毛細(xì)管電泳新檢測(cè)技術(shù)及其在法醫(yī)毒物分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、毛細(xì)管電泳新檢測(cè)技術(shù)及其在法醫(yī)毒物分析中的應(yīng)用研究專(zhuān)業(yè)：法醫(yī)學(xué)博士生：潘愛(ài)華導(dǎo)師：伍新堯教授隨著全球化學(xué)品、藥品、新型毒品的不斷涌現(xiàn)，毒(藥)物分析的對(duì)象在不斷增加，分析技術(shù)也面臨新的挑戰(zhàn)。不斷地探索和研究毒(藥)物快速分離和高靈敏檢測(cè)的新分析技術(shù)，是法醫(yī)毒物分析的主要任務(wù)。 近十多年來(lái)，毛細(xì)管電泳(Capillaryelectrophoresis，CE)以其分析速度快、分離效率高、樣品和試劑消耗少等顯著特點(diǎn)，發(fā)展極為迅速，成為

2、分析領(lǐng)域極其重要的分離和檢測(cè)技術(shù)之一。而新檢測(cè)器的研究和應(yīng)用，是CE發(fā)展的核心問(wèn)題之一。微流控芯片毛細(xì)管電泳(Microfluidic-chipbasedcapillaryelectrophoresis，MCE)是近年發(fā)展起來(lái)的基于微機(jī)電加工技術(shù)(Microelectromechanicalsystems，MEMS)和CE原理的一種超高速、高效、高靈敏分析技術(shù)，是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)(Miniaturizedtotalchemicalana

3、lysissystems，μ-TAS)最活躍的領(lǐng)域和發(fā)展前沿。由于激光誘導(dǎo)熒光(Laser-inducedfluorescence，LIF)檢測(cè)是目前最靈敏的檢測(cè)方法之一，因此它是當(dāng)前微流控分析中最受關(guān)注的一種檢測(cè)方式。 結(jié)合前沿分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和毒物分析檢測(cè)的需要，本論文擬研究基于毛細(xì)管電泳和微流控毛細(xì)管電泳檢測(cè)的新技術(shù)，建立常見(jiàn)藥毒物的快速、靈敏、高效、經(jīng)濟(jì)的分析方法，促進(jìn)毒物分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。論文內(nèi)容分為以下六個(gè)部分：1.

4、采用毛細(xì)管電泳高頻電導(dǎo)檢測(cè)器(HighFrequencyConductivityDetector,HFCD)，建立了尿液中MDMA(3，4-(methylenedioxy)-methamphetamine)及其主要代謝物MDA(3，4-(methylenedioxy)-amphetamine)的毛細(xì)管電泳快速分析方法。該法運(yùn)用固相萃取技術(shù)制備樣品，在優(yōu)化條件下，9min內(nèi)實(shí)現(xiàn)了MDMA和MDA的分離和檢測(cè)。在2.5～80μg/mL線性范

5、圍內(nèi)，檢測(cè)限均達(dá)1.0μg/mL(S/N=3)，不同添加濃度尿樣，日間和日內(nèi)RSD均小于5％。本法快速、準(zhǔn)確、靈敏，適于法醫(yī)毒物分析和臨床藥物監(jiān)測(cè)的需要。 2.采用反向電泳分離模式，建立了谷粒中殺鼠藥氟乙酸鈉的毛細(xì)管電泳高頻電導(dǎo)檢測(cè)方法。該法采用超聲萃取處理樣品，在優(yōu)化條件下，氟乙酸鈉在8.5min內(nèi)獲得了分離檢測(cè)。在5.0～250μg/mL線性范圍內(nèi)，檢出限為3μg/mL(S/N=3)，不同添加濃度谷粒樣品的日間和日內(nèi)RSD均

6、小于5％。本法高效、快速、靈敏，適于法醫(yī)和臨床中毒急救中氟乙酸鈉的快速分析。 3.采用反向電泳分離模式，建立了多種飲料中新型濫用藥物γ-羥基丁酸(GHB)的毛細(xì)管電泳高頻電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)。飲料樣品經(jīng)稀釋后直接進(jìn)樣，在優(yōu)化條件下，6.5min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)GHB的快速分析。該法在10.0～150μg/mL線性范圍內(nèi)，檢出限為3μg/mL(S/N=3)。不同添加濃度的飲料樣本，日間和日內(nèi)RSD均小于5％，回收率均在95％以上，適于體外檢材中G

