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本書分上下兩篇，內(nèi)容涵蓋了有機質(zhì)譜法的主要方面。上篇主要介紹有機質(zhì)譜方法，包括有機質(zhì)譜的概念術語、離子化方法、儀器、聯(lián)用技術、數(shù)據(jù)處理和譜圖解析。對基質(zhì)輔助激光解吸/離子化（MALDI）和電噴霧離子化（ESI）等大氣壓離子化（API）和衍生技術、復雜樣品分析數(shù)據(jù)的處理和挖掘、有機質(zhì)譜的解析等進行了重點討論。下篇介紹了有機質(zhì)譜法在藥物分析、食品安全、環(huán)境監(jiān)測和生命科學等領域的應用，給出了基本應用原理及規(guī)律，同時輔以大量實例對分析過程做了詳細闡述。本書可作為分析化學特別是質(zhì)譜分析領域的初學者及入門不久的分析測試技術人員的學習用書，也可供食品、藥品、農(nóng)藥、環(huán)境分析和生命科學領域的研究人員參考閱讀。

隨著我國經(jīng)濟和各項事業(yè)的發(fā)展，高等院校、研究院所、監(jiān)測檢驗機構和大型企業(yè)等相繼引進了大量先進的質(zhì)譜儀器和有關設備。有機質(zhì)譜法在我國得到了迅速的發(fā)展，已成為食品、藥品、農(nóng)藥、環(huán)境分析和生命科學研究等領域必不可少的有力工具。另外，不斷擴大的從業(yè)人員隊伍需要得到進一步的培訓。有機質(zhì)譜法及其聯(lián)用技術涉及廣泛的原理、知識、方法和技能，需要結合實際工作不斷地學習。編寫本書的目的是希望借此能對初學者及入門不久的質(zhì)譜工作者的成長有所幫助。上篇為方法篇。第1章概述中主要討論的是質(zhì)譜法的基本概念和術語，因為恰恰是這些最基本的東西，往往不被重視，在市面上出現(xiàn)的中文儀器樣本、應用報告和講座中，常常出現(xiàn)不正確或不恰當?shù)母拍詈托g語。建議讀者仔細閱讀第1章中的有關內(nèi)容，并參閱所附的參考文獻：國際純粹和應用化學聯(lián)合會（IUPAC）2013年推薦的有關質(zhì)譜法的術語，以及準確質(zhì)量測定：術語和數(shù)據(jù)處理。在本書的其他章節(jié)中，涉及有關術語的，也已分別加以說明。質(zhì)譜法的迅速發(fā)展，與儀器的進步及新的離子化方法的發(fā)展密切相關。離子化方法的研究是質(zhì)譜法中最活躍的領域。在第2章離子化方法中，電噴霧離子化（ESI）和基質(zhì)輔助激光解吸/離子化（MALDI）是目前最重要、應用范圍最廣的兩種技術，因此，對其離子化機理、實驗方法及發(fā)展，如表面增強激光解吸/離子化（surface-enhanced laser desorption/ionization，SELDI）、表面輔助激光解吸/離子化（surface-assisted laser desorption/ionization，SALDI）、納升電噴霧離子化（nano ESI）和原環(huán)境電噴霧離子化（native ESI）等均進行了討論。其他大氣壓離子化方法，除了大氣壓化學離子化（APCI）、大氣壓光離子化（APPI）和大氣壓MALDI（APMALDI）外，解吸電噴霧離子化（desorption electrospray ionization，DESI）和直接實時分析（direct analysis in real time，DART）的發(fā)展引人注目，這兩種敞開式離子源（ambient ionization）的出現(xiàn)，啟發(fā)了眾多相關技術的產(chǎn)生。也可以說它們是ESI相關技術、LDI相關技術、APCI相關技術和APPI相關技術。第3章討論質(zhì)量分析器，這是質(zhì)譜儀的主體。質(zhì)譜法是用質(zhì)譜儀研究物質(zhì)的方法。質(zhì)譜儀涉及許多理論、方法和技術。本章中討論了常用的各種質(zhì)量分析器，包括分辨率最高的傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀（Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer，F(xiàn)TICR MS）和最新的靜電場軌道離子阱（Orbitrap）。對串聯(lián)質(zhì)譜法和雜交儀器，結合實際詳細討論了質(zhì)譜掃描或采集方式，并涉及碰撞誘導解離（CID）、電子捕獲解離（ECD）和電子轉移解離（ETD）等離子活化方法。進樣系統(tǒng)或聯(lián)用技術是樣品分析的關鍵，本書討論了LC-MS、GC-MS和CE-MS，并較詳細地介紹了離子淌度譜儀（ion-mobility spectrometer，IMS）與液相色譜儀及質(zhì)譜儀的聯(lián)用（LC-IMS-MS），這是一種正在快速發(fā)展的強有力的分析系統(tǒng)。復雜樣品的色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理是分析工作的一個重要環(huán)節(jié)。在基因組學之后，蛋白質(zhì)組學、代謝組學等一系列組學研究的興起，對色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求。因為以色譜-質(zhì)譜法為基礎的方法，在復雜樣品中可能檢出數(shù)以千計的譜峰，這樣復雜的數(shù)據(jù)需要自動處理。在第4章中，我們結合應用實例，討論了背景扣除、譜峰檢測和成分鑒別等技術，包括提取離子色譜（EIC）、產(chǎn)物離子過濾（PIF）、中性丟失過濾（NLF）、質(zhì)量差值過濾（MDF）、分子特征提�。∕FE）、數(shù)據(jù)庫及質(zhì)譜庫檢索等問題。第5章質(zhì)譜解析中，除了基本的質(zhì)譜裂解反應外，重點討論了大氣壓離子化質(zhì)譜（API MS）的解析，包括有機小分子API MS的解析及生物大分子質(zhì)譜的解析。下篇是應用篇，主要介紹了有機質(zhì)譜法在藥物分析、食品安全、環(huán)境監(jiān)測和生命科學四個方面的應用。這些領域的工作，在很大程度上促進了有機質(zhì)譜的發(fā)展。在這些應用實例中，根據(jù)工作需要，采用了不同的方法、儀器和相關技術，以及數(shù)據(jù)處理、分析和解析，建議讀者必要時與上篇中的有關內(nèi)容聯(lián)系起來，加深理解。筆者引用文獻時，盡量保持應用實例主要內(nèi)容的完整性，以供讀者參考。復雜樣品的預處理十分重要，由于篇幅限制，本書僅提供了經(jīng)過優(yōu)化后的最終方法，對于優(yōu)化過程，請讀者閱讀文獻原文。在本書的每一章后，均列出了參考文獻，以便讀者深入學習。王穎博士對全書進行了核對并標注了圖表的中英文，中國藥科大學有關領導、儀器公司和筆者的同事、朋友對本書的編寫給予了支持，化學工業(yè)出版社為本書的出版提供了資助，此處一并表示感謝！本書的內(nèi)容涉及有機質(zhì)譜儀器、方法、技術和應用的主要方面。因學識有限，不當之處請予以指正�！　【幹�

