鉴定阿尔伯达湖水中的未知微囊藻毒素

 摘要：使用三重四极杆液质联用系统与 LC/Q-TOF 相结合进行分析并利用根据世界卫生组织(WHO) 列出的微囊藻毒素名单编译的个人化合物数据库 (PCD)，在缺乏分析标准品的情况下实现湖水中浓度极低的未知微囊藻毒素的检测、表征和初步鉴定。

前言加拿大淡水中存在的蓝藻毒素严重影响了环境和公众的健康 [1]。微囊藻毒素 (MC) 是存在于加拿大湖泊中的一类常见的蓝藻毒素，是真核蛋白磷酸酶的有效抑制剂 [2]。微囊藻毒素还是一种强大的肝毒素，可能会促进哺乳动物体内肿瘤的生长，对家畜和人类饮用水具有严重的威胁。在加拿大的各省检出了这些蓝藻毒素，其浓度通常高于标准再生水的最高规定浓度 [2]。MC 为含 7 种氨基酸的环肽。其基本结构如图 1 所示。表 1 显示了在阿尔伯达湖泊中检验到的 8 种微囊藻毒素的化学结构。最常报道的 MC 是 LR，在 R2 和 R4 位置分别含有亮氨酸和精氨酸。阿尔伯达毒理学中心 (ACFT) 对阿尔伯达湖泊中的微囊藻毒素进行了综合研究，并使用液相色谱和三重四极杆质谱继续对淡水水源进行监测。利用此方法检测 8 种微囊藻毒素的同时，还在样品中检出了一种非目标化合物，该化合物具有与 MC YR (m/z 1045) 相同的跃迁定性离子，但其保留时间 (RT) 和定性离子比值不正确。本应用简报将介绍阿尔伯达毒理学中心 (ACFT) 和 Vogon 实验室服务部合作开发的两种方法，利用这两种方法能够灵敏地检测各种微囊藻毒素并鉴定出新观测到的化合物。使用 Agilent 1290 Infinity液相色谱系统和 Agilent 6460 三重四极杆液质联用系统开发了一种确证方法，可获得不同于 ACFT 参考方法的保留时间图。然后，利用 Agilent 6540 Q-TOF LC/MS 系统测定精确质量数，从而对未知峰（如去甲基微囊藻毒素 HtyR）进行初步鉴定。所有微囊藻毒素的检出浓度为 0.1 µg/mL，远低于 2007 年加拿大饮用水水质准则规定的 1.5 µg/L。安捷伦已根据世界卫生组织(WHO) 列出的微囊藻毒素名单在 MassHunter 软件中创建了含52 种化合物的个人化合物数据库 (PCD)，只需 Q-TOF 数据即可初步鉴定另外 7 种微囊藻毒素。

实验部分仪器采用配有 Agilent G4226A 自动进样器的 Agilent 1290 Infinity 液相色谱系统并结合 Agilent 6460 三重四极杆液质联用系统开发了此确证方法。表 2 中列出了仪器条件。采用配有 G4226A 自动进样器的 1290 Infinity 液相色谱系统与配有喷射流电喷雾离子源的 Agilent 6540B Q-TOF 液质联用系统开发了初步鉴定未知微囊藻毒素的方法。表 2 中列出了仪器条件。

样品前处理将水样 (10 mL)进行 3次冻融循环，然后超声 5 min，接着用 0.2 µm纤维素滤膜直接过滤至自动进样器样品瓶中。

结果与讨论鉴定未知微囊藻毒素使用 ACFT 方法分析一个样品，结果发现某化合物具有与 YR (m/z1045) 相同的跃迁和定性离子，但其保留时间 (RT) 和定性离子比值不正确。根据从 HtyR (m/z 1059) 损失的 14 amu 初步鉴定其为去甲基 HtyR。为了定性鉴别这个未知 MC，我们开发了三重四极杆液质联用确证方法，从而获得了不同于 ACFT 参考方法的保留时间图。将其他微囊藻毒素分析物添加到此方法来帮助表征化合物。最后，我们还使用 LC/Q-TOF 方法对样品进行分析以定性鉴别未知化合物。