定量检测痕量芬太尼的分析能力,无需任何样品前处理和分离步骤。

热解析质子转移反应质谱快速测定痕量芬太尼

低挥发性的街头药物一般通过热解析技术取样棉棒上的待测物气化并随后引入到质谱仪进行后续分析初始实验中,一滴含有10纳克芬太尼的溶液样品注射热解析装中玻璃表面上,在高温载气的共同作用下,气态芬太尼输送到Vocus 2R PTR-TOF进行家呢Vocus漂移管中,芬太尼分子和母体离子在碰撞过程中发生质子转移反应,有效率的生成质子化的芬太尼分子离子。

1谱图所示通过定位峰的位置,得到准确的质荷比 从而推导出相应的分子式实验中测得的质荷比跟质子化的芬太尼分子离子(C22H28N2O·H+)理论只相差2.8 ppm下图中比较实验中所得的理论的同位素分布他们高相似度也极大的提升了峰鉴别的可靠性。 

图1. 由TOFWERK Vocus 2R PTR-TOF搭配热解析装置测得的(红色)和理论的(蓝色)质子化芬太尼分子离子的同位素分布图。一滴含有10纳克芬太尼的水溶液样品被注射在热解析装置中,然后被程序升温到200摄氏度。气化的芬太尼样品随着500每秒毫升的载气被引入到Vocus质谱仪中进行后续分析。质子转移反应的电离程度相对较‘软’,这也保证了质子化的芬太尼分子离子的生成。准确的质荷比加上高相似的同位素分布共同提升了峰鉴别的可靠性。

 

 

芬太尼分子离子诱导碰撞解离

Vocus质谱仪相对市面上商用的PTR-MS的另一项独到之处是可以在Vocus飘逸管的下游进行对选定离子的碰撞诱导解离,提升待测物鉴别的准确性和可靠性。碰撞诱导解离旨在生成碎片提供待测物分子结构上的进一步信息在具体实验中仪器运行条件从平常的Vocus设定(只生成质子化的芬太尼分子离子)逐步变化到高碰撞能量设定,仪器随即检测到了文献MS/MS质谱数据库中相对应的两个碎片离子峰:105.070 Th (C8H9+ 188.144 Th (C13H18N+)

图2. Vocus 2R PTR-TOF利用碰撞诱导解离进一步提高分子鉴别的可靠性。通过调节Vocus飘逸管下游的引出电压,可以调控选定分子离子的碎片程度。录得的碎片分布跟MS/MS数据库基本一致,提供了待测物的分子结构信息。在高碰撞能量设定,仪器检测到由质子化的芬太尼分子离子(C22H28N2O·H+)得到的两个碎片离子峰:105.070 Th (C8H9+) 和 188.144 Th (C13H18N+),进一步肯定了定性结果。

分析含有痕量芬太尼的取样

上述结果验证了Vocus质谱仪可以准确测定在干净上的芬太尼现实世界中的案例会相对更加复杂,会涉及到精确检测在复杂样品所含的极少量芬太尼为了模拟这一画面,10纳克芬太尼被于脏的滤纸表面。滤纸样品随即被放置于热解析装置中,进行Vocus质谱检测。3展示了一个示意谱图Vocus高达15000质量分辨率M/ΔM = 15000有效的将芬太尼分子离子和其13同位素峰跟基体中存在的干扰峰区别开来保证了后续峰鉴别和浓度测定的可靠性优化条件下,芬太尼分析的检测限在几个纳克左右如果配合更快的热解析速度,比如采用专用的解析装置的话,相信可以进一步优化检测限。

图3. 由Vocus 2R PTR-TOF搭配热解析装置在脏滤纸上测得的(红色)和理论的(蓝色)质子化芬太尼分子离子的同位素分布图。仪器检测到跟质子化芬太尼分子离子(C22H28N2O·H+)和其碳13同位素一一对应的峰,肯定了定性结果。Vocus高达15000的质量分辨率(M/ΔM = 15000)有效的将芬太尼分子离子和其碳13同位素峰跟基体中存在的干扰峰区别开来,实现了复杂基体中痕量芬太尼的有效鉴定和测定。

芬太尼检测小结

Vocus 2R PTR-TOF通过搭配热解析装置实现了棉棒等复杂样品中的痕量芬太尼快速定性定量检测Vocus超高质量分辨率有效的将芬太尼信号峰跟背景信号区分开来质量分辨率带来的精确质荷比,理论值吻合的同位素分布,加上Vocus独家配置碰撞诱导解离得出的分子结构信息,保证Vocus质谱仪定性目标物的准确性。