CN101581709B

CN101581709B - 毛细管电色谱的离柱垂直式化学发光检测装置

Info

Publication number: CN101581709B
Application number: CN2009101119479A
Authority: CN
Inventors: 林旭聪; 谢增鸿; 燕瑾
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: CN101581709A

Abstract

本发明提供一种毛细管电色谱的离柱垂直式化学发光检测装置。该检测装置包括池体、光谱检测窗口、光电倍增管等部分，其特征在于毛细管电色谱柱与化学发光检测通道处于垂直位置，毛细管色谱柱暴露在强碱性发光试剂的易受腐蚀部分极小，色谱柱分离出的待测物质离柱后与化学发光试剂能够快速反应并产生光电响应信号。本发明制作简单、使用方便、费用低廉，能够有效减小毛细管电色谱的受腐蚀程度，消除碱液浸蚀色谱柱填料现象，提高分离柱使用寿命；且检测池产生的光信号能被及时收集，信号损失小，灵敏度高，稳定性和重现性良好，可实现对具有化学发光活性的物质的快速分离及高灵敏度检测。

Description

毛细管电色谱的离柱垂直式化学发光检测装置

技术领域

本发明涉及用于毛细管电色谱的离柱垂直式化学发光检测装置的设计。

背景技术

毛细管电色谱(CEC)-化学发光(CL)联用技术兼备了CEC高选择性和CL高灵敏度的特点，是目前微量分析中高效、快速的分离分析方法。(Lin，Z.，Xie，Z.，Lü，H.，Lin，X.，Wu，X.，Chen，G.，Anal.Chem.，2006，78，5322-5328.)CEC-CL联用技术关键在于二者相连接的检测接口，接口性能直接影响着毛细管柱的分离效率以及检测的灵敏度。

现有CEC-CL接口主要有：在柱同轴流式和离柱同轴流式检测接口(Lin，Z.，Xie，Z.，Lü，H.，Lin，X.，Wu，X.，Chen，G.，Anal.Chem.，2006，78，5322-5328；Lin，Z.，Lin，J.，Wu，X.，Lin，X.，Xie，Z.，Electrophoresis，2008，29，401-409)。其中在柱同轴流式，检测器位于高压电源间，柱后反应试剂如H₂O₂在碱性介质中易分解产生气泡而造成电流不稳定，而且在电场驱动下，碱性试剂会逆向迁移进入毛细管柱，与柱内硅胶基修饰填料反应，导致柱子损坏。在离柱同轴流式中，接地电极从反应毛细管柱的末端移至毛细管柱前部，避免了柱后试剂在电场下分解产生气泡，但是试剂仍然在电场的作用下，可能迁移进入分离毛细管前端，导致柱子填料塌陷。值得引起重视的是，同轴流式接口普遍采用套管式，存在较大不足：当分析物从分离柱流出进入内径较大的反应管，与发光试剂混合时，容易引起涡流扩散，导致峰展宽而降低柱效和检测灵敏度；同时，采用同轴流式接口，毛细管电色谱柱长期浸泡在强碱性发光体系中，毛细管电色谱柱无法承受强碱性(一般耐受pH＜10)，长期浸泡会造成色谱柱易碎断裂，以及在电场作用下碱液可能迁移进入分离毛细管柱，腐蚀柱内填料而使其塌陷泄漏，导致色谱柱柱效、重现性降低和使用寿命减短，而且填料的泄漏会使之后的反应毛细管及废液管堵塞，影响化学发光检测分析。

目前，尚未提出一种结构明确的，可减少了毛细管电色谱同轴流式接口溶液混合时涡流扩散的影响，或避免毛细管电色谱分离柱长期浸泡碱液，避免发光试剂受电场作用迁移进入毛细管电色谱柱的化学发光检测装置的设计。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，设计一种新型的毛细管电色谱离柱垂直式化学发光检测装置。

