一种含磺酸基团染料的液相串联质谱的检测方法及应用与流程

本发明属于液质联用仪器分析领域，具体涉及一种含磺酸基团染料如活性染料及酸性染料的高效液相串联高分辨质谱的检测方法。

背景技术：

1、含磺酸基团的染料由于极性很强，在制备提纯过程中无法得到高纯度的样品，市购的磺酸染料纯度也无法达到质谱直接进样的标准，因此，通常需要采用液质联用的方法测量含磺酸基团染料的分子量。

2、含磺酸基团染料如酸性染料和活性染料由于结构上含有1-6个磺酸基团(有的甚至含8个磺酸基团)，导致其极性特别强。高效液相分离这类化合物时，会出现非常严重的拖尾现象，因此，无法判断比较宽的峰中是否夹杂着其他一些杂质，并且磺酸盐染料通常无法得到高纯度的产品(即便是商品染料，其纯度也不高)，进而无法确定这个谱峰是否为单一物质的峰。而且含有多磺酸基团染料的化合物由于带电点较多，分散电荷的能力很强，因此在质谱图中无法得到分子离子峰，往往以2、3、4或更多的多电荷形式存在，再加上质谱图中还存在高于分子质量的若干倍数峰，给未知染料分子量的分析带来非常大的难度。由于磺酸染料在液相中表现出来的拖尾现象，以及磺酸染料难提纯的问题，大多数分析者会认为这些峰来源于杂质，往往得到不同的分析结果。

3、由于上面所述的磺酸染料极性大、难提纯且多磺酸基团染料在质谱图上无法得到其分子离子峰，导致磺酸染料的磺酸形式化合物分子量无法准确测定，从而影响磺酸基团染料分子量的推算，因此，现有技术并没有公开5个及以上磺酸基团染料的分子量的液质联用测量方法。

4、质谱技术是一种鉴定技术，在有机分子的鉴定方面发挥非常重要的作用，它能快速而极为准确地测定化合物的分子量，得到未知染料分子量对于研发人员来说极为重要，因此，如何通过液质联用检测多磺酸基团染料并通过其质谱图分析出染料的磺酸形式化合物分子量以及归属质谱图上的每个多电荷的峰簇是质谱分析专家亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了实现上述目的，本发明提供了一种含磺酸基团染料的高效液相串联高分辨质谱的检测方法，具体方案为：

2、采用高效液相串联高分辨质谱对含磺酸基团染料进行检测；

3、高效液相色谱流动相包括流动相a和流动相b，流动相a为20-30mmol/l醋酸铵的纯水溶液，流动相b为含20-30mmol/l醋酸铵的体积分数为85％的乙腈水溶液；

4、所述高效液相色谱条件为：色谱柱的柱温为30-50℃，流动相流速为0.1-0.3ml/min，进样量为0.5-1.5μl，采用流动相梯度洗脱的方式；

5、所述高分辨质谱条件为：离子源为电喷雾离子源，扫描模式为负模式，喷雾电压为100-170v，锥孔电压为50-80v，雾化温度为300-350℃，雾化气流为9-12l/min。

6、进一步的，高效液相色谱的色谱柱为c18色谱柱，色谱柱规格为：长度150mm，内径3.0mm，颗粒直径2.7μm，色谱柱柱温为40℃，流动相流速为0.2ml/min，进样量为1μl；

7、所述流动相梯度洗脱条件为0-3min流动相b的体积分数为20％-30％,3-10min流动相b的体积分数变为70％-80％,10-18min流动相b的体积分数变为90％-100％,18-30min流动相b的体积分数保持在90％-100％。

8、进一步的，所述流动相a为25mmol/l醋酸铵的纯水溶液，所述流动相b为含25mmol/l醋酸铵的体积分数为85％的乙腈水溶液。

9、高分辨率质谱离子源为电喷雾离子源，扫描模式为负模式，喷雾电压为135v，锥孔电压65v，雾化温度为325℃，雾化气流为11l/min，图谱数据采集质荷比为20-2000m/z，采集的扫描速率为1s。

10、本发明检测方法可用于测定含磺酸基团染料的磺酸形式化合物的分子量。

11、本发明检测方法用于测定含5个及以上磺酸基团染料的磺酸形式化合物的分子量。

12、通过本申请检测方法得到的质谱图计算磺酸基团染料磺酸形式化合物分子量的具体步骤如下：

13、(1)根据质谱图上强度最大的离子峰与强度最大的离子峰相邻且距离最近的峰的m/z差值确定强度最大的离子峰的实际电荷数n，n为正整数；

14、(2)根据(m-n)/n＝m计算出含磺酸基团染料磺酸形式的分子量m，m为强度最大的离子峰的m/z值。

15、进一步的，

16、(1)确定质谱图上强度最大的离子峰的带电荷数n

17、n＝(m(碱金属)-m(h))/质谱图上强度最大的离子峰与强度最大的离子峰相邻且距离最近的峰的m/z差值；所述碱金属为磺酸染料中的碱金属离子，m(碱金属)代表碱金属的原子质量，m(h)代表氢的原子质量，n为正整数，不区分电荷的正负，如果计算后的n不为正整数时，n取计算结果四舍五入后的正整数部分；

