2025年大學《化學測量學與技術(shù)》專業(yè)題庫——超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在生物標本分析中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.在UHPLC系統(tǒng)中，與常規(guī)HPLC相比，其主要優(yōu)勢之一是？A.更長的色譜柱B.更高的柱效C.更高的流動相壓力D.更低的檢測靈敏度2.適用于分析極性化合物，且能產(chǎn)生多電荷離子，適合生物樣品分析的質(zhì)譜接口是？A.電噴霧離子源（ESI）B.電離噴射離子源（APCI）C.離子化氣相色譜（GC）D.濺射電離（SIM）3.在生物樣品前處理中，液-液萃?。↙LE）的主要缺點是？A.操作簡單快速B.易引入雜質(zhì)C.適用于所有類型化合物D.萃取效率高4.以下哪種檢測器適用于UHPLC-MS系統(tǒng)，并能在不破壞樣品的情況下進行檢測？A.紫外-可見檢測器（UV-Vis）B.示差折光檢測器（RID）C.質(zhì)譜檢測器（MS）D.熒光檢測器（FLD）5.在LC-MS/MS分析中，選擇反應(yīng)監(jiān)測（SRM）模式的主要目的是？A.提高靈敏度B.擴展定量范圍C.提高選擇性D.減少分析時間6.用于分析熱不穩(wěn)定或揮發(fā)性低的生物分子，常采用的技術(shù)是？A.UHPLC-ESI-MSB.GC-MSC.SFC-MSD.UHPLC-APCI-MS7.在生物樣品分析中，蛋白質(zhì)酶解常用的酶是？A.胰蛋白酶B.堿性磷酸酶C.胃蛋白酶D.過氧化物酶8.以下哪個參數(shù)不是評價色譜柱分離性能的重要指標？A.保留時間B.分辨率C.柱效D.容量因子9.在UHPLC-MS方法開發(fā)中，選擇流動相時需要考慮的主要因素是？A.色譜柱的類型B.分析物的極性C.系統(tǒng)的壓力D.以上都是10.用于定量分析生物樣本中某種化合物的標準曲線，通常使用哪種方法建立？A.內(nèi)標法B.外標法C.基質(zhì)匹配法D.加校正因子法二、填空題（每空1分，共20分）1.UHPLC系統(tǒng)通常采用______粒徑的色譜柱，以實現(xiàn)更高的分離效率和更快的分析速度。2.質(zhì)譜儀根據(jù)質(zhì)量分析器類型的不同，主要分為______、______和______三大類。3.生物樣品前處理的主要目的是______和______。4.在LC-MS/MS分析中，選擇反應(yīng)（SRM）是指監(jiān)測______離子對。5.提高UHPLC-MS分析靈敏度的方法主要有______、______和______。6.生物樣品的提取方法包括______、______和______等。7.色譜分離的基本原理是______。8.質(zhì)譜的定性分析方法主要依據(jù)______和______。9.在生物標志物研究中，UHPLC-MS可以用于______和______的鑒定。10.流動相的pH值會影響分析物的______、______和______。三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述UHPLC-MS系統(tǒng)中，電噴霧離子源（ESI）的工作原理及其在生物樣品分析中的優(yōu)勢。2.簡述生物樣品前處理中，固相萃?。⊿PE）的原理及其主要步驟。3.簡述LC-MS/MS聯(lián)用技術(shù)中，多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式的應(yīng)用及其優(yōu)勢。4.簡述在UHPLC-MS分析中，選擇合適流動相的考慮因素。5.簡述蛋白質(zhì)質(zhì)譜分析中，酶解的目的是什么，并列舉兩種常用的酶。6.簡述在生物樣品分析中，如何減少基質(zhì)效應(yīng)的影響。