本書分上下兩篇，內(nèi)容涵蓋了有機(jī)質(zhì)譜法的主要方面。上篇主要介紹有機(jī)質(zhì)譜方法，包括有機(jī)質(zhì)譜的概念術(shù)語(yǔ)、離子化方法、儀器、聯(lián)用技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和譜圖解析。對(duì)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(shù)、復(fù)雜樣品分析數(shù)據(jù)的處理和挖掘、有機(jī)質(zhì)譜的解析等進(jìn)行了重點(diǎn)討論。下篇介紹了有機(jī)質(zhì)譜法在藥物分析、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)和生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，給出了基本應(yīng)用原理及規(guī)律，同時(shí)輔以大量實(shí)例對(duì)分析過(guò)程做了詳細(xì)闡述。本書可作為分析化學(xué)特別是質(zhì)譜分析領(lǐng)域的初學(xué)者及入門不久的分析測(cè)試技術(shù)人員的學(xué)習(xí)用書，也可供食品、藥品、農(nóng)藥、環(huán)境分析和生命科學(xué)領(lǐng)域的研究人員參考閱讀。

盛龍生教授是我國(guó)有機(jī)質(zhì)譜及藥物分析領(lǐng)域的知名專家，《有機(jī)質(zhì)譜法及其應(yīng)用》凝結(jié)了盛教授30多年的質(zhì)譜研究和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，是一部學(xué)術(shù)性和實(shí)用性并重的技術(shù)著作，特點(diǎn)如下： 1.內(nèi)容系統(tǒng)《有機(jī)質(zhì)譜法及其應(yīng)用》系統(tǒng)介紹了有機(jī)質(zhì)譜離子化技術(shù)、質(zhì)譜儀器、質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理與發(fā)掘、有機(jī)質(zhì)譜解析等質(zhì)譜方法及其在藥物分析、食品安全分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及生命科學(xué)中的應(yīng)用。 2.側(cè)重基礎(chǔ)《有機(jī)質(zhì)譜法及其應(yīng)用》對(duì)有機(jī)質(zhì)譜初學(xué)者及入門不久的質(zhì)譜工作者的成長(zhǎng)有很大幫助。 3.實(shí)用性強(qiáng)《有機(jī)質(zhì)譜法及其應(yīng)用》凝結(jié)了作者30多年有機(jī)質(zhì)譜儀器使用和方法開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可給質(zhì)譜工作者以新的啟迪。 4.術(shù)語(yǔ)規(guī)范《有機(jī)質(zhì)譜法及其應(yīng)用》注重質(zhì)譜概念和術(shù)語(yǔ)的規(guī)范性，有助于讀者的學(xué)習(xí)和提高。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展，高等院校、研究院所、監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和大型企業(yè)等相繼引進(jìn)了大量先進(jìn)的質(zhì)譜儀器和有關(guān)設(shè)備。有機(jī)質(zhì)譜法在我國(guó)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(xué)研究等領(lǐng)域必不可少的有力工具。另外，不斷擴(kuò)大的從業(yè)人員隊(duì)伍需要得到進(jìn)一步的培訓(xùn)。有機(jī)質(zhì)譜法及其聯(lián)用技術(shù)涉及廣泛的原理、知識(shí)、方法和技能，需要結(jié)合實(shí)際工作不斷地學(xué)習(xí)。編寫本書的目的是希望借此能對(duì)初學(xué)者及入門不久的質(zhì)譜工作者的成長(zhǎng)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(shù)語(yǔ)，因?yàn)榍∏∈沁@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(yīng)用報(bào)告和講座中，常常出現(xiàn)不正確或不恰當(dāng)?shù)母拍詈托g(shù)語(yǔ)。建議讀者仔細(xì)閱讀第1章中的有關(guān)內(nèi)容，并參閱所附的參考文獻(xiàn)：國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）2013年推薦的有關(guān)質(zhì)譜法的術(shù)語(yǔ)，以及準(zhǔn)確質(zhì)量測(cè)定：術(shù)語(yǔ)和數(shù)據(jù)處理。在本書的其他章節(jié)中，涉及有關(guān)術(shù)語(yǔ)的，也已分別加以說(shuō)明。質(zhì)譜法的迅速發(fā)展，與儀器的進(jìn)步及新的離子化方法的發(fā)展密切相關(guān)。