本发明的毛细管电色谱离柱垂直式化学发光检测装置，包括检测池体、光谱检测窗口、光电倍增管等。所述检测装置的化学发光试剂通道与毛细管电色谱柱处于

形垂直位置，毛细管色谱柱裸露在强碱性发光试剂的易受腐蚀部分极小，色谱柱分离出的待测成分离柱后与化学发光试剂能够快速反应并产生光电响应信号。所述检测装置的光谱检测窗口与分离毛细管柱垂直，直接放置于采集待测物光信号的光电倍增管(PMT)前，化学发光反应产生的信号能被PMT及时收集，减小光信号的损失；所述光电倍增管连接计算机控制的微弱光检测器；所述检测池、发光试剂通道和光电倍增管均设置于暗箱中。

本发明的优点是：

1、本发明首先采用离柱检测，保证了发光试剂受电场作用较弱，减小试剂迁移进入毛细管柱的可能性；采用分离柱与柱后毛细管垂直的设计，避免了分离柱长期浸泡碱液而产生的麻烦，同时采用检测窗口与分离毛细管柱垂直的设计，也减少了同轴流式接口溶液混合时涡流扩散的影响，对比离柱同轴流式接口，新型的离柱垂直式合并流接口可显著提高检测池灵敏度、减少区带展宽、延长分离柱使用寿命和增强***稳定性。

2、本发明以经典的发光物质Luminol和ABEI为检测对象，测得Luminol和ABEI的检测限分别为2.0×10^-9mol/L和5.0×10^-9mol/L(S/N＝3)，其优于文献报道的毛细管电色谱离柱化学发光检测的水平。此外，利用该发明成功实现对衍生化苯氧基羧酸类除草剂的分离和检测，检测限分别为2×10^-9mol/L、2×10^-9mol/L、3×10^-9mol/L和2×10^-8mol/L，检测灵敏度较高。

3、本发明制作简单、使用方便、费用低廉，并且检测灵敏度和分离效率高，***稳定性好，可以实现对具有化学发光活性的物质的快速分离及高灵敏度检测。

附图说明

图1：毛细管电色谱离柱垂直式化学发光检测装置示意图，

其中：1-检测池体；2-光学玻璃；3-检测窗口；4-分离毛细管柱通道槽；5-分离毛细管柱；6-分离毛细管柱与不锈钢管通道槽的接口；7-不锈钢管通道槽与池体的接口；8-柱后毛细管通道槽；9-废液毛细管通道槽；10-柱后毛细管；11-光电倍增管(PMT)；12-废液毛细管；13-接地电极。

图2：毛细管电色谱离柱同轴流式/垂直式化学发光检测Lominol和ABEI，1-Lominol；2-ABEI

图3：毛细管电色谱离柱垂直式化学发光检测衍生化苯氧基羧酸类除草剂，1：MCPP；2：2-PPA；3：2，3-CPPA；4：2，4-D

具体实施方式

本发明的实施方案结合附图1描述如下：本发明检测池体(1)底部附有光学玻璃(2)，池体(1)横截面长宽与光学玻璃长宽相同；池体(1)底部中心位置设有一条直径200～500μm、长度2～5mm的导流槽，作为检测窗口(3)，池体(1)和光学玻璃(2)用环氧树脂粘合固定。

检测池体(1)垂直检测窗口(3)的中心线位置装有不锈钢管道通道槽(4)，用于固定分离毛细管柱(5)，其通过通道槽(4)径直伸入检测窗口(3)区域的顶部，柱端位于刚超出针管的位置，分离毛细管柱(5)与不锈钢管通道槽(4)的接口处(6)以及不锈钢管通道槽(4)与池体(1)的接口处(7)，均用环氧树脂粘合固定；检测窗口(3)的上下方分别有一个装有不锈钢管通道槽(8，9)，其中心线与检测窗口(3)的中心线在一条直线上；通道槽(8)用于固定柱后毛细管(10)，接口处用环氧树脂粘合固定，通道槽(9)用于固定毛细管(12)，作为废液导出管，接口用环氧树脂封口。

发光试剂由柱后毛细管(10)引入，柱后毛细管(10)通过通道槽(8)到达分离毛细管柱(5)的上方，从毛细管柱(5)中洗脱出的被测物质与柱后毛细管(10)引入的发光试剂在检测窗口(3)汇合而产生发光信号；池体(1)直接放置于采集待测物光信号的光电倍增管(PMT)(11)前，接地电极(13)固定在不锈钢管通道槽(4)上，与分离毛细管柱(5)出口端形成离柱模式，反应产生的信号能被PMT(11)及时收集。

