聯用技術用于復雜體系中鈣鎂形態(tài)分析的研究.pdf

1、傳統(tǒng)分析化學只測定樣品中待測元素的總量或總濃度,但是生物分析與毒性研究證明,環(huán)境中特定元素對生物的毒性或在生物體中的積累能力與該元素在環(huán)境中存在的形態(tài)密切相關。元素的形態(tài)不僅決定該元素在環(huán)境中的遷移轉化規(guī)律,而且還決定該元素的生物可利用性和生物效應。因此形態(tài)分析對揭示元素在環(huán)境和生命科學中的遷移轉化規(guī)律及其生物化學作用都具有重要意義。毛細管電泳(Capillary Electrophoresis,CE)是20世紀80年代迅速發(fā)展起來的一

2、種新型分離分析技術。被認為是上世紀末在分離分析領域最具影響力的分支之一,也是該領域的公認前沿。毛細管電泳具有分離效率高、分析速度快、分析模式多、試劑用量少、應用范圍廣、易于自動化等優(yōu)點,成為復雜體系中成分分析的重要分析方法之一。在生命科學、生物技術、臨床醫(yī)學、藥物分析和環(huán)境科學等領域顯示了極其重要的應用前景。微透析技術(Microdialysis,MD)是近年來發(fā)展起來的一種新的生物活體取樣技術,它具有在體、原位取樣,實時、在線檢測等突

3、出優(yōu)點,可在清醒或麻醉的生物體內進行,特別適合于深部組織和重要器官的生化成分活體分析研究。微透析采樣與毛細管聯用對于生物樣品的實時快速分離分析提供有效途徑。微透析取樣技術與現代分離分析技術聯用已成為生物學、醫(yī)學、藥學研究的強有力手段。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry,ICP-AES)具有檢出限低、精密度高、選擇性好、線性范圍寬和多

4、元素同時測定等特點,在痕量元素分析領域得到了廣泛應用。將CE-ICP-AES結合起來,實現了高效分離與多元素選擇性的測定。CE-ICP-AES聯用技術在痕量元素形態(tài)分析,金屬絡合物分析,醫(yī)藥,生物,環(huán)境等方面開辟了一個新的領域。CE-ICP-AES聯用技術結合了CE分離效能高和ICP-AES具有多元素同時測定和檢出限低,線性范圍寬等優(yōu)點,為復雜樣品的元素形態(tài)分析提供了一種強有力的分析手段。微透析是一種優(yōu)良的采樣技術,將MD-CE-ICP

5、-AES結合起來,既實現MD與CE聯用在微量樣品的實時在線分離取樣又實現了CE和ICP-AES的在線檢測聯用。微透析-毛細管電泳與電感耦合等離子體光譜聯用應用于元素形態(tài)分析是一種很有發(fā)展前途的分離檢測方法。它可以廣泛應用于環(huán)保、食品、生物、臨床和中醫(yī)中藥等領域,對揭示元素在環(huán)境和生命科學中的遷移轉化規(guī)律及其生物化學作用都具有重要意義。它已成為當前環(huán)境科學、生物化學和生命科學領域中頗為活躍的前沿性課題。本論文將CE-ICP-AES聯用技術

6、應用于生物樣品及中藥等復雜體系中的形態(tài)分析,并對MD-CE與ICP-AES聯用的建立及其在血液元素形態(tài)分析中的應用進行了研究,論文的主要研究內容及結果如下:
　　1、建立了一種微透析采樣、毛細管電泳分離及電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜檢測用于元素形態(tài)分析的新方法。在分離毛細管端口采用相轉化法原位制備了聚醚砜透析膜,該系統(tǒng)具有避免樣品稀釋、在線微量取樣等優(yōu)點。實驗設計并制作了MD-CE-ICP-AES聯用接口。通過對載氣流速、霧化效率

7、、電泳條件及ICP-AES等實驗條件的選擇對其分析性能進行了優(yōu)化,將此聯用裝置應用于無機離子Ca2+與CaEDTA2-及Mg2+與MgEDTA2-的透析采樣與形態(tài)分析,從分離形態(tài)峰可以看出該接口裝置用于形態(tài)分析的可行性,其峰面積RSD小于5％,檢出限小于18μg·L-1。
　　2、首次用所建立的毛細管電泳與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜聯用的方法,對大白鼠血漿中鎂元素的形態(tài)進行了探討,對游離態(tài)的鎂進行了定量。實驗優(yōu)化條件為:融熔毛細

8、管120cm×100μm(ID);緩沖溶液50mmol·L-1NaAc-HAc(pH=5.5);電泳電壓20kV。大白鼠血漿樣品中Mg的形態(tài)主要有七種,通過標準Mg的遷移時間來定位表征血漿樣品中游離鎂的形態(tài)峰,其遷移時間的相對標準偏差小于3%,用峰面積積分來定量血漿樣品中游離鎂的含量為14.0mg·L-1,其相對標準偏差小于5%,采用以上聯用技術對血漿樣品中游離態(tài)的鎂進行了回收測定,其回收率為95.8%103.8%。
　　3、首次

9、將超聲波應用于微透析與CE-ICP-AES聯用技術,自行設計了超聲透析裝置,并將該聯用技術用于大白鼠全血樣品中Ca、Mg的形態(tài)分析。該方法比常規(guī)透析處理樣品速度更快,更適用于生物樣品的實時在線分離分析,操作簡單,成本低廉,聯用方便。為生物樣品的快速分離分析提供新的分析手段。在緩沖溶液50mmol·L-1 Tris-HCl(pH=7.4),電泳電壓18kV時對血液透析液中的鈣鎂元素進行了形態(tài)分析,分別得出鈣鎂以四種形態(tài)存在于血液透析液中,

10、并以標準鈣鎂對透析樣品中的游離鈣鎂形態(tài)進行了表征。
　　4、建立微波萃取-毛細管電泳-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜聯用方法,用于分析中草藥艾納香和石斛中Ca、Mg元素的形態(tài)。艾納香中鈣鎂分別以四種形態(tài)存在,石斛中鈣有六種形態(tài),鎂有三種形態(tài),以標準鈣鎂對其中游離態(tài)的鈣鎂進行了表征。采用微波消解-電感耦合等離子體原子發(fā)射技術對中藥中13種元素的總含量進行了檢測分析,各元素的加標回收率為97%~106%,討論了元素含量和形態(tài)對中藥藥理的