專利名稱：一種固相微萃取-表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及在線聯(lián)用固相微萃取和表面等離子共振技術(shù) 以實現(xiàn)樣品中有機污染物的分離、富集、去干擾和定量檢測的方法。
背景技術(shù)：
有機污染物在環(huán)境中殘留量很低，往往低至jag/1甚至ng/1,這就給這些痕量有機污 染物的檢測、研究帶來了困難。眾所周知，環(huán)境樣品的預(yù)處理過程是一個重要環(huán)節(jié)，約占 整個分析時間的三分之二。目前對水樣中有機物的預(yù)處理技術(shù)主要有液-液萃取法、固相 萃取法、固相微萃取法等。其中固相萃取(SPE)技術(shù)因其簡單、高效、易實現(xiàn)自動化和 有機溶劑低耗量等優(yōu)點逐漸取代傳統(tǒng)的液-液萃取法(LLE ),成為樣品預(yù)處理的主要方法， 特別適用于環(huán)境樣品中痕量有機物的檢測和分析。盡管SPE因萃取效率高、溶劑消耗量小、 富集倍數(shù)大等優(yōu)點已廣泛應(yīng)用于環(huán)境樣品中有機污染物殘留的分析，但當(dāng)使用SPE處理批 量樣品時，仍存在操作繁瑣、容易引入誤差等問題，并且仍需要消耗一定的有機溶劑。固相微萃取(SPME)是在固相萃取技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種基于待測物質(zhì)在樣品及 萃取涂層中平衡分配的萃取技術(shù)，其優(yōu)點是完全消除了有機溶劑。將其與氣相色語等技術(shù) 相結(jié)合，可以實現(xiàn)萃取、預(yù)富集、進樣一次完成，減少了分析時間，且操作簡便，可以實 現(xiàn)自動化進樣，已成為化學(xué)分析和儀器分析強有力的檢測手段。但目前與SPME聯(lián)用的分 析方法僅適用于分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機物，對占有機物種類2/3的難揮發(fā)性有機物 無能為力。并且由于SPME富集量有限，難以將萃取物洗脫再用其它離線方法;險測。表面等離子共振(SPR)生物傳感器是一種基于物理光學(xué)原理的新型生化分析系統(tǒng)。 與傳統(tǒng)的相互作用分析技術(shù)相比較，它具有實時監(jiān)控、無需標(biāo)記、耗樣量極少、操作簡單 等特點，在研究分子間相互作用、食品分析、環(huán)境監(jiān)測等諸多方面都具有應(yīng)用價值。但由 于環(huán)境中有機污染物多為小分子，使得應(yīng)用SPR生物傳感器對小分子進行;險測時普遍采用 間接檢測的方法，即在樣品中添加定量的與有機污染物特異性結(jié)合的大分子(如單抗)， 通過對大分子的定量分析來實現(xiàn)對有機污染物的檢測；此外，環(huán)境中有機污染物的含量大 都低于SPR生物傳感器的檢測限，這就要求在應(yīng)用SPR進行樣品檢測前往往需要利用離線 SPE對樣品中的有機污染物進行萃取和濃縮。因而傳統(tǒng)的應(yīng)用SPR檢測痕量有機污染物的 方法仍存在操作繁瑣、容易引入誤差、重現(xiàn)性較差和靈敏度不足等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，以克服現(xiàn)有技術(shù) 的上述不足，實現(xiàn)快速、高效檢測環(huán)境中有機污染物的自動化過程。本發(fā)明固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，利用表面等離子共振生物 傳感器和固相微萃取技術(shù)；其特征在于包括如下步驟 (1)在線聯(lián)用分析裝置的建立根據(jù)目標(biāo)分析物性質(zhì)選擇相應(yīng)類型的涂層毛細管，將該供萃取用的涂層毛細管連接于表面等離子共振生物傳感器的進樣接頭與4鼓射流卡盤之間，構(gòu)建成在線聯(lián)用分析裝置該在線聯(lián)用分析裝置中，盛裝緩沖液的試劑瓶同時與載流注射器和進樣注射器相連；載流注射器依次通過連接組件和微射流流卡盤，將緩沖液泵過芯片表面，緩沖液流經(jīng)芯片之后再通過微射流卡盤和連接組件，流到廢液缸中；進樣注射器依次與自動進樣器、進樣接頭、 