电喷雾内部萃取电离质谱直接分析蒜瓣组织的研究

张华　朱亮　陈焕文

1引言

常压质谱技术（Ambient mass spectrometry， AMS）是实现复杂基体样品直接分析的重要手段，在生命科学、化学、食品安全、刑侦等领域具有重要的应用＼[1，2＼]。常压电离是复杂样品直接质谱分析的前提，要求在无需样品预处理的条件下快速获得复杂基体样品中痕量特定组分的气态离子＼[3＼]。近年来，为适应不同形态复杂基体样品的分析，国内外提出了50余种新型电离技术，极大地扩宽了质谱技术的应用领域＼[3＼]。常见的表层解吸电离技术如电喷雾解吸电离（DESI）＼[4＼]、低温等离子体探针（LTP）＼[5＼]、实时在线分析（DART）＼[6＼]、微波等离子体炬（MPT）＼[7＼]、空气动力辅助电离（AFAI）＼[8＼]、表面解吸常压化学电离（SDAPCI）＼[9＼]等可以直接电离复杂样品表面痕量的分析物，甚至对样品进行质谱成像研究； 纸喷雾（Paper spray）＼[10＼]、电喷雾萃取电离（EESI）＼[11＼]可以对液态或气态复杂样品进行实时质谱分析； 借助高能激光的强解吸电离作用发展起来的电离技术（如常温常压表面辅助激光解吸附/离子化技术（Ambient SALDI）＼[12＼]、激光消融电喷雾电离（LAESI）＼[13＼]）可以将分析深度延深到表面以下数微米。受采样体积及电离效率的限制，这些方法的灵敏度受到影响。Liu等＼[14＼]提出的叶子喷雾（Leaf spray）为植物组织样品的分析提供了更快捷的方法，但是该方法只能分析样品的浅表层。更重要的是，在传统分析中，样品中的有效物质均暴露在空气中，一些具有生物活性的物质容易发生降解、失活，对分析结果带来影响。可见，在不破碎样品的前提下，实现凝聚态样品（如动植物组织）内部物质的直接质谱分析更具科学意义，因为样品内部蕴含更加丰富的信息将为全面了解样品的特性提供更多的科学依据。

蒜瓣是日常生活中常用的香辛蔬菜，含有丰富的生物活性成分如有机硫化物、氨基酸、多糖等，常见的分析手段往往只能分析其中的某一类成分，无法高通量地实现蒜瓣组织中多种成分的分析＼[15，16＼]。本研究以蒜瓣为代表性样品，利用电喷雾内部萃取电离质谱技术（iEESIMS）＼[17， 18＼]在无需样品预处理的前提下原位分析蒜瓣组织中的多种化学成分，并借助数学统计学方法分析蒜瓣的化学指纹谱图数据，建立了一种从分子水平上快速分析植物组织成分的质谱学方法。

1引言

常压质谱技术（Ambient mass spectrometry， AMS）是实现复杂基体样品直接分析的重要手段，在生命科学、化学、食品安全、刑侦等领域具有重要的应用＼[1，2＼]。常压电离是复杂样品直接质谱分析的前提，要求在无需样品预处理的条件下快速获得复杂基体样品中痕量特定组分的气态离子＼[3＼]。近年来，为适应不同形态复杂基体样品的分析，国内外提出了50余种新型电离技术，极大地扩宽了质谱技术的应用领域＼[3＼]。常见的表层解吸电离技术如电喷雾解吸电离（DESI）＼[4＼]、低温等离子体探针（LTP）＼[5＼]、实时在线分析（DART）＼[6＼]、微波等离子体炬（MPT）＼[7＼]、空气动力辅助电离（AFAI）＼[8＼]、表面解吸常压化学电离（SDAPCI）＼[9＼]等可以直接电离复杂样品表面痕量的分析物，甚至对样品进行质谱成像研究； 纸喷雾（Paper spray）＼[10＼]、电喷雾萃取电离（EESI）＼[11＼]可以对液态或气态复杂样品进行实时质谱分析； 借助高能激光的强解吸电离作用发展起来的电离技术（如常温常压表面辅助激光解吸附/离子化技术（Ambient SALDI）＼[12＼]、激光消融电喷雾电离（LAESI）＼[13＼]）可以将分析深度延深到表面以下数微米。受采样体积及电离效率的限制，这些方法的灵敏度受到影响。Liu等＼[14＼]提出的叶子喷雾（Leaf spray）为植物组织样品的分析提供了更快捷的方法，但是该方法只能分析样品的浅表层。更重要的是，在传统分析中，样品中的有效物质均暴露在空气中，一些具有生物活性的物质容易发生降解、失活，对分析结果带来影响。可见，在不破碎样品的前提下，实现凝聚态样品（如动植物组织）内部物质的直接质谱分析更具科学意义，因为样品内部蕴含更加丰富的信息将为全面了解样品的特性提供更多的科学依据。

