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CN1127118C - 一种用氟基化学反应连续测定同位素比率的装置和方法 - Google Patents

一种用氟基化学反应连续测定同位素比率的装置和方法 Download PDF

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CN1127118C
CN1127118C CN98803342.9A CN98803342A CN1127118C CN 1127118 C CN1127118 C CN 1127118C CN 98803342 A CN98803342 A CN 98803342A CN 1127118 C CN1127118 C CN 1127118C
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Abstract

一种测定含碳或氮化合物的样品中的同位素比率的质谱仪或方法，作法是把含有碳或氮的样品加入到一个样品导入部件中，其中被分析物的混合物是分离成为分子状的。样品被连续地导入到一个化学反应接口，把原封未动的碳和氮分析物转化成含氟的化合物。

Description

一种用氟基化学反应连续测定同位素比率的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用来测定含有碳或氮的化合物以及含有氢、氧和硫同位素的化合物试样的同位素比率的装置和方法。
背景技术
质谱测量装置已是现有技术。例如，美国专利5,468,452号公开了一种把高性能液相色谱仪和质谱法结合起来的定量分析方法。
根据该发明，有机化合物的定量分析是用一种高性能液相色谱仪来完成的，用一个大气压化学电离接口将该色谱仪与质谱仪相连接，化学电离接口包含有一个电离室，该电离室有一个用银或铂合金，不锈钢或镀锡的或未电镀的铁做成的电晕放电极。但是，哈吉瓦拉(Hagiwara)并没有公开包括氟在内的反应气体的使用情况。
美国专利4,933,548号披露了一种把试样导入质谱仪的方法和装置。博耶(Boyer)等人披露了一种把微试样导入质谱仪的离子源中的技术和装置，质谱仪加热微试样并输送一个可调节的试剂流，把微试样转化为气相化合物。该披露的系统基本上用作化学反应接口(CRI)。反应气体可以包括氟。当温度上升到超过金属氧化物的升华点并达到六氟化物(hexafluorine)的升华点时，输送质谱仪的离子源18的阀门就被打开，开始输送离子源。同位素比率的测量结果可以与导入该质谱仪的标准铀，六氟化物的测量结果相比。但是，博耶(Boyer)并没有披露微试样的加热方法，因而，也没有提供关于连续试样流的任何教导。而且，博耶(Boyer)并没有利用同位素比率质谱仪IRMS(Isotope-Ratio MassSpectrometer)，因而无法知道该发明所得结果的质量。
美国专利4,633,082号披露了测定硫六氟化物高压系统中的降解方法。索尔斯(Sauers)披露了用氟作为载体气体。
美国专利5,086,225号公开了一种同位素纯化用的热循环的循环泵。
桑(Song)和艾布拉姆森(Abramson)在美国质谱学会学报，1995年第6期，421-427页(J.Am.Soc.Mass Spectrom.1995，No.6，p，421-427)中，描述了把硫的三氟化物作为探测磷，重氢，氯和硫的化学反应接口质谱术中新的反应气体。该篇论文未披露或建议使用氟气体来获得含碳试样和氮试样之间的质谱仪分辨率。
在技术上有必要使质谱仪和检验器更灵敏，以提供质谱仪对碳和氮化合物之间的分辨率。当像大多数质谱仪那样做质谱测定时，在有氧的情况下，含碳和氮化合物的质量会在28，29m/z(质量/离子所带电荷的单位数)左右互相重叠。本发明通过应用氟气以把重叠的信号分开的方法，克服了现有装置和方法的缺陷。
本发明的公开
本发明提供一种质谱仪装置，可用一种连续有序的方法，灵敏地探测试样中各元素的同位素比率，这种方法是在含氟的环境中，把每一种元素转变成新的化学物质，它包括：
(a)一个样品导入部件，它把被分析物的混合物分解为特定的分子，其中所述的样品导入部件包括用于将样品连续地导入到化学反应接口的设备；
(b)一个化学反应接口，其中所述的化学反应接口用于将完整的分析物在含氟的环境中转变成新的特定元素的化合物；以及
(c)一个可以精确测量同位素的质谱仪。试样导入部件最好是气相色谱仪或高性能液相色谱仪。化学反应接口最好是微波功率源氦等离子体接口，质谱仪是一个多路收集的同位素比率质谱仪。
在一个最佳实施例中，试样导入部件是一个高性能液相色谱仪，其中用雾化和逆流来移动一个液相通过一个通用接口。在另外一个实施例中，试样导入部件是一个高性能液相色谱仪，并且用一个传输装置移动(remove)液相。
在另一个实施例中，本发明有利地提供了一种测量含有碳和氮化合物的试样质量的方法，它包括：
(a)将含碳或氮化合物的样品加进样品导入部件，在该部件中分析物的混合物被分解为特定的分子，其中所述的样品导入部件包括用于连续地将样品导入到化学反应接口的设备；其中所述的化学反应接口将完整的含碳和氮的分析物在含氟的环境中转变成新的特定元素的化合物；以解析所述的化合物；以及
(b)用可以对同位素进行精确测量的质谱仪计算所述样品的化合物的同位素比率。
在一个最佳实施例中，所用的质谱仪是一个化学反应接口质谱仪(CRIMS)，或是一个同位素比率质谱仪系统(IRMS)。在一个最佳实施例中，含氟的反应气体是NF3或是F2。在另一个实施例中，被捡测的试样还包括一种含氧，磷，重氢，氯或硫的化合物。
通过下文的详细说明和附图，熟悉本技术领域的人员可以清楚地看到本发明的上述目的和其它他的目的，下面仅就实施本发明的最佳模式加以描述，并给出附图。众所周知，在本发明的相关技术内可对本发明作修改，都离不开本发明的方案范围。
附图的简要说明
图1是本发明的一个最佳实施例中的色谱法/质谱测定法装置的方框图。
图2是用维斯特克(Vestec)通用接口作高性能液相色谱仪(HPLC)导入用的化学反应接口-质谱仪(CRI-MS)探针的示意图。
图3是仪器总方框图。
图4(a)-(c)表示采用NF3为反应气体，试样G40的高性能液相色谱仪/化学反应接口质谱仪(HPLC/CRIMS)色谱图。图4(a)表示对碳的探测，图4(b)表示对硫的探测，图4(c)表示对氯的探测。
本发明的详细描述
本发明涉及用氟基化学，在连续流分析中，对包含在不同试样中的碳和氮元素，产生出氟的衍生物。采用氟，就可以用一个同位素比率质谱仪(IRMS)取得较好的和更加灵活的同位素丰度测量值。
添加氟基反应气体，可使某个给定的分析物中原来含有的碳和氮元素完全化学变化成新的分子，在此过程中，是由于元素或同位素成分的最初的氟化作用，而不是氧化或还原作用，形成新的分子。
氟或氟基化学的优点如下：
(1)氟只有单个同位素(19F＝100％)，而氧的同位素分布是16O＝99.76％，17O＝0.04％；以及18O＝0.2％。用连续流同位素比率质谱仪(CF)-IRMS作为最普通的测量是测量13C，所测的物质是CO2。在离子重量为45质量单位的测量通道中，不仅包括了想要的物质13C16O16O，也还包括12C16O17O，这样就必须进行修正。相反，氟的产物13CF4，可以直接测量。
(2)在质谱仪中，CO2分裂，会产生CO，它是一种质量为28质量单位的物质，和N2的质量相同。因此，如果要测量N2的同位素比率，则在进入同位素比率质谱仪系统之前，必须截留CO2。这意味着人们不能用同一个实验装置来同时测量13C和15N的浓度。生产CF4，而不是CO2，就没有这个问题。
(3)分析氢的同位素，传统的方法需要在化学和分析两方面作完全的改变。采用的是还原方法，而不是氧化方法，产物是H2。感兴趣的质量数是2(1H1H)和3(1H2H)。用这些低质量成分，需要用与N2(28和29)或CO2(44，45，和46)不同设计的分析器。而采用氟基化学，HF在质量20或21上测得，可以采用标准的分析器的结构。