連接組件、涂層毛細管、微射流卡盤，將待測樣品、抗體、再生緩沖液等泵過萃取毛細管 和芯片表面進行檢測；這些試劑流經(jīng)芯片之后再通過微射流卡盤和連接組件，流到廢液缸 中；傳感芯片一面與微射流卡盤的流通池緊貼在一起，另一面與檢測器緊貼在一起，當(dāng)溶 液通過傳感芯片表面時，檢測器收集信號進行檢測； (2)水中痕量有機物的在線分析依次將5-750 (j 1水樣和5-100 ia 1濃度為10 u g/L-100mg/L的目標(biāo)分析物的單克隆抗 體溶液從進樣接頭通入在線聯(lián)用分析裝置中； (3 )殘留痕量有機物的去除與芯片的再生依次將5-325 ju 1濃度為10 (a g/L-100mg/L的目標(biāo)分析物的單克隆抗體溶液和5-50 jn 1 再生液從進樣接頭通入在線聯(lián)用分析裝置中。所述再生液是10-lOOmM氫氧化鈉與質(zhì)量濃度為0. 001%-0. 5%十二烷基磺酸鈉的混 合溶液。采用本發(fā)明固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法進行分析檢測時，通過 載流注射器2將試劑瓶1中的栽流液經(jīng)連接組件5中的載流入口通入在線聯(lián)用分析裝置， 以保證一直有溶液流過傳感芯片9表面；首先，通過進樣注射器3控制自動進樣器4，依 次將水樣和目標(biāo)分析物的單克隆抗體溶液經(jīng)連接組件5中的進樣接頭6通入在線聯(lián)用分析 裝置，水樣中的目標(biāo)分析物會被涂有能萃取該目標(biāo)分析物的涂層毛細管7萃取，然后緊接 著通入的抗體與被萃取的目標(biāo)分析物結(jié)合，未結(jié)合的抗體隨溶液經(jīng)微射流卡盤8流過傳感 芯片9表面而被檢測，此時收集信號即可實現(xiàn)水樣中目標(biāo)分析物的在線分析。最后，通入 在線聯(lián)用分析裝置的溶液經(jīng)微射流卡盤8和連接組件5流入廢液瓶10;與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(1) 由于本發(fā)明將固相微萃取與表面等離子共振技術(shù)在線聯(lián)用，將樣品前處理和檢 測同步進行，縮短了分析時間，且操作簡單易行，重現(xiàn)性好，避免了一般離線固相萃取法 操作繁瑣、耗時多、溶劑消耗量大等缺點；與現(xiàn)有的SPME聯(lián)用方法相比，該方法可以用 于分析難揮發(fā)性的有機物。(2) 由于本發(fā)明將水樣和結(jié)合靶分子的單克隆抗體連續(xù)進樣分析，打破了表面等離 子共振生物傳感器檢測小分子物質(zhì)的傳統(tǒng)檢測模式由于需在萃取濃縮后的樣品中添加結(jié) 合靶分子的單克隆抗體而造成的容易引入誤差、靈敏度不足等缺陷，使樣品中有機物的分 離、富集、去干擾和定量才企測能夠在連續(xù)的自動化進樣中完成。(3 )本發(fā)明中的供萃取用的涂層毛細管更換方便，在實際應(yīng)用時可根據(jù)目標(biāo)分析物 性質(zhì)選擇不同類型的涂層毛細管。(4 )由于本發(fā)明中樣品前處理和檢測同步進行，可以實現(xiàn)在線分析或在線才企測目標(biāo) 物的濃度。本發(fā)明方法打破了表面等離子共振生物傳感器檢測小分子物質(zhì)的傳統(tǒng)檢測模式，具有快速、高效、靈敏度高、重現(xiàn)性好、可自動化等優(yōu)點，是一種相當(dāng)有潛力的在線分析水中 痕量有機物的方法。本發(fā)明固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，可適用于 農(nóng)藥殘留、酚類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、苯系物、脂肪酸、胺類、醛類、非離子表面活性 劑以及有機金屬化合物等的分析檢測。