实施例1

利用加压毛细管电色谱离柱垂直式化学发光检测池，以经典的发光物质Luminol和ABEI为检测对象，考察该接口的性能，结果见图2。离柱同轴流式接口测定Luminol和ABEI的检测限为6.0×10^-8mol/L和8.0×10^-8mol/L，离柱垂直式合接口所得的检测限为2.0×10^-9mol/L和5.0×10^-9mol/L，检测灵敏度明显高过离柱同轴流式接口，实现了更低的浓度检测限。实验条件为：聚合整体柱(100μm i.d.×375μm o.d.×30cm)；流动相为乙腈/硼酸盐＝10/90(％v/vpH8.0；10mmol/L)；流速为0.01mL/min；柱后发光试剂为K₃Fe(CN)₆＝0.25mmol/L NaOH＝1.0mol/L；柱后发光试剂流速为0.5mL/h；分离电压为4kV；色谱峰为(1)luminol 1×10^-6mol/L，(2)ABEI 2×10^-6mol/L。

实施例2

利用加压毛细管电色谱立式离柱化学发光检测池，分离检测衍生化的苯氧基羧酸类除草剂，结果见图3：MCPP、2-PPA、2，3-CPPA和2，4-D的线性范围达2-3个数量级，检测限分别为2×10-9mol/L、2×10-9mol/L、3×10-9mol/L和2×10-8mol/L。实验条件为：聚合整体柱(100μm i.d.×375μm o.d.×30cm)；流动相为乙腈/硼酸盐＝25/75(％v/v；pH6.8；20mmol/L)；流速为0.01mL/min；柱后发光试剂为K3Fe(CN)6＝0.1mmol/L NaOH＝1.8mol/L；柱后发光试剂流速为0.5mL/h；分离电压为5kV；色谱峰为(1)MCPP，(2)2-PPA，(3)2，3-CPPA，(4)2，4-D(all 4.0×10-7mol/L)。

Claims

1.一种毛细管电色谱离柱垂直式化学发光检测装置，包括检测池体、光谱检测窗口、光电倍增管，其特征在于：该检测装置的化学发光试剂通道与毛细管电色谱柱处于

形垂直位置，毛细管色谱柱裸露在强碱性发光试剂的易受腐蚀部分极小，色谱柱分离出的待测成分离柱后与化学发光试剂能够快速反应并产生光电响应信号，该检测装置的光谱检测窗口设置有光电倍增管；所述光电倍增管连接计算机控制的微弱光检测器；所述检测池体、发光试剂通道和光电倍增管均设置于暗箱中，检测池体(1)底部中心刻蚀一条宽度200～500μm、长度2～5mm的导流槽，紧密覆盖光学玻璃(2)，形成检测窗口(3)；与检测窗口(3)垂直的中心线上设有一个装有第一不锈钢管道通道槽(4)，用于固定分离毛细管电色谱柱(5)。

2.根据权利要求1所述的离柱垂直式化学发光检测装置，其特征在于：通道槽(4)径直伸入检测窗口(3)顶部，分离毛细管柱(5)柱端位于超出针管0.5～1.5mm位置，不锈钢管通道槽与检测池体的接口处(7)密封固定。

3.根据权利要求1所述的离柱垂直式化学发光检测装置，其特征在于：检测窗口(3)上下方设有第二不锈钢管通道槽(8，9)，第二不锈钢管通道槽(8，9)和检测窗口(3)的中心线同处一条直线；发光试剂由柱后毛细管(10)引入，分离毛细管柱(5)与化学发光试剂通道处于垂直位置；所述光电倍增管(11)为信号采集器，及时采集发光试剂反应产生的信号。

4.根据权利要求1所述的离柱垂直式化学发光检测装置，其特征在于：接地电极(13)固定在第一不锈钢管通道槽(4)上，与分离毛细管柱(5)出口端形成离柱模式。