劉 甜

賽默飛世爾科技（中國）有限公司

 

農藥雜質檢查是農藥產品質量控制的重要組成部分，其中有害雜質的鑒定和監控則對于環境安全和人類健康具有重要意義。Q Exactive 將高性能四級桿與高分辨Orbitrap 技術相結合，可提供準確的一級質譜信息以及高質量的二級質譜圖。配合Mass Frontier 7.0 軟件進行質譜碎片歸屬以及“特征碎片篩查（Fragment Ion Search, FISh）功能，真正實現了農藥有關物質的快速篩查鑒定。

 

 

圖1. 主成分噻蟲嗪結構式

 

質譜儀：Q Exactive 質譜儀

液相色譜儀：Ultimate 3000 UHPLC 系統

 

色譜柱：Hyper Gold C18 (100×2.1mm, 3μm)

柱溫：30℃

流動相：甲醇/0.1% 甲酸水

流速：0.3 mL/min

進樣量：1 μL

梯度：

 

離子源：HESI-II,

離子源極性：正負切換

噴霧電壓：3.5KV(+)/3.2KV(-);

鞘氣壓（N2）：35 arb;

輔氣壓（N2）：10 arb;

毛細管柱溫度：350℃ ;

氣化溫度：300℃ ;

掃描模式：一級全掃描 (Full Scan, m/z 100~1000) 與數據依賴性二級質譜掃描(ddms2);

分辨率：70,000 ( 一級質譜) & 17,500 ( 二級質譜)

碰撞模式：高能量碰撞解離（HCD）

碰撞能量：NCE30，Stepped NCE50%

 

精密稱定1mg 噻蟲嗪原料藥，溶于甲醇配得1mg/mL 儲備液。將儲備液用甲醇稀釋100 倍，作為分析樣本。

 

 

3.1.1 正負切換模式

Q-Exactive 真正實現了高分辨質譜正負離子模式快速切換掃描，有效提高了未知化合物的測定效率。

 

圖2. 噻蟲嗪樣本在正負切換模式下測定所得PDA 色譜圖及總離子流圖（經空白背景扣除處理）

 

3.1.2 高質量精度

Q-Exactive 可在測定樣品期間穩定保持良好的質量精度，正負離子模式質量偏差均小于1 ppm（外標法，測試樣品過程中未校機），幫助您快速確定未知物質質量信息。

 

圖3. 正負切換模式下主成份一級質譜圖

 

3.1.3 高質量MS² 圖譜

HCD（高能量碰撞，High Energy Collision）可提供豐富碎片離子信息，提高物質定性效率。

 

 

圖4. 主成分正離子模式下二級質譜圖

 

3.1.4 寬動態范圍

Q-Exactive 可精確測定不同豐度離子的質量數，動態范圍大于10e3，保證了低響應值成分的準確檢出。

 

 

圖5. 不同豐度離子精確質量數比較

 

通過正負切換模式下測試噻蟲嗪原料藥樣本，測得主成分二級質譜圖（圖4）。Mass Frontier 7.0 軟件可直接導入目標化合物結構，在完成母離子電離模式、斷裂原理等選擇后，（圖6）可快速完成化合物質譜碎片生成的推測。（圖7）。

 

Mass Frontier 7.0 軟件可通過直接導入液質測試原始數據文件（.raw） 建立化合物“ 多級質譜圖樹”（Spectral Tree），并可完成目標化合物二級質譜碎片的自動歸屬，（圖8）從而實現化合物質譜斷裂規律快速分析。

 

 

圖6. Mass Frontier 7.0 結構編輯界面

 

 

圖7. Mass Frontier 7.0 化合物質譜碎片推測界面

 

 

圖8. Mass Frontier 7.0 自動完成目標化合物二級碎片歸屬

 

完成主成分噻蟲嗪質譜斷裂規律分析后，將主成分的特征碎片導入FISh 模塊，（圖9）快速搜索與噻蟲嗪結構相關的雜質（圖10）。

 

 

圖9. Mass Frontier 7.0 導入特征碎片進行FISh 處理

 

 

圖10. Mass Frontier 7.0 FISh 處理結果

 

以1 號雜質為例說明雜質結構鑒定過程。

 

 

圖11. 1 號有關物質提取離子流圖、一級質譜圖以及二級質譜圖

 

由一級質譜信息可知，1 號有關物質在正離子模式下準分子離子峰測定值為m/z 248.02548，推測其元素組成為C8H11O2N3ClS+，與主成分相比分子式相差N2O。分析其二級質譜圖，1 號有關物質具有多個與主成分相同的碎片離子，表明其結構與主成分相似。噻蟲嗪在二級質譜斷裂過程中會發生特征的NO2 中性丟失，而1 號有關物質并沒有此類碎片產生，故推測1 號有關物質結構如圖12所示。

 

 

圖12. 1 號有關物質結構式

 

運用相同方法，在測試樣本中檢測到9 種主要雜質，詳情見表1。

 

表1. 噻蟲嗪主要有關物質

 

應用Q Exactive 對噻蟲嗪原料藥進行測試， 結合Mass Frontier 7.0 軟件快速篩查鑒定了9 種主要有關物質，展現了Q Exactive 在雜質鑒定方面強大的應用優勢。

 

Q Exactive 使用Orbitrap 質量分析器，不僅具備超高分辨率，更提供了良好的質量精度。雙曲面四級桿質量過濾器提高母離子選擇性和離子傳輸效率，為高質量、高重復性的二級質譜圖提供保障。Q Exactive 真正實現了高分辨質譜正負離子模式快速切換，有效提高了定性測試效率。

 

Q Exactive 良好的掃描速度完全適應與UHPLC 聯用的要求。本次測試采用正負切換模式，一級全掃描通道采用70,000分辨率，測試質量偏差均小于1ppm（外標法）。

 

Mass Frontier 7.0 為高分辨多級數據處理提供極大便利，一方面通過豐富的質譜斷裂機理庫合理推測化合物可能的碎片離子及其產生途徑；另一方面通過強大的數據處理功能和FISh（特征碎片搜索）功能，由大量質譜信息中快速篩選出有用信息，找到結構相關化合物，并完成其結構鑒定。