透射型實時直接分析(DART)和解析電噴霧離子化(DESI)質譜檢測控瘧蚊帳中的殺蟲劑

驅蟲蚊帳，是通過特殊工藝在普通蚊帳表面涂敷比如擬除蟲菊酯、溴氰菊酯和卞氯菊酯等殺蟲劑后制成的蚊帳，蚊蟲接觸后會自行逃逸。驅蟲蚊帳能防止蚊蟲隔帳叮咬，有效預防以蚊蟲等為傳播媒介的疾病如瘧疾，從而顯著降低瘧疾的發病率和死亡率。驅蟲蚊帳是世界衛生組織(WHO)、世界兒童基金會、聯合國計劃采購署、世界銀行等國際機構指定援助非洲、東南亞、拉丁美洲等地區抗瘧疾項目的主要工具之一，在防止瘧疾等傳染性疾病的有效性、簡便性及經濟性方面獲普遍認可。本文介紹了一種DART 質譜的新型采樣方式 - 透射型-DART(以下簡稱 TM-DART)定性和定量驅蟲蚊帳中的殺蟲劑。該方法采用固定的樣品支架，DART 氣流穿過紗布并直接脫附并離子化紗布上的殺蟲劑，自動化程度高，重現性好。

利用 DART 串接 TOF-MS 飛行時間質譜，以正離子模式檢測樣品。定制設計的樣品架可以快速和高重復性地定位待測驅蟲蚊帳，使其垂直自動地擺放于DART 氣流和質譜離子入口區間。使用這種裝置導入樣品不需要再優化樣品位置，并可方便系統地評估如 DART 氣流溫度和流速等因素的影響。

為進行對比，本文同時采用了另外一種環境離子化質譜技術 - 透射型解析電噴霧離子化 (TM-DESI) 對驅蟲蚊帳進行相似的實驗。結果發現，TM-DESI沒能在驅蟲蚊帳中檢測到低濃度的溴氰菊酯。驅蟲蚊帳網格的特性嚴重影響了DESI的性能，因此，TM-DESI質譜的檢測靈敏度受到影響。

樣品架的采樣模式

下圖為TM-DART定制樣品架的結構圖。蚊帳樣品夾在兩個規格為57mm×3.2mm×19mm 的MACOR載片之間，每個滑片中心有一個直徑5mm的孔。這套樣品架為鋁制支架，安放在DART離子源載氣出口和質譜離子采樣錐孔之間，吹掃分析20mm2的蚊帳碎片中。該設計重復性好、易于快速安裝或拆卸，并可以把樣品自動輸送到離子化區域中的固定位置進行高選擇性的半定量分析，實現每小時60個以上樣品的快速檢測。

左上角為樣品架的組裝圖；右上角為樣品架的分解圖；底視圖說明了樣品架組件在TM-DART 與TOF-MS飛行時間質譜之間電離區域的安裝位置

利用定制的樣品架，進行TM-DART分析涂有遞增水平的溴氰菊酯的蚊帳離子流圖。實驗采用氦氣0.5 L/ min，150^oC (上)、氦氣2.0 L /min，150^oC (中)，，和氮氣 (7.0 L /min，225^oC (下)。插圖中峰面積大小反映了驅蟲劑的濃度。

   　　另外，TM-DART在采樣檢測過程中與傳統DART-MS采樣方式不同，對驅蟲蚊帳的采樣分析模式是一種值得關注的最新應用。實驗證實，通過改變DART載氣溫度和流速，以及調節載氣出口和被分析樣品之間的距離，樣品支架上的空腔產生的離子隧道效應會直接影響質譜峰形。流體動力學模擬計算結果證實了這種離子隧道效應的存在。

　備注：譯自《Transmission-mode direct analysis in real time and desorption electrospray ionization mass spectrometry of insecticide-treated bednets for malariacontrol》，此文發表于Analyst. 2010；135, 712–719.