7、HB的快速篩選分析。 4.自行設(shè)計(jì)和研制了一種正交型非共聚焦激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)—微流控芯片毛細(xì)管電泳分析系統(tǒng)(Microfluidic-chipbasedcapillaryelectrophoreticsystemwithnon-confocallaser-inducedfuorescencedetectionbasedonorthogonalconfiguration，MCE-LIF)，數(shù)十秒內(nèi)，可很好地分離模型物質(zhì)熒光素和羅丹

8、明B。在優(yōu)化檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用玻璃芯片和動(dòng)態(tài)涂層技術(shù)改性的PDMS/玻璃復(fù)合型芯片為分離載體，通過(guò)對(duì)模型物質(zhì)的分離和檢測(cè)，對(duì)微流控芯片系統(tǒng)的分析性能進(jìn)行了評(píng)估，并對(duì)兩種芯片的特性進(jìn)行了表征，為芯片在微流控分析中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明，玻璃芯片的分析性能明顯優(yōu)于PDMS/玻璃復(fù)合型芯片；該系統(tǒng)采用有效長(zhǎng)度為36mm的玻璃芯片、以10mmol/LNa284O7溶液為分離介質(zhì)、2kV電壓分離熒光素，檢測(cè)限可低至0.1

9、μmol/L，而塔板數(shù)為8711，塔板高僅為4.1μm，遷移時(shí)間RSD小于2％。 5.采用自組裝微流控芯片系統(tǒng)，運(yùn)用FITC(fluoresceinisothiocyanate)熒光衍生技術(shù)，建立了四種常見(jiàn)苯丙胺類(lèi)化合物的芯片膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜分析方法，并對(duì)該類(lèi)化合物在芯片電泳中的分離效率和檢測(cè)性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在有效長(zhǎng)度為34mm的玻璃芯片微通道中，采用470V/cm的場(chǎng)強(qiáng)，苯丙胺類(lèi)衍生物在150s內(nèi)得到了完全分離

10、，而分離塔板數(shù)最大為23711，分離塔板高度最小僅為1.4μm，檢測(cè)靈敏度達(dá)到了100ng/mL水平。該方法的建立為苯丙胺類(lèi)化合物的超高速、高效分離和高靈敏檢測(cè)提供了一種極具前景的分析技術(shù)。 6.運(yùn)用熒光試劑DTAF(5-([4,6-Dichlorotriazin-2-yl]amino)fluorescein)，成功標(biāo)記了鴉片類(lèi)化合物嗎啡。采用自行研制的微流控分析系統(tǒng)，對(duì)鴉片類(lèi)化合物的熒光衍生產(chǎn)物進(jìn)行了芯片毛細(xì)管電泳分離和激光誘

11、導(dǎo)熒光檢測(cè)，根據(jù)分析結(jié)果的對(duì)比分析，對(duì)鴉片類(lèi)化合物的DTAF熒光反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了推測(cè)與合理的解釋。在有效長(zhǎng)度為34mm的玻璃芯片微通道中，采用529V/cm的場(chǎng)強(qiáng)，鴉片類(lèi)DTAF衍生混合物在60s內(nèi)得到了超高速的完全分離，分離塔板數(shù)最高可達(dá)34439，最小塔板高度為1.0μm，嗎啡—DTAF的檢測(cè)限可低至0.5ppM，基本上可滿足生物樣本中嗎啡檢測(cè)靈敏度的需要，將來(lái)有望用于與實(shí)際樣品中嗎啡的檢測(cè)。 結(jié)論：本文建立的毛細(xì)管電泳高頻電

12、導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)，具有快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、靈敏度高、精密度好等優(yōu)點(diǎn)，為藥毒物的檢測(cè)提供了一種新的分離和分析方法，在法醫(yī)藥毒物分析中具有較好的應(yīng)用前景。自行研制的基于微制造技術(shù)的微流控芯片毛細(xì)管電泳激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。基于此技術(shù)平臺(tái)所建立的藥毒物的微芯片分離和激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)方法，在超高速、高效分離、高靈敏檢測(cè)中顯示了卓越的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)平臺(tái)的建立和完善，將促進(jìn)藥毒物分析儀器的微型化，并推動(dòng)法庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)室向“