海洋有害藻中毒素的液相色谱—质谱筛查分析方法研究

发布时间：2019-01-17 21:47

【摘要】：近年来,随着海洋环境污染日益加重,有害藻华发生频率日趋增大,特别是部分有害藻华产生的生物毒素,不仅对海洋生态系统、海洋渔业和养殖业产生影响,更重要的是藻毒素通过食物链富集,对人体健康会造成潜在的毒害,甚至导致人类中毒死亡。迄今为止,已发现海洋藻毒素及其衍生物约有200多种,按毒素溶解性质可分为两大类:水溶性毒素和脂溶性毒素。由于有害藻华毒素种类多,且每一类毒素包含多种毒素单体,有害藻华爆发后,海洋环境管理部门快速确定是否是产毒藻华,产生何种毒素,就成为有害藻华灾害应急管理的首要任务,因此,急需发展针对有害藻华藻中各类毒素快速筛查和鉴别的有效方法。本研究采用液相色谱质谱联用技术(LC MS),首先对8种典型水溶性藻毒素在电喷雾离子源负模式下的质谱裂解规律进行了研究,在此基础上,发展了基于毒素化合物精确质量数筛选的有害藻中20多种水溶性毒素同步筛查鉴别方法;此外,采用反相液相色谱与亲水作用色谱串联分离高分辨质谱联用技术,实现了20多种水溶性毒素与200多种脂溶性藻毒素的同步筛查鉴别分析,具体内容如下:1.麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poisoning toxins,PSP toxins)是有害藻华毒素中毒性最大,影响最为广泛的水溶性藻毒素。针对8种常见含硫PSP毒素(GTX1、GTX 4、GTX2、GTX3、dc GTX2、dc GTX3、C1和C2)的化学结构特征,利用多级离子阱质谱技术对其在电喷雾质谱负离子模式条件下的分析特征进行了研究。结果显示,8种目标化合物在一级质谱分析过程中均易失去1个H,形成准分子离子[M H] 峰;在二级质谱分析过程中各化合物的母离子([M H] )主要通过丢失 H2O和 NHCO等中性碎片,形成稳定的特征子离子峰,并且同分异构体的二级质谱图有差异,可为含硫PSP毒素的二级质谱定性、定量分析提供依据。此外,对各目标化合物的二级质谱主要碎片峰进行了三级质谱分析,对三级质谱分析产生的主要特征碎片峰进行了归属,并对裂解途径进行了推测,可为电喷雾质谱在负离子模式条件下检测有害藻中含硫PSP毒素提供参考和依据。2.针对有害藻中的常见PSP毒素,采用亲水作用色谱高分辨电喷雾质谱法(HILIC HR ESI/MS)结合PSP毒素精确质量数数据列表筛查,建立了快速筛查、定性识别有害藻中25种已知PSP毒素的方法。产毒藻细胞破碎后经0.1 mol/L乙酸溶液提取,通过HILIC HR ESI/MS正负离子模式全扫描分析,得到产毒藻提取物中PSP毒素准分子离子精确质量数,结合PSP毒素数据列表筛查并辅以商品化软件数据分析,实现产毒藻中PSP毒素的快速定性识别。建立的数据列表包含25种常见PSP毒素精确分子质量及碎片离子信息,所发展的HILIC HR ESI/MS方法分离度高、灵敏度好,所考察的10种常见PSP毒素检测限在10~80 nmol/L范围内,能满足产毒藻实际样品的分析要求。3种产毒藻实际样品筛查、分析结果良好,说明本方法是有害藻华产毒藻中多种已知PSP毒素快速筛查、定性识别的有效方法。3.采用反相液相色谱串联亲水作用色谱高分辨电喷雾质谱法(RPLC/HILIC HR ESI/MS),结合藻毒素精确质量数数据列表筛查,建立了同步筛查鉴别产毒藻中水溶性和脂溶性藻毒素的新方法。首先,对产毒藻细胞进行超声破碎处理,然后,以甲醇/0.1 mol/L乙酸(1:1,V/V)混合溶液为溶剂进行超声波辅助提取,最后,粗提液通过RPLC/HILIC HR ESI/MS正负离子模式全扫描进行分析;其中,RPLC柱与HILIC柱通过三通相连接,RPLC柱采用低流速高比例水相(0.2 m L/min,80%水)冲洗,而HILIC柱则采用高流速高有机相(1m L/min,85%乙腈)冲洗,实现水溶性和脂溶性藻毒素在一次进样分析中的同步分离检测。为了验证方法的可靠性,选取11种典型水溶性藻毒素和8种典型脂溶性藻毒素,对方法的重复性和灵敏度进行了考察,19种典型毒素化合物峰面积的RSD值均低于4.55%,保留时间的RSD值均低于0.96%;日内重复性的RSD值在4.38~7.92%范围内,日间重复性的RSD值在8.37~14.87%范围内;19种化合物仪器检测限在0.02~50.9 ng范围内,能满足产毒藻中各类毒素筛查分析的要求。
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【学位授予单位】：国家海洋局第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X835

【参考文献】