18、其中n＝1时，强度最大的离子峰是单电荷峰，依次类推；

19、(2)计算磺酸基团染料磺酸形式的分子量m

20、强度最大的离子峰是磺酸染料的磺酸形式化合物失去n个氢的峰簇，根据(m-n)/n＝m计算出含磺酸基团染料磺酸形式化合物的分子量m，m为强度最大的离子峰的m/z值。

21、本发明的有益效果

22、1、本发明通过调整流动相中易挥发性有机盐醋酸铵的浓度，将醋酸铵的浓度提高到25mmol/l来得到磺酸基团化合物对称的尖峰，使磺酸染料得到有效分离，并且提高醋酸铵浓度后可以在质谱图上得到磺酸染料的磺酸形式化合物失去其带实际电荷数n个氢的峰簇和与其相邻相差(m(na)-m(h))/n的峰簇，这些峰簇经过归属后均为同一化合物的多电荷形式的峰簇，因此，本申请的液质联用条件实现了磺酸染料的有效分离，并得到单一磺酸染料的质谱图。

23、2、随着磺酸基团个数的增多，总离子流图中分子离子峰越来越弱，多以2、3、4或更多的多电荷形式存在，当面对质谱图上数值各异、毫无规律的峰簇时，现有技术无法分析出化合物的分子量。本发明通过多电荷及离子簇形式来计算化合物的分子量，通过质谱图上强度最大的峰和其相邻且距离最近的多电荷峰来计算磺酸染料的磺酸形式化合物的分子量，解决了高分辨质谱测多磺酸基团染料无法得到分子离子峰时如何计算分子量的问题。通过本发明的方法可以准确的测量出含5个及以上磺酸基团染料的磺酸形式化合物的分子量，用于后续进一步确定含磺酸基团染料的分子量。

技术特征：

1.一种含磺酸基团染料的高效液相串联高分辨质谱的检测方法，其特征在于，采用高效液相串联高分辨质谱对含磺酸基团染料进行检测；

2.根据权利要求1所述的含磺酸基团染料的高效液相串联高分辨质谱的检测方法，其特征在于，高效液相色谱的色谱柱为c18色谱柱，色谱柱规格为：长度150mm，内径3.0mm，颗粒直径2.7μm，色谱柱柱温为40℃，流动相流速为0.2ml/min，进样量为1μl；

3.根据权利要求2所述的含磺酸基团染料的高效液相串联高分辨质谱的检测方法，其特征在于，所述流动相a为25mmol/l醋酸铵的纯水溶液，所述流动相b为含25mmol/l醋酸铵的体积分数为85％的乙腈水溶液。

4.根据权利要求3所述的含磺酸基团染料的高效液相串联高分辨质谱的检测方法，其特征在于：所述喷雾电压为135v，锥孔电压为65v，雾化温度为325℃，雾化气流为11l/min，图谱数据采集质荷比为20-2000m/z，采集的扫描速率为1s。

5.一种权利要求1-4所述检测方法的应用，其特征在于，权利要求1-4的检测方法用于测定含磺酸基团染料的磺酸形式化合物的分子量。

6.根据权利要求5所述检测方法的应用，其特征在于，权利要求1-4的检测方法用于测定含5个及以上磺酸基团染料的磺酸形式化合物的分子量。

7.根据权利要求6所述检测方法的应用，其特征在于，计算磺酸基团染料磺酸形式化合物分子量的具体步骤如下：

8.根据权利要求7所述的检测方法的应用，其特征在于，

技术总结
本发明属于液质联用仪器分析领域，具体涉及一种含磺酸基团染料的液相串联质谱的检测方法及应用。高效液相色谱流动相A为20‑30mmol醋酸铵的纯水溶液，流动相B为含20‑30mmol醋酸铵的体积分数为85％的乙腈水溶液；流动相流速为0.1‑0.3mL/min，色谱柱的柱温为30‑50℃，进样量为0.5‑1.5μL，采用流动相梯度洗脱的方式；所述高分辨质谱条件为：离子源为电喷雾离子源，扫描模式为负模式，喷雾电压为100‑170V，锥孔电压50‑80V，雾化温度为300‑350℃。本发明通过调整流动相中易挥发性有机盐醋酸铵的浓度，将醋酸铵的浓度提高到25mmol/L来得到磺酸基团化合物对称的尖峰，在质谱图上得到了磺酸染料磺酸形式化合物失去实际电荷数n个氢的峰簇，从而可以计算得到含5个以上磺酸基团染料磺酸形式化合物的分子量。

技术研发人员：宋丽凤,王云华,魏微,刘红翼,叶艳明
受保护的技术使用者：沈阳化工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1