上篇有機質(zhì)譜方法

1 概述 2

1.1 質(zhì)譜法及基本術語 2

1.2 質(zhì)譜法簡史 4

1.3 質(zhì)譜信息 5

1.3.1 準確質(zhì)量 5

1.3.2 元素組成 6

1.3.3 同位素豐度 7

1.3.4 不飽和度 7

1.3.5 氮規(guī)律 7

1.3.6 質(zhì)譜峰強度與質(zhì)譜定量 8

參考文獻 9

2 離子化方法（離子源） 10

2.1 電子轟擊離子化（EI） 10

2.2 化學離子化（CI） 11

2.3 激光解吸離子化（LDI） 13

2.3.1 基質(zhì)輔助激光解吸/離子化（MALDI） 13

2.3.2 表面增強激光解吸/離子化（SELDI） 18

2.3.3 表面輔助激光解吸/離子化（SALDI） 18

2.4 大氣壓離子化（API） 19

2.4.1 電噴霧離子化（ESI） 19

2.4.2 大氣壓化學離子化（APCI） 37

2.4.3 其他大氣壓離子化技術 38

參考文獻 42

3 質(zhì)譜儀器（質(zhì)量分析器） 44

3.1 扇形磁場質(zhì)譜儀 44

3.1.1 原理 44

3.1.2 性能及限制 45

3.2 四極質(zhì)譜儀和四極離子阱質(zhì)譜儀 46

3.2.1 基本原理Mathieu方程 48

3.2.2 離子軌道的穩(wěn)定區(qū) 50

3.2.3 線形離子阱（LIT） 52

3.3 飛行時間質(zhì)譜法（TOF MS） 52

3.3.1 基本原理 53

3.3.2 質(zhì)量分辨率 53

3.3.3 質(zhì)量測定 55

3.3.4 數(shù)據(jù)采集和靈敏度 55

3.3.5 脈沖正交引出和連續(xù)離子源 56

3.3.6 多次反射和多次旋轉TOF MS 56

3.4 傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀（FTICR MS） 57

3.4.1 基本原理 58

3.4.2 結構與實驗程序 61

3.4.3 性能和影響因素 65

3.5 靜電場軌道離子阱（Orbitrap） 68

3.5.1 軌道捕獲和Kingdon阱 68

3.5.2 Orbitrap質(zhì)量分析器 69

3.6 串聯(lián)質(zhì)譜法 72

3.6.1 離子的活化方法 72

3.6.2 串聯(lián)質(zhì)譜儀 75

3.6.3 雜交質(zhì)譜儀 80

3.7 檢測器 86

3.7.1 電子倍增器 86

3.7.2 微通道板 87

3.8 進樣系統(tǒng)及聯(lián)用技術 88

3.8.1 直接進樣桿（DIP） 88

3.8.2 加熱儲槽進樣器 89

3.8.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術（GC-MS） 89

3.8.4 液相色譜-質(zhì)譜法（LC-MS） 89

3.8.5 毛細管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術（CE-MS） 94

3.8.6 離子淌度譜-質(zhì)譜（IMS-MS） 94

參考文獻 98

4 數(shù)據(jù)處理與發(fā)掘 101

4.1 色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理 101

4.1.1 背景扣除 101

4.1.2 提取離子色譜圖（EIC） 102

4.1.3 產(chǎn)物離子過濾（PIF）及中性丟失過濾（NLF） 102

