全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid，PFOA)是一种新型持久性有机污染物(POPs)，是最常见的全氟化合物(Polyfluoalkyl substances，PFASs)，在水体和土壤中被广泛检出。因其具有极强的环境持久性、距离迁移性和生物蓄积性，严重威胁人类健康生活。目前，PFOA已被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》， 2020年也将其列入《优先控制化学品名录》。

解析电喷雾电离(DESI)质谱成像(MSI)是一种原位电离技术，可以直观、快速、简便地呈现出化合物在样本中的空间分布信息。DESI-MSI是一种常压分析技术，无需喷涂基质辅助电离，具有无损分析的优势，已广泛应用于化工、食品、环境、法医毒理等研究。新一代DESI XS更新了高性能喷头和加热型传输管(Heated Transfer Line，HTL)，可以减少研究人员的优化操作，提高工作效率，增加仪器灵敏度和空间分辨率。

本研究旨在基于DESI-MSI平台，通过优化质谱参数、喷雾溶剂和HTL温度，提高PFOA的检测灵敏度，并通过考察质量精密度、稳定性和线性等方法学考察，验证PFOA成像的可行性，从而为实际样品的检测提供新的分析思路。

实验方法

DESI实验条件

喷雾溶剂: 2 µL/min甲醇/水（V/V，98/2）

雾化气：氮气 0.7 bar氮气

像素: 100 ×100 µm

扫描速度：10 Hz

质谱条件

质谱仪：SERIES™ Cyclic™ IMS

离子化模式：DESI负离子模式

源温：150 ℃

毛细管电压：0.6 kV

Heated transfer line: 200 ℃

实验结果

DESI-MS质谱图

图1.DESI-MS负离子质谱图。

PFOA在DESI-Cyclic环形离子淌度上的质量精度高达0.5 ppm(见图1)。PFOA在负离子模式下容易脱去羧基，形成m/z 368.9762([M-CO2-H]-)碎片离子峰。

HTL温度对信号的影响

由于新一代DESI XS更新了高性能喷头和加热型传输管(Heated Transfer Line，HTL)，可通过优化HTL温度提高PFOA的质谱响应。实验中考察了HTL温度50 ℃到300 ℃，由折线图可判断200 ℃时PFOA的质谱响应最高。

图2.HTL温度对信号影响。

仪器稳定性的考察

在玻璃载玻片上分别滴加2 μL不同浓度PFOA溶液，浓度从5、10、20、50、80、100、200、500、1000 ng/mL溶液。平行滴加三行，等待溶液干之后再用DESI-Cyclic MS模式数据采集分析。以5 ppb PFOA信号强度总和去计算RSD，RSD小于5%。

图3.全氟辛酸母离子（m/z 412.9661）三次平行检测成像图。

不同扫描模式对线性的影响

在玻璃载玻片上滴加2 μL PFOA标准品溶液，分别考察了MS Scan和MSMS质谱采集模式，以及pDRE LENS的透射传输率对线性关系的影响。由图4可知，MSMS采集模式下，pDRE LENS的透射传输率为50%时，线性相关系数为0.9994, 优于pDRE LENS的透射传输率，为100%(即pDRE OFF)。此外，MSMS数据采集模式优于MS Scan数据采集模式。线性范围为5~1,000 ng/mL，涵盖三个数量级的线性范围，可满足日常样本的检测需求。

图4.不同扫描模式对线性的影响。

小结

通过DESI XS与SELECT SERIES Cyclic IMS联用技术，对PFOA的成像可行性进行研究。PFOA质量精度达到0.5 ppm水平，且具有较好的灵敏度、稳定性和线性，线性范围为三个数量级，可满足日常样品的检测需求。新一代的DESI具有高性能喷雾头和高温传输管，高温传输管可以大大提高灵敏度。