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述UHPLC-MS技術(shù)在藥物代謝研究中的應(yīng)用，并舉例說明其優(yōu)勢。2.論述UHPLC-MS技術(shù)在生物標志物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用，并分析其面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.C5.C6.B7.A8.A9.D10.B解析思路：1.UHPLC的核心優(yōu)勢在于其高壓系統(tǒng)和高柱效，允許使用更小粒徑的色譜柱，從而實現(xiàn)更快的分析速度和更高的分離效率。A錯誤，UHPLC柱長通常比HPLC短。C錯誤，UHPLC由于使用更小粒徑的填料，需要更高的壓力。D錯誤，UHPLC通常具有更高的靈敏度。2.ESI適用于極性化合物，能產(chǎn)生多電荷離子，離子豐度高，靈敏度高，非常適合生物樣品中極性化合物的分析。APCI適用于中等極性化合物。GC適用于揮發(fā)性化合物。SIM是質(zhì)譜掃描方式，不是接口。3.LLE操作相對繁瑣，需要選擇合適的萃取溶劑，且萃取效率受多種因素影響，容易引入雜質(zhì)，特別是當目標物與雜質(zhì)極性相近時。4.MS是質(zhì)譜儀的核心，可以直接連接色譜系統(tǒng)進行在線檢測，無需額外的光學檢測器，且不破壞樣品。UV-Vis、RID、FLD都是光學檢測器，需要樣品具有相應(yīng)的吸收或發(fā)射特性。5.SRM通過選擇特定的precursor和production對進行監(jiān)測，能有效排除干擾，提高分析的選擇性和靈敏度，是生物樣品復(fù)雜基質(zhì)中痕量分析常用的模式。A、B、D都是SRM的優(yōu)勢，但C選擇性是最核心的優(yōu)勢。6.GC-MS是分析熱穩(wěn)定、揮發(fā)性化合物最常用的技術(shù)。UHPLC-ESI-MS適合極性化合物，SFC-MS適合中等極性化合物。蛋白質(zhì)熱不穩(wěn)定且揮發(fā)性低，GC不適用，ESI和SFC-MS雖可分析，但GC-MS是更經(jīng)典和常用的方法。7.胰蛋白酶是最常用的蛋白質(zhì)酶解酶，能特異性地識別特定的肽鍵序列進行切割。堿性磷酸酶和過氧化物酶不是用于蛋白質(zhì)酶解的酶。8.保留時間、分辨率和柱效都是評價色譜柱分離性能的重要指標，反映了柱子分離混合物的能力。容量因子（k')是評價單個組分分離程度的指標，不是評價色譜柱整體分離性能的指標。9.選擇流動相需要綜合考慮色譜柱類型（如反相、正相、離子交換等）、分析物的性質(zhì)（極性、酸性、堿性等）、系統(tǒng)壓力、分析時間、峰形等多個因素。A、B、C都是重要因素。10.外標法定量是標準做法，通過配制一系列已知濃度的標準品溶液，測定其響應(yīng)信號，繪制標準曲線（響應(yīng)信號對濃度），然后根據(jù)待測樣品的響應(yīng)信號，在標準曲線上查出其濃度。此方法簡單、直觀。二、填空題1.1-52.質(zhì)譜計、磁質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀3.去除基質(zhì)、富集目標物4.產(chǎn)物離子5.升高柱溫、選擇合適的離子源、優(yōu)化進樣方式6.液-液萃取、固相萃取、蛋白沉淀7.分配系數(shù)的差異8.質(zhì)荷比、同位素豐度9.代謝產(chǎn)物、生物標志物10.離子化效率、保留行為、峰形三、簡答題1.ESI通過高壓將含有分析物的溶液噴成細霧，溶液中的分析物分子在霧滴表面溶劑蒸發(fā)過程中發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移形成帶電離子，隨后進入質(zhì)譜儀的離子光學系統(tǒng)進行分離和檢測。