电化学发光及其毛细管电泳联用分析方法研究获新进展
电化学发光及其毛细管电泳联用分析方法研究获新进展 [转贴 2010-03-29 11:55:27]   

近日,中科院长春应用化学研究所在电化学发光、毛细管电泳电化学发光和电化学分析方法的研究方面取得新进展,以汪尔康、董绍俊、杨秀荣、徐国宝、由天艳为主要完成人的“电化学发光及其毛细管电泳联用的分析方法研究”就是其中的代表。

  毛细管电泳、电化学发光及电化学等分析检测方法广泛应用于蛋白质检测、免疫分析及DNA检测等生物分析检测领域。毛细管电泳分离方法和电化学发光/电化学(尤其是三联吡啶钌电化学发光)检测方法,分别因其高效率和高灵敏度而受到国内外研究小组的普遍关注,但将毛细管电泳和三联吡啶钌电化学发光有机结合的研究方法和联用仪器却因诸多难点而未能实现,限制了该交叉学科的整体发展。

  中科院长春应化所在电化学发光、毛细管电泳电化学发光和化学分析方法的研究和新型电分析仪器研制方面做了大量工作,有多年的科研积累和人才优势。他们根据生命科学和环境科学的发展趋势和国家需求,将分析化学的基础研究聚焦在毛细管电泳、电化学发光及电化学等科学前沿领域的交叉联合上,在国际上率先开展毛细管电泳?电化学发光的工作,并进行了系统深入的研究,取得系列突破性成果。

  创新地发展了毛细管电泳?电化学发光/电化学联用体系,解决了毛细管电泳?电化学发光联用接口问题,引入电化学发光/电化学通用探头和功能化电极先进设计,提高检测器性能;深化了电化学发光基础理论研究,提出多种增加毛细管电泳?电化学发光/电化学稳定性、灵敏度和分离度的新方法,扩大了毛细管电泳?电化学发光/电化学的应用范围;开拓出固态电化学发光研究,成功实现发光试剂在电极表面的多种固定化新方法,不仅可以提高检测灵敏度,还可以简化操作,节省昂贵试剂,并首次成功研发通用及专用型固态电化学发光探头,用于毛细管电泳?固态电化学发光分离检测体系;建立了新型毛细管电泳?电化学发光/电化学微流控分析芯片系统并用于生物分析,首次引入芯片中发光试剂固定化方法,构建了高效芯片毛细管电泳?固态电化学发光探头分离检测体系;在国际上xx“毛细管电泳?电化学发光分析检测仪”并推广应用,为毛细管电泳和电化学发光扩大应用提供重要基础。目前,该仪器已实现产业化并成功投放市场,已有100多台套在国内60多所高校和科研院所承担化学、生物分析等科研任务,并取得系列成果。

  该成果的取得,丰富和推动了基础分析领域的研究以及化和分析科学的方法学的新发展,为蛋白质、DNA、细胞、免疫等领域的科学研究提供了一个新的多功能分析平台,也为一些重大疾病的早期诊断和医治提供了有力支撑,是我国电分析化学领域取得的又一重要创新性成果。
文献研究中表明HPLC是测定Kathon5287最适合的方法。而TCMTB热不稳定,可通过GC测定其水解产物间接测定,但仍有一系列的干扰问题有待排除,而使用HPLC不需要对TCMTB水解即可测定TCMTB,方法更简便。而且HPLC-UV(高效液相色谱-紫外检测器)还可以实现TCMTB和TC2MS吡啶同时测定,检测限为1000ng/L[7]。HPLC-APCI-MS(高效液相色谱大气压化学电离质谱)方法还能得到更低的检测限,且质谱检测器可以同时检测更多种样品,且具有高灵敏度,可以获得不同于常规HPLC检测器的大量而丰富的结构信息[9]。大气压化学电离(APCI)是喷雾型的软电离技术(电离后产生简单的质谱图常由质子化分子[M H] 和负质子化分子[M-H]-组成),它的高电离效率已成为目前最理想的LC/MS接口。它的灵敏度高,可以测出小于1皮摩尔的蛋白质及几十皮克农药[13]。HPLC-APCI-MS是目前分析环境中低浓度物质(如杀虫剂类)xxx的方法。基于HPLC和LC/APCI/MS的优点,Kathon5287、TCMTB、TCMS吡啶和敌草隆可以通过HPLC-APCI-MS同时进行分析。常采用的方法是:先使用C18柱进行固相萃取,然后采用反相高效液相色谱-极性转换大气压质谱对样品定量定性分析。HPLC条件:采用ENV反相柱,柱温:50℃,流动相∶乙腈∶水=10∶90,注入25μL样品与流动相平衡5min,流动相线性变化至{bfb}乙腈梯度洗脱。质谱条件:正电离,电晕312kV,高压透镜0kV,离子能量2.0V;负电离,电晕1.8kV,高压透镜0kV,离子能量2.0V;源温度150℃,探针温度400℃,低质量分辨率12.5,高质量分辨率12.5,离子能量2.0V。HPLC-APCI-MS检测限可达ng/L级,kathon5287可达到1ng/L,TCMTB可达到1ng/L,TCMS吡啶可达到5ng/L[14]。利用这种方法可以灵敏的分析海域不同的码头中3种防污助剂的浓度,从而对其进行评价。

