Tracer GC/FTIR分析T-2毒素及其代谢产物

刘石磊 许大年

（防化研究院，北京 102205）

    摘要：用Tracer GC/FTIR系统测定了T-2毒素及其四种主要代谢产物(HT-2、T-2 triol、T-2 tetraol及NEO)的硅烷化衍生物的凝聚态红外谱图，在优化样品沉淀片移动速率的基础上，建立了五种毒素的气-红联用检测方法。用此方法分析染毒大白鼠全血样品，结果表明方法的适用性很好。

    关键词：Tracer GC/FTIR; T-2毒素及其代谢产物;检测;全血样品

Analysis of T-2 toxin and its metabolites by Tracer GC/FIIR

Liu Shilei, Xu Danian

(Research Institute of Chemical Defense，Beijing 102205)

Abstrat  The tracer interface technology of GC/FTIR has many advantages over the light-pipe interface. For example, the sensitivity and s/n ratio of tracer technique are much better. A Tracer GC/FTIR method is developed to analyze T-2 toxin and its four metabolites (HT-2 toxin, T-2 triol, T-2 tetraol and NEO) in the whole blood samples.

Key words  Tracer GC/FTIR; detection; T-2 toxin and its metabolites, blood samples

1 前言

普通气-红联用仪的接口是光管接口,样品从色谱柱中流出后,进入被加热的光管进行实时检测。这种接口技术存在许多弊端：首先，测定的是化合物处于气态时的红外谱图，红外鉴定化合物主要依赖于与标准图谱进行对照，但现存的大部分红外标准谱库是固态时的谱图,这便束缚了色-红联用技术潜力的发挥。其次是灵敏度较差，细内径光管往往有光晕损失，使光管的透射率下降而降低灵敏度。样品在光管中以气体的形态存在，样品点的直径较大，为1mm，这也限制了灵敏度的提高。最后，光管的一般最高使用温度为200℃,而光管温度一定要高于色谱柱温度，否则样品可能在光管中凝结，造成严重污染这就限制了对分子较大、沸点较高的化合物的分析；实际工作中分析这些化合物，光管温度必须保持在200-300℃的高温，这种条件下红外光谱检测的噪音很大。同时为保持色谱的分辨能力，不得不牺牲被测组分在光管内的浓度和滞留时间，补充载气尾吹以防止相邻色谱峰在光管中重新混合，这又导致了光谱检测信号的降低和噪音的增大。

相比之下，Tracer接口技术有明显的优点。首先检测的是凝聚态时的红外谱图，可充分利用标准谱图检索。其次就是具有高灵敏度和信噪比，样品由色谱柱流出后，经传输线沉淀于由液氮冷却的样品片(ZnSe片)上，形成一微小的固体点，其直经约0.1mm，灵敏度可比光管接口技术提高两个数量级以上。另外，样品分析结束后，只要有液氮冷却，样品点一直存在于样品片上，可对准某些信号太弱的化合物的样品点重新扫描，通过增加扫描次数来提高其信噪比。同时，Tracer接口技术的传输线温度可高达300℃，分析一些分子较大的化合物时优势很大 [1]。

T-2毒素是单端孢霉烯类毒素的一种,这类毒素 (见表1)进行三甲基硅烷衍生后分子量均在500以上，需要较高的柱温。尤其是检测复杂基质中的这类毒素时，选用Tracer接口技术的GC/FTIR方法将更为有效，因此本文使用伯乐公司的Tracer GC/FTIR系统，建立了T-2毒素及其代谢产物分析方法，并将这种方法应用于染毒大白鼠全血样品的检测，结果表现出了较好的适用性。

2 实验

2.1  仪器与试剂

Tracer GC/FTIR系统： HP 6890 气相色谱仪，Bio-Rad FTS-6000红外光谱仪。接口：直接沉淀型（Tracer）。检测器类型：MCT-A，检测范围：4000-660cm-1。扫描速率：4/sec；分辨率：8cm-1。