(4)当分析H2时，会有一个反应 。H3 +导致质量数为3的一个信号质量，它与1H2H的质量相一致。这就限制了测量2H的精度和准度。
(5)另外两个元素的同位素成分可以用同样的化学方法来捡测，即S和O。因此，用氟基化学方法测量和分辨碳和氮化合物，要比用以前的方法更全面。
一个连续流同位素比率质谱仪(CF-IRMS)，可以用于测量含碳和氮化合物的试样的同位素比率。
连续流同位素比率质谱仪(CF-IRMS)，可用于基础和临床的医学地质化学，植物生理学，食物和调味剂，以及海洋学。这个课题最近被评论过(质谱学学报，1996年，31卷，第225至235页，W.Brand，J.Mass Spectrom，Vol.31，PP.225-235，1996)。
在图1中，试样是用一个高性能液相色谱仪(HPLC)导入的。各个成分在一个色谱柱里分离开，然后通过一个(任选的)紫外线探测器，这是一个标准的高性能液相色谱仪系统。试样在其中游移的液体流在通用接口(UI)中被汽化，“干的”粒子通过一个动量分离器(momentum separator)，其中很强的氦气流被降低到很小，以适合于进入化学反应接口，然后进入质谱仪。在化学反应接口中，所有化学物质由一个微波感应引起的氦等离子体分解成它们的元素，氦等离子体被保持在一个铝管中，该管通过一个聚焦微波能的腔。在等离子体中释出来的元素重新结合形成一组较小分子的产物，其性质取决于被分析物的成分和用什么样的反应气体。
如果用气相色谱导入，从色谱柱出来的输出直接进入化学反应接口。在这种形式装置中没有使用从动量分离器到高性能液相色谱仪的仪器设备。
当反应气体包括氟时，至今还只是用了NF3，产生唯一的一组小分子产物，它们在同位素质谱仪中具有特殊的用途。
含氟的一组新的反应，在化学反应接口质谱仪中作了研究。这种富含氟的环境为有选择地和同时地探测氧，碳，氮，磷，氢同位素，氯和硫提拱了新的途径。
作为一种反应气体，NF3为化学反应接口质谱仪(CRIMS)提供了最为完善的探测元素和同位素的方法。化学反应接口质谱仪(CRIMS)是一种将有选择地探测元素和它们的同位素与传统的质谱测定法结合在一个单一系统中的一种技术。对于现有的质谱测定系统作很少的修改，化学反应接口质谱仪(CRIMS)就已经显示出能够有选择地探测元素和同位素，包括2H，13C，14C，15N，S，Cl，Se，O和Br。它在不用放射性标记研究新陈代谢时是特别有用的，甚至在没有稳定的同位素标记时，只要分子具有“固有的标记”，例如Cl和S也能行。
包含碳和氮的化合物在生物化学，医学和环境科学方面是非常重要的。由于其它方法的使用，短缺和局限性，这一战略性的发展使得能够用化学反应接口质谱仪(CRIMS)和同位素比率质谱仪(IRMS)系统对含C，N，和P的化合物作选择性的探测。实验
本发明的方法好在使用了一个高性能液相质谱仪(HPLC)和一个连续流同位素比率质谱仪。它包括：1.一个高性能液相色谱仪(HPLC)；2.一个维斯特克高性能液相色谱仪/质谱仪(Vestec HPLC/MS)接口；3.一个化学反应接口(CRI)；和4.一个同位素比率质谱仪(IRMS)系统。
化学反应接口质谱仪(CRIMS)采用毛细管气相色谱法与传统的质谱仪相结合化学反应接口-质谱仪(CRI-MS)提供了广泛的应用范围；而且，高性能液相色谱仪(HPLC)的化学反应接口(CRI)的最新发展与传统的的燃烧方法相比，这种化学反应接口(CRI)的独特的化学方法改进了15N的探测。这种仪器为那些利用同位素和同位素比率质谱仪(IRMS)的研究者提供了广泛的靶分子，包括原封未动的生物聚合物。与高性能液相色谱仪(HPLC)/传统的质谱仪(MS)相比，本发明可以对同位素丰度很低的13C和15N进行选择性探测。
另外，原封未动的生物大分子也可以直接用连续流-同位素比率质谱仪(CF-IRMS)作同位素定量分析。这就极大地改进了生物系统的分析，不管这种分析是把14C作为示踪剂，还是需要作一系列冗长乏味的水解分析之后对选出的要做色谱分离和质谱分析。化学反应接口
在本发明的鉴定中，使用的最佳装置采用的是一种微波功率化学反应接口(CRI)。这个装置使被分析物分解，并把它们重新组合为小分子，这些分子的谱使得可以不受原分析物分子结构的影响，有选择的探测有机分子的稳定的同位素；否则就要用放射性。化学反应接口(CRI)的大多数使用包括色谱分离和一个单路收集器探测快速扫描质谱仪(MS)。同位素比率质谱仪
同位素比率质谱仪(IRMS)装的多级收集器，可以探测到比传统的质谱仪能探测到的低几个数量级的(同位素)丰度。一个通用的高性能液相色谱仪/质谱仪(HPLC/MS)接口
一个通用的接口(universal interface，UI)基本上能够把高性能液相色谱仪(HPLC)溶剂从被分析的试样流中完全排除。它只允许从高性能液相色谱仪(HPLC)导入到化学反应接口(CRI)，滞留下1/100,000的溶剂会淹没了它的化学药品，这就提高了同位素比率质谱仪(IRMS)中CO2的基线。通过与维斯特克(Vestec)公司(现在是PerSeptive Biosystems公司的分公司)的合作，发明者已经生产出一种化学反应接口-质谱仪(CRI-MS)仪器，它用高性能液相色谱仪(HPLC)来分离混合物，而不用以前所用的气相色谱法。
图1所示的装置先使氦流中的热喷雾化射出物成为非溶剂化物，然后用一个氦的逆流(V1)除去剩余的蒸汽。剩余的溶剂不到百万分之一或一亿分之一。再用动量分离器(见图2)把氦的流量从每分钟几升(L/min)降至每分钟几毫升(mL/min)，试样流就成为一群特别“干”的氦(He)被分析物的粒子。舆传送带不同，这种做法显得比别的高性能液相色谱仪/质谱仪(HPLC/MS)接口要好得多。通用的接口(UI)的出口流适合于导入化学反应接口(CRI)，化学反应接口(CRI)通常与1-2毫升/分(mL/min)的He流中携载的被分析物一起运作。发明人至今已经产生了一个设计，能把高性能液相色谱仪(HPLC)，通用的接口(UI)，和化学反应接口(CRI)与磁扇形的质谱仪(MS)，以及与常规的四极质谱仪(MS)和同位素比率质谱仪(IRMS)联用。
这种装置提供了一个新的分析概念，高性能液相色谱仪/化学反应接口-同位素比率质谱仪(HPLC/CRI-IRMS)对于诊断化验，特别是对于生物学和药物学具有特殊的重要性。像尿素，氨基酸这样简单的以及像DNA这样复杂的化合物，其稳定同位素的探测，都可以用这种装置来做。
化学反应接口(CRI)为燃烧系统提供了另外一种做法，即为使用气相色谱导入试样的同位素比率质谱仪(IRMS)提供一个“标准”。化学反应接口(CRI)的优点是：氧化气体基本上可以无限制地提供，而CuO燃烧室或其它化学反应器的供氧是有限的；对于氮的探测类似于NO，这样就避免了CO和N2之间的干扰；可以改变化学以监测更广泛的同位素物质，例如18O或34S。
高性能液相色谱仪(HPLC)在生物化学方面的越来越多的应用说明，高性能液相色谱仪/同位素比率质谱仪(HPLC/IRMS)仪器在帮助物质的新陈代谢研究方面是一大进步，这是气相色谱(GC)方法做不到的。要是超过了高性能液相色谱仪(HPLC)导入需要分离试样的能力，可对于预先纯化了的试样，用流注入器法(也就是由支柱直接导入到溶剂流)，这样，化学反应接口(CRI)适用的物质范围就可大大地扩宽，特别是对原封未动的生物大分子。
该装置可以提供高精度的同位素测定，这会大大地减少对于大分子的分析时间，对大分子的测定现在不得不首先降解为单体(或小的齐聚物)，然后进一步纯化、分离，和分析方能知道有多少特定的标记已经被包括。在气相色谱仪中经常用到的碳基衍生化操作的异常同位素性质的复杂性，在用高性能液相色谱仪(HPLC)所作的高精度同位素比率质谱仪(IRMS)测量中不再有了。
