廣州地化所發(fā)現(xiàn)和確證超高效液相色譜柱上的氧化反應(yīng)

  超高效液相色譜-質(zhì)譜(UPLC-MS)是近十多年迅速發(fā)展起來的高通量分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥物研發(fā)等領(lǐng)域，是檢測極性和中等極性有機化學(xué)物的黃金法則。然而，該技術(shù)隱藏著一些缺陷。如，一些化合物能在電噴霧離子源(ESI)上發(fā)生氧化還原反應(yīng)；又如UPLC柱能產(chǎn)生強大的剪切力導(dǎo)致大分子化合物(如聚合物)斷鏈。

　　近期，在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員彭先芝的指導(dǎo)下，博士研究生唐才明與廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院的工程師譚建華開展一項研究，發(fā)現(xiàn)和確證了還原性分析物在UPLC柱上的氧化反應(yīng)(圖1)，并成功研發(fā)出一種解決這種柱上氧化反應(yīng)問題的方法。

　　該課題組在一項天然產(chǎn)物分析研究中意外發(fā)現(xiàn)，多酚類植物提取物可能會在UPLC-MS系統(tǒng)中發(fā)生氧化反應(yīng)，造成分析物信號降低且不穩(wěn)定，由此導(dǎo)致無法有效的定量分析，定性分析也存在誤判的風(fēng)險。對此，研究人員利用高分辨質(zhì)譜技術(shù)，聯(lián)合柱后泵入還原劑溶液和分析物溶液的方式，確證了多酚類等易氧化分析物能在UPLC柱上發(fā)生氧化反應(yīng)，且氧化程度顯著(圖2)。通過分析色譜圖，研究人員推測氧化反應(yīng)發(fā)生的位置應(yīng)該為UPLC的出口端篩板，因此設(shè)計一系列實驗驗證了這一推斷。最后，研究人員通過柱后泵入還原劑溶液的方式解決了UPLC柱上的氧化反應(yīng)問題，并認為其原理可能是還原劑在高溫的ESI中與氧化產(chǎn)物反應(yīng)，將其還原至原分析物形態(tài)(圖3)。

　　這項研究成果對天然產(chǎn)物研究具有重要意義，并預(yù)期可能會在藥物分析和蛋白質(zhì)分析中發(fā)揮積極作用。國家質(zhì)檢總局公益基金為該研究提供了部分資助。

　　文章信息：Tang, Caiming; Tan, Jianhua; Jin, Jiabin; Xi, Shaofeng; Li, Huiyong; Xie, Qilai; Peng, Xianzhi. Observation and confirmation of oxidation reactions occurring on ultra-high-performance liquid chromatography columns. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2015, 29(20): 1863-1873. DOI: 10.1002/rcm.7291.

圖1. 發(fā)生在UPLC-ESI-MS系統(tǒng)中的氧化還原反應(yīng)示意圖

圖2. 分析物在UPLC柱上發(fā)生氧化反應(yīng)

圖3. 分析物在UPLC柱上發(fā)生氧化反應(yīng)及在有還原劑的ESI源中發(fā)生還原反應(yīng)