纸喷雾电离源基质改性及在食品分析中的研究

Food safety has been into a serious problem in our country. So it is urgent to develop some simple, rapid, accurate and low-cost techniques for determination of poisonous and hazardous pollutants in foodstuffs. This project will focus on development of a novel paper spray ionization technique for rapid determination of different contaminants in foodstuffs. The paper matrix for paper spray will be modified with different inorganic and organic compounds. A special paper matrix will be screened by investigation of the retention behavior and ionization law of poisonous and hazardous pollutants in foodstuffs, especially the compounds with strong polarity, and the relationship between the characteristic parameters and ionization efficiency via different physical techniques. In combining the screened paper matrix with mass spectrometry, some multiform analysis methods, such as paper spray-commercial mass spectrometer, paper spray-miniature mass spectromter and others, will be developed to analyze the pollutants in different foodstuffs. This study will offer a promising potential for separation and analysis of different poisonous and hazardous pollutants in foodstuffs, especially strong polar compounds, and provide an important theoretical and experimental basis for combination of material science and mass spectrometry technique.

食品安全是我国当前面临的一个严重问题，为此急需建立简单、快速、准确、低廉的分析方法用于食品中有毒有害化合物的检测。本课题将通过各种物理手段对不同无机、有机化合物修饰后色谱纸表面性能的表征，结合纸喷雾电离源的吸附保留和电离特征，研究食品中不同极性有毒有害污染物在纸喷雾电离源基质-色谱纸上的保留特性和电离规律，特别是强极性化合物，探讨特性参数与电离效率之间的关系，进而研制出一种对食品中不同极性有机污染物具有独特电离性能的纸喷雾基质，并建立相应的纸喷雾电离源-商品质谱仪、纸喷雾电离源-微型化质谱仪等多层次检测配套的快速检测方法，这将为食品中有机污染物快速检测奠定方法学的基础，同时也为材料学与质谱分析的有力结合提供理论依据和实验基础。

针对纸喷雾电离源-质谱分析过程中，纸基质表面自由羟基与食品中有毒有害化合物极性官能团之间较强的作用力这一问题，《纸喷雾电离源基质改性及在食品分析中的研究》项目经过2013-2015三年的科技攻关，按研究计划进度完成了具体的实施报告。通过对不同纸基质修饰方法的深入研究，本项目发展了一种简单、快速、低廉的真空抽滤涂覆纸基质的方法，系统探究了涂覆过程不同参数（如粘结剂种类与用量、涂覆材料用量、溶剂等）对制备出纸基质性能的影响，详细阐述了制备出纸基质的表面物理性能，发展了两种新型单面涂覆纸基质，二氧化硅涂覆纸和二氧化锆涂覆纸，并将其成功应用于牛奶中多种农残化合物和血样中不同极性药物化合物的高灵敏度分析检测，发现相比于未经涂覆纸基质，其纸喷雾-质谱分析的灵敏度最高可提高两个数量级。在纸喷雾电离源研究的基础上，发展了一种新型的溶质迁移电喷雾电离源技术，系统研究了毛细管尖端尺寸、喷雾溶剂等参数对该电离源分析性能的影响，成功地将该技术应用于不同复杂生物样品（如血样、尿样、生物组织样品）的分析检测，也将其应用于不同食用植物油的快速区分。本研究工作的开展不仅为纸喷雾电离技术的发展提供了实验基础和理论支撑，更重的是也为食品中有毒有害化合物的快速检测分析奠定了坚实的实验基础。. 《纸喷雾电离源基质改性及在食品分析中的研究》项目研究过程中，发表SCI收录论文9篇，申请专利5项，其中授权专利1项，培养硕士研究生3名。