通常，人们在试验中比较喜欢用稳定同位素，因为它们没有放射性带来的风险。由于氮没有放射性，所以用15N作为示踪剂是特别重要的。与传统的质谱仪(MS)相比，同位素比率质谱仪(IRMS)提高了探测极限，这意味着更有条件完成人类的和别的示踪剂的试验。生物学系统中同位素比率测量
生物系统中的同位素比率质谱分析产生于三十年代后期里腾伯格(Rtttenberg)的开拓性研究。一般而言，常常借助密封管内的燃烧，把恰当准备的试样离线转换为小的多原子物质，例如CO2、N2及H2O。在受控条件下，该气体在长时间内被导入多级收集器中，以便精确地确定45/44比例[即(13C16O2+12C17O16O)/12C16O2]。该方法将被称为“离线燃烧同位素比率质谱仪(IRMS)”。
特别适用的同位素比率质谱仪(IRMS)的情况起始于1976年。萨诺(Sano)等(S1)第一次描述了这样一种仪器，其中一个气相色谱仪(GC)、一个燃烧室及一个同位素比率质谱仪(IRMS)被耦接在一起。下一先例由马修斯(Matthews)及海斯(Hayes)(M3)提供。在不使用多级收集器同位素比率质谱仪(IRMS)的情况下，他们得到了13C及15N的高精度、低丰度检测。利用该方法，他们可从9nmol甲基辛酸盐中测量0.02APE*的13C。
比较起来，离线燃烧技术比其后的双入口、双路收集器同位素比率质谱仪(IRMS)测量的精度要高5倍，但是产生该测量需要230毫微摩尔。马修斯(Matthews)及海斯(Hayes)报道该装置能够在含10毫微摩尔碳的试样中检测0.2微微摩尔超额13C。对于氮，他们检测了血浆氨基酸，并得出结论在10毫微摩尔的氮中可确定4微微摩尔的超额15N。
在1984年，巴里(Barrie)等(B1)利用非常类似于马修斯(Matthews)及海斯(Hayes)的燃烧接口，把气相色谱仪与多级收集器稳定的同位素比率质谱仪连接在一起。一般而言，他们的结果与双入口、双路收集器同位素比率质谱仪(IRMS)相似，误差为2δ13C**，即0.2％的误差。作者得出结论：
“我们可期望气相色谱仪/稳定的同位素比率分析仪(SIRA)技术，将所需的标记化合物的量至少减少到原量的十分之一，并且允许在只能在标记化合物的浓度低到不能被气相色谱仪/质谱仪/选择的离子监视(GC/MS/SIM)利用的情况下，进行新的研究。”
具有两种可商业获得的气相色谱仪(GC)/燃烧/同位素比率质谱仪(IRMS)仪器；例如，遵循该设计策略的Finnegan MAT Delta C，公布的数据表示该系统能够获得和离线燃烧同位素比率质谱仪(IRMS)分析可比的精度。
连续流动气相色谱仪(GC)/同位素比率测量的概念已被清楚定义及评价。当把气相色谱仪(GC)及燃烧室与在质量之间转换峰值，并利用电子倍增器*原子超额百分数是未知的同位素比率与标准的同位素比率之差乘以100再除以[1+IR(x)-IR(std)]。*δ(每毫升)符号表示未知的与标准的同位素比率之间的相对差值：δ＝[IR(x)-IR(std)]/IR(std)·1000。检测的单级收集器质谱仪耦接时，可实现比简单的选择离子记录气相色谱仪/质谱仪(GC/MS)实验好得多的性能。当和具有多级法拉弟收集器的质谱仪耦接时，气相色谱仪(GC)/燃烧室/同位素比率质谱仪(IRMS)看起来产生几乎和离线燃烧同位素比率质谱仪(IRMS)方法同样好的结果，但是所需材料少得多。显然，借助在线气相色谱仪(GC)及燃烧室，不需要获得净化的试样，也不需要在同位素比率质谱仪(IRMS)测量之前对试样进行处理。
另一种同位素比率质谱仪(IRMS)技术是耦接元素分析仪、气相色谱仪(GC)及同位素比率质谱仪(IRMS)。这在1985年首先实现于13C及15N(P2)。借助该组合，在固定气体燃烧产物N2及CO2流入双路收集器同位素比率质谱仪(IRMS)之前，填充柱气相色谱仪(GC)分离N2及CO2。对于预分离或者未分离的材料，该系统看起来是有效的系统，但是，不能与另一分离装置(即GC或HPLC)连续耦接，因为每个分析需要几分钟。化学反应接口质谱仪(CRIMS)的背景
马基(Markey)和艾布拉姆森(Abramson)发展了化学反应接口：一种在氦环境中把复杂的分子完全分解为其元素的微波功率源装置。反应气体如氧的加入，产生稳定的氧化产物，它反映了最初分析物的元素成分，并且用一个单级收集器质谱仪**探测。这个过程的基本特征，可以图示如下(虽然被大大简化了)：
              X    C
ABCD+4X→   A    X     →    AX+BX+CX+DX
         D   X    B
          X
一个由字母ABC和D代表的诸元素组成的复杂分子，与氦流中附加的反应气体X混合。在化学反应接口质谱仪(CRIMS)分析器中，如果B是所**单级收集或传统的质谱仪是指，对两种质量顺序地，而不是同时地进行扫描和探测的任何一种仪器。在这里绝大多数四极质谱仪、磁性扇面质谱仪、离子阱质谱仪及飞行时间质谱仪，都是单级收集器。研究的元素或同位素，它能用任何质谱仪按BX的特征质量来监测。参考C1的图1表示了气相色谱仪/化学反应接口质谱仪(GC/CRIMS)的简图。毛细管气相色谱仪和化学反应接口质谱仪(GC/CRIMS)的结合，使分析者可以有选择地探测以稳定同位素标记的物质。如果分子BX已被选定用来监测特定的同位素，比如说在M+1，只表示富集的BX的色谱图就可以依照方程1来产生：富集的BX＝M+1的BX(减去)  预计来自M的BX M+1的天然丰度[方程1]这个方程从BX中去除天然同位素丰度的贡献，这就只剩下来自由示踪剂引起的BX的M+1。这就提供了化学反应接口质谱仪(CRIMS)的同位素选择性探测能力。
化学反应接口质谱仪(CRIMS)是一个对生物系统中的同位素或元素进行探测和计量的灵敏的、可选择的和可靠的办法。各种化学反应接口质谱仪(CRIMS)实验已经成功地利用尿，血浆，组织提取物，培养中的隔离肝细胞，细胞培养基而没有母体问题。
发明者用同位素比率质谱仪(IRMS)估计了来自天然的分析物在同位素丰度方面与酶有关的差别。原封未动的生物大分子的同位素分析很有价值，因为避免了费时的水解和衍生区。例1：人类生长激素试样在13C/12C比率上的差别。
由于用产生生物合成蛋白质的大肠杆菌可在不同起源的培养基源中生长，因此，复合蛋白质的同位素特征可能不同于内成分子，如睾酮那样。为了验证该假设，发明人获得了三种rhGH试样，以及来源于人体脑下腺的GH。按照管形瓶上提供的说明把每种复合试样溶于蒸馏水中。按照与其一同接收的说明把垂体GH溶于0.03M NaHCO3及0.15M NaCl中。把20微升试样注入近来研制的高性能液相色谱仪/同位素比率质谱仪(HPCL/IRMS)系统，该系统使用化学反应接口(CRI)把被分析物转换为用于同位素比率测量的CO2。
发明人使用通过离线燃烧及常规的气体入口同位素比率质谱仪(IRMS)法测得的同位素比率为-21.03δ13C‰的马白蛋白作为凝聚相内部标准。各注射液含有2微克白蛋白(30微微摩尔)及2-3微克(100-150微微摩尔)rhGH。活动相是0.1％的三氟乙酸(TFA)及也含有0.1％三氟乙酸(TFA)的乙腈。在30％的乙腈中保留2分钟之后，利用Isco Model 260双注射器泵系统，10分钟内溶剂成分增大为70％乙腈。流速为1毫升/分钟。利用PerSeptiveBiosystems Poros R2柱(长30毫米，内径2.1毫米)进行分离。带有Isodat软件的Finnigan/MAT Delta S同位素比率质谱仪(IRMS)被用于测量同位素比率。氧是化学反应接口(CRI)的反应气体。