4.1.4 質(zhì)量差值過濾（MDF） 104

4.1.5 同位素圖形過濾（IPF） 107

4.1.6 分子特征提�。∕FE） 107

4.2 數(shù)據(jù)庫和質(zhì)譜庫檢索 108

參考文獻 109

5 質(zhì)譜解析 110

5.1 分子離子和準分子離子 110

5.2 基本的裂解反應及機理 110

5.2.1 裂解 111

5.2.2 i裂解（電荷中心驅動的裂解） 111

5.3 大氣壓離子化質(zhì)譜（API MS）的解析 114

5.3.1 小分子化合物API MS的解析 114

5.3.2 生物聚合物的MS 126

參考文獻 138

　　

下篇有機質(zhì)譜法的應用

6 有機質(zhì)譜法在藥物分析中的應用 142

6.1 化學藥物分析 142

6.1.1 合成藥物質(zhì)譜分析 142

6.1.2 藥物的雜質(zhì)分析 146

6.1.3 藥物代謝研究 157

6.2 單克隆抗體藥物分析 170

6.2.1 抗體藥物的質(zhì)譜分析法 170

6.2.2 糖苷的CE-MS分析 173

6.3 中藥與天然藥物分析 175

6.3.1 指紋圖譜測定 175

6.3.2 藥材中生物堿和黃酮成分的分析 178

6.3.3 中藥揮發(fā)性成分分析 186

6.3.4 中藥復方活性部位分析 193

6.3.5 復方制劑的藥物代謝動力學 202

參考文獻 207

7 有機質(zhì)譜法在食品安全分析中的應用 208

7.1 乳制品中非法添加和農(nóng)藥、獸藥殘留分析 208

7.1.1 乳制品中的雙氰胺和三聚氰胺分析 208

7.1.2 牛奶中的農(nóng)藥和獸藥殘留分析 210

7.2 肉類和蔬菜水果中農(nóng)藥、獸藥和毒素分析 216

7.2.1 畜禽肉類中的獸藥殘留分析 216

7.2.2 蔬菜水果中的農(nóng)藥殘留分析 222

7.3 真菌毒素和貝類毒素分析 230

7.3.1 食品中的真菌毒素分析 230

7.3.2 原多甲藻酸貝類毒素 235

參考文獻 239

8 有機質(zhì)譜法在環(huán)境監(jiān)測中的應用 240

8.1 大氣污染分析 240

8.1.1 大氣顆粒物(PM10，PM2.5)中的多環(huán)芳烴分析 240

8.1.2 大氣中的氯代和溴代二英/呋喃分析 243

8.2 沉積物/土壤有機污染物分析 249

8.2.1 沉積物中多環(huán)芳烴和有機氯農(nóng)藥分析 249

8.2.2 南極樣品中有機氯農(nóng)藥 253

8.3 水中的有機污染物分析 257

8.3.1 水體中的多環(huán)芳烴分析 257

8.3.2 水中的除草劑 260

8.3.3 飲用水中藥品和個人護理品分析 263

參考文獻 269

9 有機質(zhì)譜法在生命科學中的應用 270

9.1 蛋白質(zhì)組學 270

9.1.1 阿爾茨海默病的蛋白質(zhì)組學 270

9.1.2 半胱氨酸蛋白酶抑制劑的分析 276

9.2 代謝組學 281

9.2.1 兒童急性淋巴細胞白血病 282

9.2.2 通心絡預防血管內(nèi)皮功能異常 287

9.3 質(zhì)譜成像 297

9.3.1 MALDI-MSI成像方法和技術 297

9.3.2 小鼠肝組織中的磷脂類分子的分布 301

9.3.3 小鼠腦下垂體中神經(jīng)肽的AP-MALDI MSI 303

參考文獻 306

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