離子化方法的研究是質(zhì)譜法中最活躍的領(lǐng)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(yīng)用范圍最廣的兩種技術(shù)，因此，對(duì)其離子化機(jī)理、實(shí)驗(yàn)方法及發(fā)展，如表面增強(qiáng)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(jìn)行了討論。其他大氣壓離子化方法，除了大氣壓化學(xué)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(shí)時(shí)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(guān)技術(shù)的產(chǎn)生。也可以說(shuō)它們是ESI相關(guān)技術(shù)、LDI相關(guān)技術(shù)、APCI相關(guān)技術(shù)和APPI相關(guān)技術(shù)。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(shù)。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(chǎng)軌道離子阱（Orbitrap）。對(duì)串聯(lián)質(zhì)譜法和雜交儀器，結(jié)合實(shí)際詳細(xì)討論了質(zhì)譜掃描或采集方式，并涉及碰撞誘導(dǎo)解離（CID）、電子捕獲解離（ECD）和電子轉(zhuǎn)移解離（ETD）等離子活化方法。進(jìn)樣系統(tǒng)或聯(lián)用技術(shù)是樣品分析的關(guān)鍵，本書討論了LC-MS、GC-MS和CE-MS，并較詳細(xì)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(qiáng)有力的分析系統(tǒng)。復(fù)雜樣品的色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理是分析工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在基因組學(xué)之后，蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等一系列組學(xué)研究的興起，對(duì)色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求。因?yàn)橐陨�譜-質(zhì)譜法為基礎(chǔ)的方法，在復(fù)雜樣品中可能檢出數(shù)以千計(jì)的譜峰，這樣復(fù)雜的數(shù)據(jù)需要自動(dòng)處理。在第4章中，我們結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，討論了背景扣除、譜峰檢測(cè)和成分鑒別等技術(shù)，包括提取離子色譜（EIC）、產(chǎn)物離子過(guò)濾（PIF）、中性丟失過(guò)濾（NLF）、質(zhì)量差值過(guò)濾（MDF）、分子特征提�。∕FE）、 數(shù)據(jù)庫(kù)及質(zhì)譜庫(kù)檢索等問(wèn)題。第5章質(zhì)譜解析中，除了基本的質(zhì)譜裂解反應(yīng)外，重點(diǎn)討論了大氣壓離子化質(zhì)譜（API MS）的解析，包括有機(jī)小分子API MS的解析及生物大分子質(zhì)譜的解析。下篇是應(yīng)用篇，主要介紹了有機(jī)質(zhì)譜法在藥物分析、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)和生命科學(xué)四個(gè)方面的應(yīng)用。這些領(lǐng)域的工作，在很大程度上促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)譜的發(fā)展。在這些應(yīng)用實(shí)例中，根據(jù)工作需要，采用了不同的方法、儀器和相關(guān)技術(shù)，以及數(shù)據(jù)處理、分析和解析，建議讀者必要時(shí)與上篇中的有關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，加深理解。筆者引用文獻(xiàn)時(shí)，盡量保持應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容的完整性，以供讀者參考。復(fù)雜樣品的預(yù)處理十分重要，由于篇幅限制，本書僅提供了經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的最終方法，對(duì)于優(yōu)化過(guò)程，請(qǐng)讀者閱讀文獻(xiàn)原文。在本書的每一章后，均列出了參考文獻(xiàn)，以便讀者深入學(xué)習(xí)。王穎博士對(duì)全書進(jìn)行了核對(duì)并標(biāo)注了圖表的中英文，中國(guó)藥科大學(xué)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、儀器公司和筆者的同事、朋友對(duì)本書的編寫給予了支持，化學(xué)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(jī)質(zhì)譜儀器、方法、技術(shù)和應(yīng)用的主要方面。因?qū)W識(shí)有限，不當(dāng)之處請(qǐng)予以指正�！　【幹�者