用δ13C‰，这些配制剂的平均值及SD值是：人体垂体：-11.31±0.71；Genentech Nutropin，-12.84±0.90；Genentech Protropin，-10.25±0.56；LillyHumatrope，-18.47±0.50(n＝7-8)。每种情况下，观察到的同位素比率不同于垂体GH(借助Student-Newman-Keuls多级比较p＜0.05)。在实用方面，只有Lilly产品具有与垂体GH显著不同的碳同位素比率。应认识到如果制造商改变大肠杆菌生长介质中的成分的来源，生物合成试样上测得的碳同位素特征彼此将发生显著的改变。例子2：质量平衡研究
本发明改进了采用稳定同位素的性能，所以就可减少放射性同位素的使用就。采用放射性的一种特殊的“标准”方法是质量平衡研究。标记物质被给予某个生物系统，捡验来自该系统的碎片，以得到它们的标记含量。典型的标记物是14C，闪烁谱测量法有效地纪录标记物量而不管它的化学形式。如果是用动物，生物试样，可以用如尿，胆汁，粪便，唾液等生物样品。如果是用细胞系统，人们或许对细胞计数。发明人为此目的对直接引入高性能液相色谱仪/化学反应接口-同位素比率质谱仪(HPLC/CRI-IRMS)系统进行评估。
发明人已经对新的高性能液相色谱仪/化学反应接口/同位素比率质谱仪(HPLC/CRI/IRMS)测试设备探测尿液中13C标记的微量药物的能力作了估测。该办法是用一个流注入器，在微波功率源化学反应接口燃烧成13CO2之前，把尿样先传送进一个解溶系统。这个设备对于少于50μg/ml(毫微克/毫升)的超量13C(大约0.5微克/毫升的13C2标记的氨基比林)的量化能力优于以前用离线燃烧办法对尿中13C含量检测限度。这些结果支持以前的发现，即质量
                  表1，化学反应接口质谱仪(CRIMS)化学物一览表元素或同位素           产物a         质量a，b            反应物        参考1，2H           1，2HF           20，21              NF3          24，25H               H2O            18                  SO2 c         92H             2H1H          3.022                H2           912，13C         12，13CO2       44，45               SO2          9C               CO              28                                 914C            14CH4          18.034              H2           4，5C               CH4            16                                 5，9
            C2H2          26                                 5，9
            HCN              27                  N2           512，13C         12，13CF4        69，70(CF3 -)d    NF3          24，2514，15N         14，15NO          30，31              SO2          9
            N2             28，29                             6，9
            NO2            46，47                             6，9N               HCN              27，28              H2           5，9，19O               H2O            18                   H2           1916，18O          C16，18O         28，30                             19eP               PF5            107(PF4 -)          NF3          24，25S               S35，37Cl        67，69              HCl            20
            SF6           127(SF5 -)          NF3          24，25Cl              H35，37Cl        36，38              SO2           21，22
            F35，37Cl        54，56              NF3           24，25Se              80Se35，37Cl    115，117            HCl            23Br              H79，81Br        80，82              SO2           21a.只对那些对于一个以上的同位素有用的核素才标多个质量b.标出精确的质量是表示要得到所选的结果需要高的分辨率
c.SO2表示反应气体，其他如O2也能用，产物一样，但产额不同
d.13C的选择性探测是可能的，但还没有证实
*O16的探测是来自这个实验室(未发表)平衡研究可以用同位素比率质谱仪(IRMS)来实现，这里用的剂量低至1毫克/公斤。
发明人还用一个直接的探针作为将试样导入同位素比率质谱仪(IRMS)的手段，对选择的元素或同位素进行了分析。并且观察到聚蛋氨酸的氧化物低至20ng所产生的SO2的线性关系。发现不同成分的1微克水平上的12种蛋白质，在理论上的和观测到的S/C原子含量之间的令人满意的关系(r＝0.8)。例子3，在化学反应接口质谱仪(CRIMS)中氯化学的评估
在如下的例子中，所用的气相色谱仪/化学反应接口质谱仪(GC/CRIMS)系统是用30米长，0.25毫米内径，0.1微米厚的薄膜的DB-5毛细管装备的Hewlett-Packard 5890II/5971A质谱仪装置。一个微波功率源化学反应器接口(CRI)被安装在色谱柱和质谱仪的入口之间的气相色谱炉内。氦的流量是0.5ml/min。一个T形接头套管用来将色谱柱，化学反应接口(CRI)和反应气体管连起来。反应气体流并不测量，但它在总的气体流中只是很小一部分，因为足够多的反应气体能够淬灭氦等离子体(17)。化学反应接口(CRI)包括一根0.63厘米(1/4吋)外径，0.16厘米(1/16吋)内经，长12.70厘米(5吋)的铝管和一个不锈钢的微波腔，用来传输100瓦，2450兆赫的微波产生器的微波。一个Teknivent Vector 2数据系统用于控制质谱仪和处理数据。在所有的实验中，1微升的溶剂是以不间断的方式注入，在注入并让溶剂的前缘通过之后5分钟，开始获取数据，然后，点燃化学反应接口(CRI)中的微波感应等离子体。
根据所要做的分析，可以把质谱仪设置在下面列出的任一质量或全部质量的选定的离子监测(selective ion monitoring，SIM)模式。下面的反应表示被探测物质所含的元素，产物，分裂出的离子和质量：C
Figure C9880334200191
CF4 (CF3 +，m/z 69)H
Figure C9880334200192
HF  (1HF+·，m/z 20；2HF+·，m/z 21)O
Figure C9880334200193
F2O(F2O+·，m/z 54)+其他的氧/氯产物PPF5 (PF4 +，m/z 107)ClClF(35ClF+·，m/z 54；37ClF+·，m/z 56)S