ESI適用于極性化合物，能產(chǎn)生多電荷離子提高靈敏度，且對熱不穩(wěn)定化合物相對友好，是生物樣品分析中最常用的離子接口。2.SPE利用固相吸附劑選擇性吸附樣品中的目標組分，同時將干擾組分洗脫掉。主要步驟包括：活化（用適當溶劑潤洗吸附劑）、上樣（將提取液通過吸附劑）、洗滌（用溶劑洗去非目標組分）、洗脫（用溶劑將目標組分洗脫下來）、收集（收集洗脫液）。SPE操作快速、溶劑消耗少、重現(xiàn)性好。3.MRM是選擇反應(yīng)監(jiān)測的一種，在LC-MS/MS中，首先選擇一個豐度高的precursorion進行碰撞誘導dissociation(CID)產(chǎn)生production，然后選擇一個或多個特定的production進行監(jiān)測。MRM對目標物選擇性強，能有效排除基質(zhì)和雜質(zhì)干擾，靈敏度高，是生物樣品中痕量分析最常用的方法。4.選擇流動相需考慮：與色譜柱類型匹配（如反相柱用有機溶劑-水體系，正相柱用水-有機溶劑體系）；分析物性質(zhì)（極性強的分析物需要更強的極性流動相；酸堿性分析物需考慮流動相pH值的影響）；目標保留時間（通過調(diào)整流動相組成改變分析物保留時間）；系統(tǒng)壓力（避免壓力過高損壞儀器）；峰形（避免過寬或拖尾的峰）；溶劑配比和梯度（影響分離效果和分析時間）。5.蛋白質(zhì)酶解的目的是將復(fù)雜的蛋白質(zhì)分子切割成較小的肽段，便于后續(xù)的LC-MS/MS分析。酶解可以增加分析物的種類（產(chǎn)生多種肽段），提高覆蓋度，并使肽段更易于通過色譜分離。常用酶有胰蛋白酶（特異性水解Arg-Cys鍵）和胰凝乳蛋白酶（Trypsin，特異性水解Lys-Arg鍵）。6.減少基質(zhì)效應(yīng)的方法包括：選擇合適的內(nèi)標（內(nèi)標與目標物性質(zhì)相似，受基質(zhì)影響?。?；基質(zhì)匹配（待測樣品和標準品用相同的基質(zhì)稀釋）；增加提取步驟（如SPE）去除干擾物質(zhì)；優(yōu)化離子源參數(shù)（如調(diào)整噴霧電壓、氣流等）；選擇合適的色譜柱和流動相；采用頂空進樣或吹掃技術(shù)去除揮發(fā)性干擾物。四、論述題1.UHPLC-MS在藥物代謝研究中應(yīng)用廣泛。其高速、高靈敏度和高選擇性的特點，使得能夠快速分析生物樣本（如血漿、尿液、肝微粒體）中藥物及其代謝產(chǎn)物。通過LC分離，可以有效分離結(jié)構(gòu)相似的藥物和代謝物；通過ESI或APCI離子源，可以實現(xiàn)多種類型代謝物的檢測；通過MS/MS的多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式，可以高靈敏度、高選擇性地檢測痕量的代謝產(chǎn)物。此外，UHPLC-MS還可以用于代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定、代謝途徑研究以及藥物動力學分析等。例如，利用UHPLC-MS/MS可以同時檢測血漿中的原型藥物和多種代謝產(chǎn)物，繪制藥物濃度-時間曲線，研究藥物的吸收、分布、代謝和排泄過程。2.UHPLC-MS在生物標志物發(fā)現(xiàn)中具有重要應(yīng)用。其高通量、高靈敏度和高選擇性的特點，使得能夠從復(fù)雜的生物樣本（如血漿、尿液、組織）中鑒定和定量多種生物分子（如蛋白質(zhì)、肽段、代謝物）。通過LC分離，可以分離混合物中的不同組分；通過MS檢測，可以鑒定未知或已知生物分子；通過MS/MS，可以進行結(jié)構(gòu)確認和定量分析。例如，在蛋白質(zhì)組學研究中，利用UHPLC-MS/MS可以鑒定和定量數(shù)千種蛋白質(zhì)，從而發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)標志物。在代謝組學