盛龍生，中國(guó)藥科大學(xué)研究員，博士生導(dǎo)師，我國(guó)質(zhì)譜領(lǐng)域的知名專家，長(zhǎng)期從事有機(jī)質(zhì)譜法教學(xué)、科研及在藥學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用工作，主要研究方向：質(zhì)譜法及其聯(lián)用技術(shù)的方法學(xué)和應(yīng)用研究，包括色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在中藥、生物藥物、合成藥物及藥物代謝和代謝組學(xué)中的應(yīng)用研究。曾主持和參加過(guò)多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)課題研究，研究成果榮獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)二項(xiàng)、農(nóng)牧業(yè)技術(shù)改造一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家醫(yī)藥管理局科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家醫(yī)藥管理局科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。主編或參編了《藥物分析》、《色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)》、《液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品和藥品分析中的應(yīng)用》等10部著作。

上篇 有機(jī)質(zhì)譜方法

1 概述 2

1.1 質(zhì)譜法及基本術(shù)語(yǔ) 2

1.2 質(zhì)譜法簡(jiǎn)史 4

1.3 質(zhì)譜信息 5

1.3.1 準(zhǔn)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(qiáng)度與質(zhì)譜定量 8

參考文獻(xiàn) 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(xué)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(qiáng)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(xué)離子化（APCI） 37

2.4.3 其他大氣壓離子化技術(shù) 38

參考文獻(xiàn) 42



3 質(zhì)譜儀器（質(zhì)量分析器） 44

3.1 扇形磁場(chǎng)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(shí)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(cè)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)程序 61

3.4.3 性能和影響因素 65

3.5 靜電場(chǎng)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(cè)器 86

3.7.1 電子倍增器 86

3.7.2 微通道板 87

3.8 進(jìn)樣系統(tǒng)及聯(lián)用技術(shù) 88

3.8.1 直接進(jìn)樣桿（DIP） 88

3.8.2 加熱儲(chǔ)槽進(jìn)樣器 89

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

3.8.4 液相色譜-質(zhì)譜法（LC-MS） 89

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

3.8.6 離子淌度譜-質(zhì)譜（IMS-MS） 94

參考文獻(xiàn) 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(guò)濾（PIF）及中性丟失過(guò)濾（NLF） 102

4.1.4 質(zhì)量差值過(guò)濾（MDF） 104

4.1.5 同位素圖形過(guò)濾（IPF） 107

4.1.6 分子特征提�。∕FE） 107

4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)和質(zhì)譜庫(kù)檢索 108

參考文獻(xiàn) 109



5 質(zhì)譜解析 110

5.1 分子離子和準(zhǔn)分子離子 110

5.2 基本的裂解反應(yīng)及機(jī)理 110

5.2.1 裂解 111

5.2.2 i裂解（電荷中心驅(qū)動(dòng)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(xiàn) 138

　　

下篇 有機(jī)質(zhì)譜法的應(yīng)用

6 有機(jī)質(zhì)譜法在藥物分析中的應(yīng)用 142

6.1 化學(xué)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(cè)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(fù)方活性部位分析 193

6.3.5 復(fù)方制劑的藥物代謝動(dòng)力學(xué) 202

參考文獻(xiàn) 207



7 有機(jī)質(zhì)譜法在食品安全分析中的應(yīng)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(xiàn) 239



8 有機(jī)質(zhì)譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)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�队�/呋喃分析 243

8.2 沉積物/土壤有機(jī)污染物分析 249

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

8.2.2 南極樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥 253

8.3 水中的有機(jī)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(gè)人護(hù)理品分析 263

參考文獻(xiàn) 269



9 有機(jī)質(zhì)譜法在生命科學(xué)中的應(yīng)用 270

9.1 蛋白質(zhì)組學(xué) 270

9.1.1 阿爾茨海默病的蛋白質(zhì)組學(xué) 270

9.1.2 半胱氨酸蛋白酶抑制劑的分析 276

9.2 代謝組學(xué) 281

9.2.1 兒童急性淋巴細(xì)胞白血病 282

9.2.2 通心絡(luò)預(yù)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(shù) 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(xiàn) 306