Figure C9880334200196
SF6 (SF5 +，m/z 127)
碳的探测：因为所有选用的化合物都包含碳，所以碳信号不是选择的。用m/z 69对碳被监测。
氮的探测：在化学反应接口(CRI)中，NF3被完全分解成N2和F2。因此，包含氮的化合物无法探测，因为本底太高。相对稳定的NF2的总的分解表明，N2是任何包含氮的被分析物的产物，如果F2被选为反应气体而不是NF3的话。可用m/z 28和29来探测氮。
磷的探测：用1毫微克/微升到1000毫微克/微升的一系列TBOEP溶液，在甲苯中制备，用磷酸三丁脂(TBP)作内标准(10微克/微升)。气相色谱仪的色谱柱的温度开始是90℃，持续2分钟，然後以40由程序控制以40℃/分的速率上升至140℃，然后再以10℃/分的速率上升至270℃，并保持5分钟。选定的离子检测程序(SIM)用m/z 20，69和107。
重氢的探测：重氢标记的氨基酸被用作为试样：一组水溶液用L-苯基丙氨酸_d8，浓度从69微微克/微升，至69毫微克/微升，和L-白氨酸-d10，以及非标记的L-苯基丙氨酸，恒定的浓度(65毫微克/微升和63毫微克/微升)。这些溶剂是用如下方法制作的：100微升的干溶剂，加入50微升的MSTFA和50微升干的氰甲烷，在密封的反应管形瓶中在100℃，加热30分钟。气相色谱仪的色谱柱的温度设置在70℃，保持2分钟，然後以30℃/分的速率上调至100℃，保持1分钟，再以15℃/分的速率上调至200℃，保持5分钟。SIM模式使用m/z 20，21和69。
硫的探测：L-蛋氨酸的水溶液，浓度66微微克/微升至66毫微克/微升，以L-半胱氨酸为标准(24.5毫微克/微升)。溶液的制备同前。气相色谱仪的色谱柱的温度设在70℃，保持2分钟，然后以40℃/分的速率上调至130℃/分，保持3分钟，再以2.5℃/分的速率上调至150℃，再以20℃/分的速率上调至250℃，保持1分钟。MSD取SIM模式，用m/z 69和127。
氯的探测：苯甲二氮卓(diazepam)的一系列甲苯溶液，浓度在0.68毫微克/微升至680毫微克/微升，用7.2毫微克/微升的DDT作为内部标准。气相色谱仪的色谱柱的温度在70℃，保持2分钟，然后，以30℃/分的速率上调至210℃，再以10℃/分的速率上调至250℃，保持5分钟。MSD取SIM模式，用m/z 20，54，56和69。
八种化合物的混合物被用于示范所有目标物质的同时或选择性探测：它们是硝基苯-d5，磷酸三丁脂(TBP)，咖啡因，戊硫代巴比妥，棕榈酸甲脂，硬脂酸甲脂，TBOEP，和苯甲二氮卓。这些化合物的浓度不作精确测量，分别在甲苯中蒸发和还原之后，它们大约在100，10，150，100，150，300，30和150毫微克/微升。不使用氨基酸，因为它需要衍生化，从而增加了试样的复杂性。气相色谱仪的色谱柱的温度在70℃，保持2分钟，然后以30℃/分的速率上调至120℃，再以10℃/分的速率上调至250℃，保持5分钟。质谱仪的MSD取SIM模式，用m/z 20，21，56，69，107和127。
以接受环磷酰胺的病人得到的兼容的等离子体试样是在美国粮食与药物管理局实验室按如下步骤作的。用盛有2毫升的氰甲烷，1毫升的甲醇，1毫升2百万单位的单基钠磷酸盐(PH为4.6)，250微升包含氧-五氟苯甲基-羟胺(O-pentafluorobenzyl-hydroxylamine)HCl(50毫克/毫升)的甲醇溶液，和氧-五氟-苯甲基(O-pentafluoro-benzyloxime)派生的2H4-氧代磷酰胺(2H4-aldophosphamide)(16微克/毫升)的采血样管截获活性的代谢产物。至少三小时后，对这些试样离心脱水，浮在表层的部分被除去，再混入1毫升的CHCl3。在搅匀后，1.6毫升的底部的有机层被除去，再脱水，添加250微升氰甲烷和60毫升氮-(t-丁基二甲基甲硅烷基-氮-甲醛三氟乙酰胺(N-(t-butyldimethylsilyl)-N-methltrifluoroacetamide)在室温下，对残留物硅烷化一小时。
一旦一项分析物由色谱柱进入了一个由氦携带且混合有反应气体的化学反应接口(CRI)，分析物和反应气体都由微波产生的等离子体分解成原子。当原子离开反应室，它们按其化学热动力特性重新组成小分子。一个选定离子监视模式的质谱仪作为探测器去选择性地测量这些新形成的分子。该质谱仪提供定性的(出现了何种元素或同位素)和定量的(出现的元素或同位素有多少)信息。
在研究氟化学前，已被研究的化学反应接口质谱仪(CRIMS)反应气体可按其化学性质分成两类；氧化剂和还原剂。氧化剂反应气体是O2，CO2，和SO2，还原剂反应气体是H2，HCL，NH3，N2。发明者最初的，产生挥发性的稳定的包含磷的化学反应接口质谱仪(CRIMS)产品的战略，是基于马修莫托(Matsumoto)的观察(见参考18)，即PH3可由磷酸盐在还原性的环境中生成，使用这些气体对含磷化合物的选择性探测的努力没有成功。
在反应界面上采用富氟的环境的新战略被评估。起初，由SF6作为氟源。当SF6作为反应气体时，磷被转化为PF5，可用m/z 107(PF4 +)选择性地探测到，这是PF5质谱上的最大峰。这是对磷进行的选择性探测的第一次成功的化学反应接口质谱仪(CRIMS)实验。
然而，SF6不是一种好的反应气体，原因如下：首先，P选择性探测通道，也就是m/z 107，会被SF6和O2的一种化学反应接口质谱仪(CRIMS)产物34S16OF3 +所影响。另外，SF6天性非常稳定且不能生成高反应性氟的环境。反而的确证明使用氟的化学反应接口质谱仪(CRIMS)化学过程可以生成P选择性物质这一概念。
使用比较活性的NF3是成功的。NF3在大多数情况下产生N2和F2产物，除了不能自己重新组合外，NF3的化学性质与SF6相似。SF6好在能够重组。在富含氯的环境中，不仅PF5容易形成，而且根据上面列出的反应式，其他物质应受到注意。
这个由氯引起的流程不仅提供了对磷的选择性探测，它对某些其他元素，如氯，硫和他们的同位素成分，以及氢，碳，和预计氮与氧的同位素都是有益的。ClF是CRIMS从有机化合物产生的氯的产物。M/z 54和m/z 56都能用作探测道。但是，m/z 54可能受到SF4 ++的干扰，当硫存在时，它是SF6质谱的，CRIMS的一个产物。另一个关心的组合物是，F2O+，在m/z 54，可以是氧的CRIMS产物，虽然，在用含氧的组合物作的试验中，在m/z 54未显示有峰。如果没有含硫的化合物存在，则会出现峰，可以用m/z 54，因为，它提供比m/z 56通道多三倍的更丰富的物质。含硫的化合物的选择性探测道是m/z 127(SF5 +)，SF6质谱中的基本的峰。SF6是硫在氟环境中CRIMS的首要产物。
氟化氢是CRIMS从有机化合物中产生的氢原子的主要产物。发明人发现，m/z 20和21可以被用于选择性地测量氢和重氢。当m/z 20为非标记的有机化合物提供普通的探测道时，m/z 21是含重氢的化合物的一个选择探测道。前述的有选择地监测重氢的办法，用H2作为反应气体，并且在m/z 3.022以分辨力2000(2，14)监测HD。它的两个缺点是，它需要一个高分辨的质谱仪，而且既不能监测氢也不能测量D/H比率，因为大量的H2用作反应气体。这里说的办法可以避免上述问题。
CF3 +(m/z 69)可以被用作为普通的碳探测道。监测m/z 70可以提供13C的探测道，而m/z 70/69比率将产生一个碳同位素的比率。
磷：为了测定灵敏性和动态范围，使用了一系列TBOEP甲苯的溶液。用M/z 107离子作选择道。在累计测量了三百毫秒后，取得了TBOEP的探测极限，信号噪声比大于3。在半高处有8秒的峰宽度，这相当于对磷元素探测的10微微克/秒。如下文所述，这个灵敏水平起码比最好的CRIMS仪器测得的期待值高一个数量级。线性动态范围起码高三个数量级，而关联系数(R2)达到0.997。把含100毫微克/微升的TBOEP和TBP试样的溶液多次注入来测重复性，两个成分峰的面积比，在n＝5时的相对标准偏差(RSD)为3.2％。