  3.新型xx涂料防污剂辣椒素的HPLC-UV检测

  辣椒素广泛应用于食品工业和医药领域,同时辣椒素可用作xx农用杀虫剂,由于其杀虫抑菌的功效目前也应用于船舶防污涂料中,是近年来出现的新型xx防污剂。这类xx防污剂虽不具有杀灭生物活性的物质,但有高度的xx性、忌避性以及阻碍附着的性能。辣椒素是含酚羟基的生物碱。大约有14种香草基物质组成,其中有3种(辣椒碱、二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱)的组成和含量之和接近99%。纯品通常情况下为白色针状微晶体,熔点65℃,xx,刺激性很强,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯及碱性水溶液,难溶于冷水。化学稳定性高,在各种有机溶剂萃取过程中损失极少。

  3.1辣椒素制备方法

  溶剂法,以干红辣椒粉为原料,用有机溶剂浸取、过滤、蒸馏、回收等制得辣椒油树脂,再经乙醚、稀乙醇碱性水溶液等进一步抽提浓缩后,经石油醚或正己烷结晶得到辣椒素晶体。也可通过吸附柱层析法、超临界二氧化碳法制备[15]。

  3.2辣椒素的HPLC-UV检测方法

  色谱条件:HypersilODSC18(5μm,250mm×4.6mm);UV检测波长:280nm;流速:1.0mL/min;柱温:35℃;流动相:CH3OH∶H2O(含1%磷酸)=55∶45。精密称取样品9182mg,用甲醇溶解定容到100mL,进样量20μL。样品经分离进入检测器,由样品的检测信号和标样对比得到得到相应组分含量。HPLC法选取98%的辣椒碱、97%的二氢辣椒碱和90%的降二氢辣椒碱作为标样。采用峰高外标法分别分析样品中3个主要组分的含量。因为3种主要组分的含量>97%,因此3种主要组分含量的加和就得到辣椒素的含量。有相关资料建议采用HPLC时{zh0}用反相柱,因为辣素中各类辣椒碱化和物的区别仅仅在于烷基侧链的区别[16]。

  4.结语

  由船舶防污涂料中释放出的防污剂对海洋环境的影响备受关注。防污剂及其降解产物在海洋中的残留量的监测为防污剂对海洋环境影响强度的评价提供了有效的依据。HPLC方法及其联用技术因其高灵敏度、准确快速、与GC相比分析对象更宽广的分析特点,在测定环境中各种防污剂及其降解产物的含量上得到越来越广泛的应用。随着各种联用技术的发展,HPLC法测定物质的范围将更宽,检测限也将进一步降低。HPLC在xx防污剂的开发中也起着重要的作用,比如xx提取产物中具有防污效果成分的分离制备,但对xx提取混合物色谱分离检测条件的探索也是一个相当困难且至关重要的环节。如HPLC-APCI-MS检测限可达ng/L级,且MS可获得被分离组分的结构信息,能够实现最快速最灵敏的分析。总之,HPLC法的广泛应用依托于更强大的检测器、联用技术的发展。此外,在对混合物色谱分离条件的探索中,丰富的实验经验和HPLC知识也是不可或缺的。

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