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人工合成甜味剂（Artificial Sweeteners）因其具有甜度高,热量低,用量少等优点,成为糖尿病人和减肥人士合理膳食的首选甜味替代品。但是就目前的研究来看,人工甜味剂还是具有一定的危险性,例如:长期过量摄入糖精钠会导致大鼠膀胱癌;而甜蜜素的代谢产物为环己胺,具有一定的毒性;阿斯巴甜在人体内代谢生成的苯丙氨酸,会导致苯丙酮尿症（PKU）患者脑损伤。又因人工甜味剂的使用时间短,其特性还需要继续进行研究探索,在不能避免使用人工甜味剂的情况下,对人工甜味剂进行检测和监控具有重要意义。纸喷雾离子化质谱（paper spray mass spectrometry,PS-MS）和直接灌注电喷雾离子化质谱（direct infusion electrospray ionization mass spectrometry,DI-ESI-MS）都属于常压软电离质谱,具有类似的离子化机理,即:离子蒸发和荷电残余物机理,物质在大气压环境条件下发生电离—进而完成质谱分析,而PS-MS因其离子化过程完成于敞开式常压环境,尽管其具有分析速度快,溶剂用量少,操作简单,成本低等优点,但其重现性问题却直接影响到分析方法的准确性。而DI-ESI-MS则将样品溶液通过定量环由色谱泵直接注入电喷雾离子源,成分电离后进入质谱分析;因其离子化过程是在相对封闭的环境中进行,具有离子化重复性和稳定性相对较好的特点。基于此,本论文以食品添加剂中的人工合成甜味剂为对象,研究比较了其在DI-ESI-MS和PS-MS的质谱响应行为;应用H/D交换法合成了氘代糖精钠（SAC-d3）,比较了SAC-d3及华法林钠作为内标时PS-MS的分析精度,并对糖精钠（SAC）,甜蜜素（CYC）,安赛蜜（ACS-K）三种人工合成甜味剂进行了定量考察;进而采用SAC-d3作为内标,应用PS-MS法和DI-ESI-MS法对饮料中SAC,ACS-K,CYC进行检测,并与经典的液相色谱串联质谱法（liquid chromatography/tandem mass spectrometry,LC-MS）检测进行了比较;研究结果对于食品中人工合成甜味剂的高通量质谱检测（少于1分钟的检测时间）具有实际意义。主要工作如下:1、人工合成甜味剂在食品及饮料中常复合使用来消除单一甜味剂的不良口感,因此各种甜味剂的离子化相互抑制研究对食品中甜味剂的快速质谱检测具有其方法学意义:本部分比较研究了甲醇、乙腈、甲醇-水、乙腈-水、甲醇-乙腈等不同溶剂条件下,两种不同的离子化方式时五种人工合成甜味剂（ACS-K,SAC,CYC,三氯蔗糖,Sucralose,SCL,阿斯巴甜,Aspartame,ASP）的离子化效率,实验结果显示:在DI-ESI-MS法中,灌注溶剂为乙腈-水时,ASP的质谱响应较高;灌注溶剂为甲醇-水和乙腈-水时,SCL的质谱响应较高;灌注溶剂为甲醇时,ACS-K,SAC,CYC的质谱响应较高。在PS-MS法中,喷雾溶剂为甲醇时,SCL,ASP,ACS-K,SAC,CYC的质谱响应均高,可同时拥有高的检测灵敏度。针对pH对离子化效率的影响,考察了pH=5、6.8、8的甲醇溶液作为溶剂时,五种人工合成甜味剂在DI-ESI-MS和PS-MS中的质谱响应情况。结果表明:在DI-ESI-MS中,当pH=6.8和pH=5的溶液作为喷雾溶剂时,ASP的质谱响应明显较强;当pH=8的甲醇溶液作为喷雾溶剂时,SCL的质谱响应最强;当pH=6.8的甲醇溶液作为喷雾溶剂时,SAC,ACS-K,CYC的质谱响应均较强。在PS-MS中,当pH=8的甲醇溶液为灌注溶剂时,ASP和SCL的质谱响应较高;当pH=6.8的甲醇溶液作为灌注溶剂时,SAC,ACS-K,CYC的质谱响应最高。对比了空白纸（亲水表面）和疏水纸上的离子化效率,实验结果显示:在PS-MS中,五种人工合成甜味剂在疏水纸上的质谱响应明显增加（负离子化方式）。2、以SAC为底物对其进行了H/D交换合成研究,通过催化剂、温度、反应时间等条件优化,核磁和质谱表征证明成功合成了SAC-d3,在PS-MS检测中使用SAC-d3和华法林钠作为内标,对SAC,CYC,ACS-K三种人工合成甜味剂进行了定量考察,结果显示:结果显示:采用SAC-d3和华法林钠为内标的PS-MS法的相关校正曲线相关系数分别为:SAC:0.9996,0.9992;ACS-K:0.9997,0.9991;CYC:0.9996,0.9993。表明以SAC-d3为内标时,线性相关系数更好,证明在PS-MS进行定量分析时同位素内标比其它内标更为准确。3、针对实际的含乳饮料和碳酸饮料,以甲醇（水）为稀释剂,乙腈为蛋白质沉淀剂,及SAC-d3为定量内标,建立了PS-MS快速分析方法,并与DI-ESI-MS法和LC-MS法进行了比较。结果证实:PS-MS、DI-ESI-MS的检测限和定量限一致,分别为0.1μg/mL,1μg/mL。DI-ESI-MS、PS-MS、LC-MS的回收率范围分别为94%-105%,91%-105%,95%-106%,方法间无明显差异。以LC-MS检测结果为参考,比较了PS-MS和DI-ESI-MS法对饮料中SAC,ACS-K,CYC检测的差异。结果表明PS-MS和DI-ESI-MS检测结果与LC-MS的检测结果基本一致。证明PS-MS和DI-ESI-MS可作为饮料中人工合成调味剂的快速筛查方法;二者比较,PS-MS具有溶剂消耗少、设备简单等更多优点。