重氢：苯基丙氨酸-d8和白氨酸-d10被用来测定灵敏性和线性动态范围，结果表明线性动态范围大于两个数量级，相关系数为0.994。重复性试验表明60微微克白氨酸-d10与苯基丙氨酸-d8内部标准的面积比为RSD 2.9％(n＝5)。在单独的试验中，苯基丙氨酸-d8的探测极限为60微微克，累计时间300毫秒，s/n＞5。
用一组含不同含量的L-苯基丙氨酸-d8和恒量的未标记L-苯基丙氨酸，作为它们的diTMS衍生物，对重氢的浓缩进行了研究。CRIMS方法的D/H比率是从m/z 21(D)和m/z 20(H)色谱峰面积检验得到的。发明人把D/H的实验比率和理论相比较时，发现了一些非线性，尤其当L-苯基丙氨酸-d8的浓度比较低时。为了检验这个问题，用别的办法得到D/H的比率，用“标准”的GC-MS模式(把CRIMS的电源关掉)，从m/z 200(M-COOTMS-for-d8，和m/z192(M-COOTMS for-d0)的SIM色谱测得峰面积比率。它们是标记和非标记diTMS苯基丙氨酸-d8最丰富的MS峰，考虑到氢原子在diTMS苯基丙氨酸-d8中的比分，把200/192比率转化为D/H的比率。发明人发现，这两种方法得到的结果在误差范围内互相一致。关联系数0.9961时，斜率0.94。当复核理论数据後，得到关联系数0.9971时，斜率0.81。上述非线性或许是由于浓度的误差或是试样不纯，或是别的仪器问题，例如，离子与分子反应(19)，放大器的非线性，但不会是CRIMS的原因。
硫：一组含硫的氨基酸溶液被用于这个研究。L-蛋氨酸用作为试样，L-半胱氨酸作为内部标准。蛋氨酸从200微微克至66毫微克是线性的。这并不意味着66毫微克一定是线性动态范围的上限。虽然200微微克的L-蛋氨酸产生了一个变形的峰，这意味着在CRI中不是色谱术就是化学本身不对。经过400百万秒的累积时间，对于L-蛋氨酸，200微微克的探测下限以信噪比为3被得到了。用20微微克的L-蛋氨酸和24微微克的L-半胱氨酸得到RSD为4.4％(n＝5)。
以前，当HP 5971A MSD(惠普的仪器名)用SO2作为反应气体时，探测极限是1毫微克(17)。这是与现今用NF3作为反应气体得到的结果，对于同样成分下限2微微克是一致的。那个报告(17)比较了Extreal C50/400和HP 5971AMSD的性能。对氯2微微克的探测下限并不显得比以前用SO2作为反应气体得到的50微微克更好，那个结果是用Extreal仪器和一个专用的2.1MHz的功率源以减少传输和低质量时的分辨得到的。
氯：也可选择性确定含氯化合物，如以前那样(9)，在甲苯中制备一组重氮异胺溶液，并用p，p’-DDT作为内部标准。在M/z 56的离子或37ClF+·被用作选择性探测道。在信噪比为3以及300百万秒的累计时间下，探测极限为2毫微克重氮异胺。以关联系数0.9996得到三个数量级的线性动态范围。用130微微克重氮异胺和50毫微克的DDT的重复性试验得到3.4％(n＝4)的RSD。
碳：用于碳探测的质量是唯一的。这些质量的唯一性意味着可选性。对于所有注入材料，检测碳道，显示出高的灵敏度。
氮：如前所述，使用NF3抵消了监测洗提入CRI中的物质中的氮含量的能力。选择性
为了研究选择性，准备了含有多种元素的八种化合物的混合物。M/z 20处的离子用来监测所有有机物中所含的氢，m/z 21，56，107和127分别用于同时检测含氘，含氯，含磷及含硫的化合物。结果表示这些通道的的色谱都是高选择性的。检测含磷药物的应用
环磷酰胺(Cyclophosphamide)是一种防癌药物，其结构中含一个磷和两个氯原子。使用NF3作为反应气体，CRIMS能同时检测磷和氯，因此，看来是分析该药物及其代谢物的理想选择。某位服用cyclophosphamide的病人的血浆可用CRIMS同时作磷和氯含量的分析。H通道显示了复杂的色谱，而在P选择通道中只有六个峰值，Cl选择通道中有五个峰值。借助氯通道中的响应，确认除了第一个峰值之外，磷通道中的所有峰值都与cyclophosphamide相关。
磷通道中第一个峰是与三个t-butyldimethylsily(TBDMS)基团甲硅烷基化的磷酸盐，这是由其质谱分析确认的。一个TBDMS衍生的cyclophosphamide标准溶液显示了三个峰，它们与试样色谱图中的峰2，3和5的滞留次数匹配。峰5被发现是TBDMS-cyclophosphamide。峰3是未衍生的cyclophosphamide。峰2显示其氯/磷面积比是其它两个峰的一半。这说明cyclophosphamide的两个氯原子有一个丢失。该峰的质谱说明两个氯乙基键中的一个丢失。
这一试验结果说明，即使对于复杂的，生物衍生试样，用NF3的CRIMS可以有选择地探测含P和Cl的化合物。这些药物符合了“内部标记”(“intrinsically labeled”)的定义，于是可简化新陈代谢研究，因为在药中结合“外来的”同位素标记的特殊合成是不必要的。
NF3代表了CRIMS反应气体的一个新概念。通过提供氟化反应环境，允许选择性地同时检测磷，氘，碳，氯，硫，可能还包括氮和氧。这一方法是灵敏的，线性的，可重复的。随着可被CRIMS选择性检测元素和同位素种类的不断增加，其应用也将越来越广。谷胱甘肽和clozapine研究
发明者引出了一种关于安定药clozapine和三缩氨酸glutathione用共价键连接的研究。其他主要使用放射性同位素的工作者，已发现了clozapine及glutathione的许多加合物。发明人利用引入HPLC的化学反应接口/质谱仪技术(HPLC/CRIMS)询问clozapine中的氯原子作为放射性同位素示踪的一种替换有多好。药物和带有过氧化物酶/过氧化物系统的glutathione的孵化产生了几种代谢物，其特征就像是clozapine被电喷镀(electrospray)质谱术的新奇共轭。利用NF3作为CRIMS反应气体，通过检查孵化混合物，确认两个共轭物的识别。Cl和S的同时出现与clozapine和glutathione的共价键联相一致。S/Cl在一个峰里近于两倍的比率证实di-glutathione共轭物的存在。这些试验支持申请人的主张，结合CRIMS，HPLC支流的元素选择性检测可以提供用放射性同位素方法得不到的额外信息。人们可以看到，两种元素物质集中在10到15分钟这段时间的几个峰。说明，clozapine的eh氯和GSH的硫都是存在的。基于电喷镀(electrospray)数据，13.2分钟处的峰是hydroxyclozapine的单GSH加合物。如果在S和Cl道之下的面积基于其结构被1∶1刻度，那么刚好在它之前，12.3分钟处的峰具有为1.83的S/Cl比率。这接近于对ESI数据建议的di-＝GSH共轭结构所预期的2.00。这些实验证明，元素选择性探测可以是进行药物新陈代谢研究的一个重要工具。当测试物质含有C，H，O，或N以外的元素时，这样的元素就可以成为和同位素标记一样有效地追踪母物质的最终结果。即使当未知药物或生化代谢物的分子不含任一种上述这些其它核素时，加一些不常见的元素—硫酸盐化，phosphorylation，和thioether linkages—的化学改变也能被检测。这些信息将补充传统的分析途径去鉴认代谢物。这里，申请人表示了进行分子内元素成分测量的能力。当申请人已在为该目的设计的实验中利用GC/CRIMS测量C/Cl的比率时，申请人就已经达到好于10％的精度和准度(Song及Abramson，1993)，并且如果进行足够的重复，可以得到5-10％之间的变化系数。
参考文献
(1)Markey，S.P.；Abramson，F.P.Anal.Chem.1982，54，2375-2376.