蒜瓣是日常生活中常用的香辛蔬菜，含有丰富的生物活性成分如有机硫化物、氨基酸、多糖等，常见的分析手段往往只能分析其中的某一类成分，无法高通量地实现蒜瓣组织中多种成分的分析＼[15，16＼]。本研究以蒜瓣为代表性样品，利用电喷雾内部萃取电离质谱技术（iEESIMS）＼[17， 18＼]在无需样品预处理的前提下原位分析蒜瓣组织中的多种化学成分，并借助数学统计学方法分析蒜瓣的化学指纹谱图数据，建立了一种从分子水平上快速分析植物组织成分的质谱学方法。

1引言

常压质谱技术（Ambient mass spectrometry， AMS）是实现复杂基体样品直接分析的重要手段，在生命科学、化学、食品安全、刑侦等领域具有重要的应用＼[1，2＼]。常压电离是复杂样品直接质谱分析的前提，要求在无需样品预处理的条件下快速获得复杂基体样品中痕量特定组分的气态离子＼[3＼]。近年来，为适应不同形态复杂基体样品的分析，国内外提出了50余种新型电离技术，极大地扩宽了质谱技术的应用领域＼[3＼]。常见的表层解吸电离技术如电喷雾解吸电离（DESI）＼[4＼]、低温等离子体探针（LTP）＼[5＼]、实时在线分析（DART）＼[6＼]、微波等离子体炬（MPT）＼[7＼]、空气动力辅助电离（AFAI）＼[8＼]、表面解吸常压化学电离（SDAPCI）＼[9＼]等可以直接电离复杂样品表面痕量的分析物，甚至对样品进行质谱成像研究； 纸喷雾（Paper spray）＼[10＼]、电喷雾萃取电离（EESI）＼[11＼]可以对液态或气态复杂样品进行实时质谱分析； 借助高能激光的强解吸电离作用发展起来的电离技术（如常温常压表面辅助激光解吸附/离子化技术（Ambient SALDI）＼[12＼]、激光消融电喷雾电离（LAESI）＼[13＼]）可以将分析深度延深到表面以下数微米。受采样体积及电离效率的限制，这些方法的灵敏度受到影响。Liu等＼[14＼]提出的叶子喷雾（Leaf spray）为植物组织样品的分析提供了更快捷的方法，但是该方法只能分析样品的浅表层。更重要的是，在传统分析中，样品中的有效物质均暴露在空气中，一些具有生物活性的物质容易发生降解、失活，对分析结果带来影响。可见，在不破碎样品的前提下，实现凝聚态样品（如动植物组织）内部物质的直接质谱分析更具科学意义，因为样品内部蕴含更加丰富的信息将为全面了解样品的特性提供更多的科学依据。

蒜瓣是日常生活中常用的香辛蔬菜，含有丰富的生物活性成分如有机硫化物、氨基酸、多糖等，常见的分析手段往往只能分析其中的某一类成分，无法高通量地实现蒜瓣组织中多种成分的分析＼[15，16＼]。本研究以蒜瓣为代表性样品，利用电喷雾内部萃取电离质谱技术（iEESIMS）＼[17， 18＼]在无需样品预处理的前提下原位分析蒜瓣组织中的多种化学成分，并借助数学统计学方法分析蒜瓣的化学指纹谱图数据，建立了一种从分子水平上快速分析植物组织成分的质谱学方法。