色谱柱：BPX35(35%苯基二甲基硅酮) 石英毛细管柱，长30m，内径0.22mm，  

膜厚0.25μm。色谱升温程序：200℃(3min) 10℃/min 280℃(30min)。载气：He，流速：1ml/min，进样口温度：285℃，传输线温度：285℃，进样方式：不分流，样品记录延迟时间：10min。进样量1.2μL。

T-2毒素及其四种代谢产物的纯度均大于95%。BSTFA、TMCS均为色谱衍生试剂，纯度大于98%。

2.2  实验方法

毒素硅烷化衍生及红外谱图的测定：在80μL毒素的乙腈溶液中加入100μL衍生化试剂BSTFA-TMCS(9:1 v/v),于75℃恒温反应1hr，取出振荡，冷却至室温。进行GC/FTIR分析，测定毒素硅烷化衍生物凝聚态下的红外谱图。

优化样品沉淀片的移动速率：在不同的样品沉淀片的移动速率条件下，考察重建色谱图直至峰形满意为止。

染毒动物样品的分析：大白鼠尾静脉给药，中毒10分钟后心脏取血。将3mL全血样品用乙腈提取（4mL×2），提取液蒸干衍生后，用所建立的Tracer GC/FTIR方法进行分析。

3  结果与讨论

3.1 五种化合物的硅烷化衍生物凝聚态红外谱图特征

本文所测定的五种化合物的硅烷化衍生物的凝聚态红外光谱特征峰的归属见表2。

3.2 样品沉淀片移动速率的优化

HT-2-TMS与T-2-TMS 两种化合物的保留时间很长，重建色谱图上的峰形变宽。这是由于化合物的气体流在色谱柱中扩散而在样品片上形成一长条的沉淀痕迹所致。样品痕迹的拉长，会大大降低灵敏度和分离度。可通过减慢样品片的移动速率，使化合物的沉淀痕迹变窄。从重建色谱图上需要改善的峰开始，逐渐减慢样品片的移动速率，直至加宽的峰形得以改善。经优化，样品片的移动程序为:

图1 Tracer GC/FTIR方法测定T-2毒素及其代谢产物硅烷化衍生物的重建色谱图（五种毒素: 1,TETR；2,NEO；3,TRIL；4,HT-2；5,T-2）

3.3测定一定进样量条件下的信噪比

定量衍生T-2毒素及其代谢产物进行分析，TETR-TMS选用C-Si伸缩振动的特征峰做信号，其余四种毒素选用δC=0 峰做信号，选用2200-2000cm-1中的最高噪音，测出信噪比，结果见表3。

图2 Tracer GC/FTIR方法分析染毒动物全血样品的谱图 （A:重建色谱图；b1、b2分别为扫描4次、64次的TETR-TMS的红外谱图。）

在目标毒素的保留时间附近细心找出与标准毒素红外图相似的峰，然后用单点扫描增加扫描次数的方法来提高红外图的信噪比，以确定是否为目标毒素。如：Rt=12.4min的4次扫描的红外图(图3 b2)，在1800－1600cm-1之间有严重干扰，而在重新扫描64次后此处的杂质峰大大降低，说明此波段的峰是由背景中的杂质干扰所至，同时2900cm-1处的峰也得到较大改善(见图3 b1)。与标准谱图比较，确认是TETR-TMS。同时还检测出T-2-TMS（C）。对空白样品同样处理的结果没有发现这两种毒素。

4  结论

气-红联用的Tracer接口技术与光管接口技术相比的最大优点是其高灵敏度和信噪比。本文利用Bio-Rad公司的Tracer GC/FTIR系统测定了T-2毒素及其代谢产物的硅烷化衍生物于凝聚态的红外谱图，并归属了红外谱图的吸收峰。在优化样品沉淀片移动速率的基础上建立了T-2毒素及其代谢产物的分析方法。此方法应用于染毒动物全血样品的检测，显示出了强大的优势。由于Tracer接口技术可以对样品沉淀片上的目标化合物重复多次扫描而使红外谱图的信噪比大大提高，所以这种技术在检测复杂基质样品中痕量目标化合物的应用中有着广阔的前景。

参考文献

[1]  吴瑾光主编. 近代傅里叶变换红外光谱技术及应用. 北京：科学技术文献出版社, 1994. 201