(2)Chace，D.H.；Abramson，F.P.Anal.Chem.1989，61，2724-2730.
(3)Morré，J.T.；Moini，M.Biol.Mass Spectrom.1992，21，693-699.
(4)Chace，D.H.；Abramson，F.P.Biomed.Environ.Mass Spectrom.1990，19，117-122.
(5)Chace，D.H.；Abramson，F.P.J.Chromatogr.1990，527，1-10.
(6)Chace，D.H.；Abramson，F.P.In Synthesis and Applications of IsotopicallyLabelled Compounds，1988；Baillie，T.A.；Jones，J.R.，Eds.；Elsevier：Amsterdam，1989；p.23.
(7)Abramson，F.P；Markey，S.P.Biomed.Environ.Mass Spectrom.1986，13，411-415.
(8)Moini，M.；Chace，D.H.；Abramson，F.P.J.Am.Soc.Mass Spectrom.1991，2，250-255.
(9)Song，H.；Abramson，F.P.Anal.Chem.1993，65，447-450.
(10)Kusmierz，J.J.；Abramson，F.P.Biol.Mass Spectrom.1993，22，537-543.
(11)Teffera，Y.；Abramson，F.P.；Mclean，M.；Vestal，M.J.Chromatogr.Biomed.Appl.1993，620，89-96.
(12)Song，H.；Abramson，F.P.Drug.Metab.Disp.1993，21，868-873.
(13)Li，G.；Moini，M.，Proc.42nd ASMS Conf.Mass Spectrom.，1994 p.293.
(14)Teffera，Y.；Abramson，F.Biol.Mass Spectrom.1994，24，776-783.
(15)O’Brien，M.J.in“Modern Practice of Gas Chromatography”，Grob，R.L.Ed.，1985，p.272.
(16)Quimby，B.D.；Sullivan，J.J.，Anal.Chem.1990，62，1027-1034.
(17)Song，H.；Kusmierz，J.；Abramson，F.；McLean，M.J.Am.Soc.MassSpectrom.1994，8，765-771.
(18)Matsumoto，K.，Fujiwara，K.，and Fuwa，K.Anal.Chem.1983，55，1665-1668.
(19)Patterson，B.W.；Wolfe，R.R.，Biol.Mass Spectrom.1993，22，481-486.(B1)Barrie，A.，Bricout，J.，and Koziet，J.Gas chromatography-stable isotoperatio analysis at natural abundance levels.Biomed.Environ.Mass Spectrom.
11：583-588(1984).
(M1)Markey，S.P.and Abramson，F.P.，Capillary gas chromatography/massspectrometry with a microwave discharge interface for determination ofradioactive-carbon-containing compounds.Anal.Chem.54：2375-2376(1982).(M2)Markey，S.P.and Abramson，F.P.，Element and isotope specific detectionby capillary gas chromatography-mass spectrometry using a microwavedischarge interface；in：W.P.Duncan and A.B.Susan(Eds.)，Synthesis andApplications of Isotopically Labeled Compounds.Proceedings of anInternational Symposium，Kansas City，MO.U.S.A.， 1982，Elsevier，Amsterdam；291-296， 1983.
(M3)Matthews，D.E.，and  Hayes，J.M.，Isotope-ratio-monitoring gaschromatography-mass spectrometry.Anal.Chem.50：1465-1473(1978).
(S1)Sano，M，Yotsui，Y.，Abe，H.，and Sasaki，S.，A new technique for thedetection of metabolites labelled by the isotope 13C using massfragmentography.Biomed.Mass Spectrom.3：1-3(1976).
上面的描述和例子，其目的，是为了图示本发明的若干具体化而不加什么限制。对于本领域的技术人员而言，不难在本发明的精神和豁区之内作出修改和改变。所有在此引用的专利和出版物也就是以他们的参考的形式整体地参加了合作。

Claims (16)

1.一种通过连续有序的流程，把每一种元素在含氟的环境中变成新的化学物质，以探测样品中各元素的同位素比率的质谱仪装置，它包括：
(a)一个样品导入部件，它把被分析物的混合物分解为特定的分子，其中所述的样品导入部件包括用于将样品连续地导入到化学反应接口的设备；
(b)一个化学反应接口，其中所述的化学反应接口用于将完整的分析物在含氟的环境中转变成新的特定元素的化合物；以及
(c)一个可以精确测量同位素的质谱仪。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述的样品导入部件选自由气相色谱仪和高性能液相色谱仪所组成的组中。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述的化学反应接口是一个微波功率源氦等离子体接口。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述的质谱仪是一个多路收集的同位素比率质谱仪；
5.如权利要求2所述的装置，其中所述的样品导入部件为高性能液相色谱仪，它采用雾化和逆流来移动液相通过通用接口。
6.如权利要求2所述的装置，其中所述的样品导入部件为高性能液相色谱仪并用传输装置移动液相。
7.一种用于测量含有碳，氮，氢，氧，氯和硫化合物的样品质量的方法，它包括：
(a)将含碳或氮化合物的样品加进样品导入部件，在该部件中分析物的混合物被分解为特定的分子，其中所述的样品导入部件包括用于连续地将样品导入到化学反应接口的设备；其中所述的化学反应接口将完整的含碳和氮的分析物在含氟的环境中转变成新的特定元素的化合物；以解析所述的化合物；以及
(b)用可以对同位素进行精确测量的质谱仪计算所述样品的化合物的同位素比率。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述的质谱仪选自由化学反应接口质谱仪和同位素比率质谱仪所组成的组中。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述的含氟的反应气体是NF3。
10.权利要求7所述的方法，其中所述的含氟的反应气体是F2。
11.如权利要求7所述的方法，其中所述的样品还包括含有选自由碳，氮，重氢，氯，氧和硫所组成的组中的至少一种元素的化合物。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述的样品包括含有碳和氮的化合物。
13.一种估计未知药物或生化代谢物中的元素或同位素特性的方法，包括如下步骤：
(a)将含碳和/或氮的未知药物或生化代谢物的样品添加到样品导入部件中，分析物的混合物在该部件中被分解为特定的分子，所述的样品导入部件包括用于连续地将样品导入到化学反应接口的设备；其中所述的化学反应接口将完整的含碳和/或氮的分析物在含氟的环境中转变成新的特定元素的化合物；以解析所述的化合物；以及
(b)用可以对同位素进行精确测量的质谱仪计算所述样品的化合物的同位素比率。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述的未知药物或生化代谢物的样品含有选自由碳，氮，重氢，氯，氧和硫所组成的组中的至少一种元素。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述的方法还包括通过在未知药物或生化代谢物中加入可以由气相色谱仪/化学反应接口质谱仪探测的硫、磷或硫醚键来对该未知药物或生化代谢物样品进行化学改性。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述的方法是用一个装置实现的，该装置包括：
(a)一个样品导入部件，它把被分析物的混合物分解为特定的分子，其中所述的样品导入部件包括用于将样品连续地导入到化学反应接口的设备；
(b)一个化学反应接口，其中所述的化学反应接口用于将完整的分析物在含氟的环境中转变成新的特定元素的化合物；以及
(c)一个可以精确测量同位素的质谱仪。
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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19956632C1 (de) * 1999-11-25 2001-06-28 Finnigan Mat Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Standardgasen für die Bestimmung von Isotopenverhältnissen
WO2002017348A2 (en) * 2000-08-24 2002-02-28 Newton Scientific, Inc. Sample introduction interface for analytical processing of a sample placed on a substrate
KR20030079968A (ko) * 2001-01-29 2003-10-10 메타라 인코포레이티드 자동화된 동위원소 질량 분광분석법
EP1437966B1 (en) * 2001-10-24 2011-03-23 The Regents of The University of California Measurement of protein synthesis rates in humans and experimental systems by use of isotopically labeled water
AU2002366093A1 (en) * 2001-11-20 2003-06-10 Libraria, Inc. Method of flexibly generating diverse reaction chemistries
ATE412906T1 (de) * 2002-02-12 2008-11-15 Univ California Nichtinvasive messung der biosynthese- und abbaugeschwindigkeiten biologischer moleküle, die einer direkten probenahme unzugänglich oder nicht leicht zugänglich sind, durch einbau einer markierung in metabolische derivate und katabole produkte
KR100626789B1 (ko) * 2002-04-12 2006-09-22 재단법인서울대학교산학협력재단 질소동위원소비를 이용한 유기 농산물의 판별 방법
DE10216975B4 (de) * 2002-04-16 2007-10-18 Thermo Electron (Bremen) Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Gas für die Isotopenverhältnisanalyse
JP4804753B2 (ja) 2002-07-30 2011-11-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 質量分析法を使用した、プロテオームまたはオルガネオームの分子フラックス速度の自動化大規模測定
WO2004021863A2 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 The Regents Of The University Of California Methods for measuring rates of replication and death of nfectious microbial agents in an infected host organism
US7255850B2 (en) * 2002-09-13 2007-08-14 The Regents Of The University Of California Methods for measuring rates of reserve cholesterol transport in vivo, as an index of anti-atherogenesis
