聯(lián)用技術(shù)用于復(fù)雜體系中鈣鎂形態(tài)分析的研究.pdf

1、傳統(tǒng)分析化學(xué)只測(cè)定樣品中待測(cè)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(duì)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(guān)。元素的形態(tài)不僅決定該元素在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,而且還決定該元素的生物可利用性和生物效應(yīng)。因此形態(tài)分析對(duì)揭示元素在環(huán)境和生命科學(xué)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其生物化學(xué)作用都具有重要意義。毛細(xì)管電泳(Capillary Electrophoresis,CE)是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來的一

2、種新型分離分析技術(shù)。被認(rèn)為是上世紀(jì)末在分離分析領(lǐng)域最具影響力的分支之一,也是該領(lǐng)域的公認(rèn)前沿。毛細(xì)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(yīng)用范圍廣、易于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),成為復(fù)雜體系中成分分析的重要分析方法之一。在生命科學(xué)、生物技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物分析和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域顯示了極其重要的應(yīng)用前景。微透析技術(shù)(Microdialysis,MD)是近年來發(fā)展起來的一種新的生物活體取樣技術(shù),它具有在體、原位取樣,實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)等突

3、出優(yōu)點(diǎn),可在清醒或麻醉的生物體內(nèi)進(jìn)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(xì)管聯(lián)用對(duì)于生物樣品的實(shí)時(shí)快速分離分析提供有效途徑。微透析取樣技術(shù)與現(xiàn)代分離分析技術(shù)聯(lián)用已成為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)研究的強(qiáng)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(shí)測(cè)定等特點(diǎn),在痕量元素分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。將CE-ICP-AES結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)了高效分離與多元素選擇性的測(cè)定。CE-ICP-AES聯(lián)用技術(shù)在痕量元素形態(tài)分析,金屬絡(luò)合物分析,醫(yī)藥,生物,環(huán)境等方面開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。CE-ICP-AES聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了CE分離效能高和ICP-AES具有多元素同時(shí)測(cè)定和檢出限低,線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn),為復(fù)雜樣品的元素形態(tài)分析提供了一種強(qiáng)有力的分析手段。微透析是一種優(yōu)良的采樣技術(shù),將MD-CE-ICP

5、-AES結(jié)合起來,既實(shí)現(xiàn)MD與CE聯(lián)用在微量樣品的實(shí)時(shí)在線分離取樣又實(shí)現(xiàn)了CE和ICP-AES的在線檢測(cè)聯(lián)用。微透析-毛細(xì)管電泳與電感耦合等離子體光譜聯(lián)用應(yīng)用于元素形態(tài)分析是一種很有發(fā)展前途的分離檢測(cè)方法。它可以廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品、生物、臨床和中醫(yī)中藥等領(lǐng)域,對(duì)揭示元素在環(huán)境和生命科學(xué)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其生物化學(xué)作用都具有重要意義。它已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域中頗為活躍的前沿性課題。本論文將CE-ICP-AES聯(lián)用技術(shù)

6、應(yīng)用于生物樣品及中藥等復(fù)雜體系中的形態(tài)分析,并對(duì)MD-CE與ICP-AES聯(lián)用的建立及其在血液元素形態(tài)分析中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、建立了一種微透析采樣、毛細(xì)管電泳分離及電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜檢測(cè)用于元素形態(tài)分析的新方法。在分離毛細(xì)管端口采用相轉(zhuǎn)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(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并制作了MD-CE-ICP-AES聯(lián)用接口。通過對(duì)載氣流速、霧化效率

7、、電泳條件及ICP-AES等實(shí)驗(yàn)條件的選擇對(duì)其分析性能進(jìn)行了優(yōu)化,將此聯(lián)用裝置應(yīng)用于無機(jī)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(xì)管電泳與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜聯(lián)用的方法,對(duì)大白鼠血漿中鎂元素的形態(tài)進(jìn)行了探討,對(duì)游離態(tài)的鎂進(jìn)行了定量。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件為:融熔毛細(xì)

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(biāo)準(zhǔn)Mg的遷移時(shí)間來定位表征血漿樣品中游離鎂的形態(tài)峰,其遷移時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%,采用以上聯(lián)用技術(shù)對(duì)血漿樣品中游離態(tài)的鎂進(jìn)行了回收測(cè)定,其回收率為95.8%103.8%。
　　3、首次

9、將超聲波應(yīng)用于微透析與CE-ICP-AES聯(lián)用技術(shù),自行設(shè)計(jì)了超聲透析裝置,并將該聯(lián)用技術(shù)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(shí)時(shí)在線分離分析,操作簡單,成本低廉,聯(lián)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(shí)對(duì)血液透析液中的鈣鎂元素進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)鈣鎂對(duì)透析樣品中的游離鈣鎂形態(tài)進(jìn)行了表征。
　　4、建立微波萃取-毛細(xì)管電泳-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜聯(lián)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(biāo)準(zhǔn)鈣鎂對(duì)其中游離態(tài)的鈣鎂進(jìn)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(shù)對(duì)中藥中13種元素的總含量進(jìn)行了檢測(cè)分析,各元素的加標(biāo)回收率為97%~106%,討論了元素含量和形態(tài)對(duì)中藥藥理的