US20070248540A1 (en) * 2002-09-16 2007-10-25 The Regents Of The University Of California Biochemical methods for measuring metabolic fitness of tissues or whole organisms
WO2004042360A2 (en) * 2002-11-04 2004-05-21 The Regents Of The Univeristy Of California Deuterated glucose or fat tolerance tests for high-throughput measurement of the metabolism of sugars or fatty acids in the body
US7262020B2 (en) * 2003-07-03 2007-08-28 The Regents Of The University Of California Methods for comparing relative flux rates of two or more biological molecules in vivo through a single protocol
CN100483101C (zh) * 2003-09-17 2009-04-29 中国科学院青海盐湖研究所 硼同位素热电离质谱测定中氰酸根干扰的消除方法
US20050202406A1 (en) * 2003-11-25 2005-09-15 The Regents Of The University Of California Method for high-throughput screening of compounds and combinations of compounds for discovery and quantification of actions, particularly unanticipated therapeutic or toxic actions, in biological systems
JP2005181011A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Yoshio Yamauchi タンパク質解析方法
TW200538738A (en) 2004-02-20 2005-12-01 Univ California Molecular flux rates through critical pathways measured by stable isotope labeling in vivo, as biomarkers of drug action and disease activity
EP1723252A4 (en) * 2004-03-11 2009-07-29 Univ California TIMELY AND SPATIAL CHARACTERIZATION OF BIOSYNTHETIC EVENTS IN LIVING ORGANISMS THROUGH ISOTOPEN FINGERPRINTING UNDER CONDITIONS OF IMPROPER ISOTOPE GRADIENTS
US20050238577A1 (en) * 2004-03-29 2005-10-27 The Regents Of The University Of California Isolation of epithelial cells or their biochemical contents from excreta after in vivo isotopic labeling
US20060054183A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-16 Thomas Nowak Method to reduce plasma damage during cleaning of semiconductor wafer processing chamber
GB0424426D0 (en) 2004-11-04 2004-12-08 Micromass Ltd Mass spectrometer
US20060090773A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Applied Materials, Inc. Sulfur hexafluoride remote plasma source clean
JP4118918B2 (ja) * 2005-02-28 2008-07-16 シャープ株式会社 信号品質評価装置、情報記録再生装置、信号品質評価方法、記録条件決定方法、信号品質評価プログラム、信号品質評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
GB0506665D0 (en) 2005-04-01 2005-05-11 Micromass Ltd Mass spectrometer
JP5219274B2 (ja) * 2005-04-01 2013-06-26 マイクロマス ユーケー リミテッド 質量分析計
TW200711660A (en) * 2005-06-10 2007-04-01 Univ California Monitoring two dimensions of diabetes pathogenesis separately or concurrently (insulin sensitivity and beta-cell sufficiency): uses in diagnosis, prognosis, assessment of disease risk, and drug development
DE102006015535A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-04 Thermo Electron (Bremen) Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Isotopenverhältnissen
WO2007129165A2 (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Ge Healthcare Limited Production of [18f] from [18f]-fluoride using a plasma induced scrambling procedure
US20070284523A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Sigma-Aldrich Co. Process and apparatus for 15-nitrogen isotope determination of condensed phase samples
US8003935B2 (en) * 2007-10-10 2011-08-23 Mks Instruments, Inc. Chemical ionization reaction or proton transfer reaction mass spectrometry with a quadrupole mass spectrometer
US8003936B2 (en) * 2007-10-10 2011-08-23 Mks Instruments, Inc. Chemical ionization reaction or proton transfer reaction mass spectrometry with a time-of-flight mass spectrometer
DE102007054419A1 (de) * 2007-11-13 2009-05-14 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Isotopenverhältnisanalyse
DE102008016583A1 (de) * 2008-03-31 2009-10-01 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bildung von CO2, N2 und/oder SO2 aus einer Probe
US20110201126A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-18 Graham John Hughes Interface to a mass spectrometer
US8481281B2 (en) * 2010-06-02 2013-07-09 The Johns Hopkins University Systems and methods for determining drug resistance in microorganisms
JP2014526685A (ja) 2011-09-08 2014-10-06 ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア 代謝流量測定、画像化、および顕微鏡法
JP6294233B2 (ja) 2011-12-07 2018-03-14 グラクソスミスクライン エルエルシー 全身骨格筋量の定量方法
CN102590379B (zh) * 2012-02-08 2013-10-16 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 一种基于化学电离的有机单体氯或溴同位素在线分析方法
CN102967648A (zh) * 2012-11-20 2013-03-13 中国食品发酵工业研究院 基于稳定同位素比值鉴别有机辣椒的方法
US9134319B2 (en) 2013-03-15 2015-09-15 The Regents Of The University Of California Method for replacing biomarkers of protein kinetics from tissue samples by biomarkers of protein kinetics from body fluids after isotopic labeling in vivo
CN103424462A (zh) * 2013-08-23 2013-12-04 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 温室气体co2和n2o碳、氮元素富集分析仪
GB2520067B (en) 2013-11-08 2016-07-27 Thermo Fisher Scient (Bremen) Gmbh Gas inlet system for isotope ratio spectrometer
EP3090260A1 (en) * 2014-01-02 2016-11-09 John P. Jasper Method for continuously monitoring chemical or biological processes
GB201410470D0 (en) * 2014-06-12 2014-07-30 Micromass Ltd Self-calibration of spectra using differences in molecular weight from known charge states
GB2549248B (en) 2016-01-12 2020-07-22 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh IRMS sample introduction system and method
GB2557891B (en) 2016-09-02 2021-05-12 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Improved sample preparation apparatus and method for elemental analysis spectrometer
CN109964133A (zh) * 2016-10-31 2019-07-02 惠普发展公司，有限责任合伙企业 同位素的电参数
GB201701986D0 (en) * 2017-02-07 2017-03-22 Thermo Fisher Scient (Bremen) Gmbh n
CN112730584A (zh) * 2021-01-18 2021-04-30 天津师范大学 一种基于一氧化硫模式的bj-1小麦硫稳定同位素检测方法
CN115266981B (zh) * 2022-07-28 2023-06-13 四川阿格瑞新材料有限公司 一种用gc-ms检定物质氘代率的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4933548A (en) * 1985-04-24 1990-06-12 Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires Method and device for introducing samples for a mass spectrometer
JPH05251038A (ja) * 1992-03-04 1993-09-28 Hitachi Ltd プラズマイオン質量分析装置
US5661038A (en) * 1995-05-16 1997-08-26 Cornell Research Foundation, Inc. Interface system for isotopic analysis of hydrogen

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