圖1為本發(fā)明方法所使用的在線聯(lián)用分析裝置連接方式示意圖。圖2為固相微萃取-表面等離子共振在線聯(lián)用分析實施例1水樣中含不同濃度雌二醇 的標(biāo)準(zhǔn)溶液的共振信號曲線；圖3為實施例1中才艮據(jù)圖2分析結(jié)果所作的雌二醇濃度與共振信號的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明方法的具體操作過程作進一 步的詳細說明。 實施例1 :在線分析水中的雌二醇圖l給出了本發(fā)明方法所使用的在線聯(lián)用分析裝置連接方式示意圖該在線聯(lián)用分析 裝置包括表面等離子共振生物傳感器的載流注射器2、進樣注射器3及其控制的自動進樣 器4、連接組件5、微射流卡盤8、傳感芯片9、檢測器和供萃取用的涂層毛細管7,其中 連接組件中的載流入口和廢液出口分別與樣i射流卡盤8相連，載流入口的另一端與載流注 射器2相連，連接組件中的進樣接頭6與微射流卡盤8之間通過供萃取用的涂層毛細管7 連接，傳感芯片 一面固定于微射流卡盤的流通池，另 一面固定于檢測器，自動進樣器在進 樣注射器的控制下將樣品溶液經(jīng)進樣接頭通入微射流卡盤8,溶液通過孩i射流卡盤流過傳 感芯片9表面時，檢測器收集信號，隨后溶液從微射流卡盤8和連接組件5的廢液出口流 出；本實施例中對水中雌二醇的在線聯(lián)用分析按下述步驟進行(1) 在線聯(lián)用分析裝置的建立根據(jù)本實施例的目標(biāo)分析物雌二醇的性質(zhì)選擇硅橡膠涂層的涂層毛細管7 ,將硅橡膠 涂層毛細管連接于表面等離子共振生物傳感器的進樣接頭6與微射流卡盤8之間。(2) 水中雌二醇的在線分析在自動進樣器4進樣的前后，表面等離子共振生物傳感器會自動通過載流注射器2將 試劑瓶l中的載流液經(jīng)連接組件5中的載流入口通入在線聯(lián)用分析裝置，以保證一直有溶 液流過傳感芯片9表面。首先，通過進樣注射器3控制自動進樣器4,依次將100 in 1 7jc樣 和30 u 1濃度為40 u g/L的雌二醇單克隆抗體溶液經(jīng)經(jīng)連接組件5中的進樣接頭6通入在 線聯(lián)用分析裝置，7jc樣中的雌二醇會被硅橡膠涂層毛細管7萃取，然后緊接著通入的抗體 與被萃取的雌二醇結(jié)合，未結(jié)合的抗體隨溶液經(jīng)微射流卡盤8流過傳感芯片9表面而被4全 測，此時收集信號即可實現(xiàn)水樣中雌二醇的在線分析。最后，通入在線聯(lián)用分析裝置的溶 液經(jīng)微射流卡盤8和連接組件5流入廢液瓶10。 (3 )殘留雌二醇的去除與芯片的再生依次將50 y 1濃度為40 (j g/L的雌二醇單克隆抗體溶液和30 jj 1含50mM氫氧化鈉與 質(zhì)量濃度為0. 05%十二烷基磺酸鈉的混合溶液通入在線聯(lián)用分析裝置，即實現(xiàn)管道中殘留雌二醇的去除與芯片表面的再生。圖2為固相微萃取-表面等離子共振在線聯(lián)用分析水樣中含不同濃度雌二醇的標(biāo)準(zhǔn)溶 液的共振信號曲線。從圖2可看出，將濃度為0.625 (曲線A)、 1.25 (曲線B) 、 2.5 (曲 線C)、 5 (曲線D)和IO (曲線E)pg/L的雌二醇標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進行在線分析，收集信號即 可得到對應(yīng)的共振信號曲線；由圖2可知，7K樣中雌二醇的濃度越高，通入抗體溶液所對 應(yīng)的共振信號越弱。通過對濃度-共振信號大小作圖，便得到圖3所示的雌二醇濃度與共振信號的標(biāo)準(zhǔn)曲 線。由圖3可看出，在該濃度范圍內(nèi)，共振信號大小與雌二醇濃度成反比；通過對水樣的 在線分析所得到的共振信號大小進行計算，便可得知該水樣中的雌二醇含量。實施例2 :在線分析水中的雌三醇本實施例中對水中雌三醇的在線聯(lián)用分析按下述步驟進行(1) 在線聯(lián)用分析裝置的建立將聚二曱氧基硅烷涂層毛細管連接于表面等離子共振生物傳感器的進樣接頭與微射 流卡盤之間。(2) 水中雌三醇的在線分析依次將5 y 1水樣和5 ju 1濃度為10 u g/L的雌三醇單克隆抗體溶液通入在線聯(lián)用分析 裝置，收集信號即可實現(xiàn)水樣中雌三醇的在線分析。 (3 )殘留雌三醇的去除與芯片的再生依次將5 1濃度為10 p g/L的雌三醇單克隆抗體溶液和5 w 1含lOmM氫氧化鈉與質(zhì) 量濃度為0. 001%十二烷基磺酸鈉的混合溶液通入在線聯(lián)用分析裝置，即實現(xiàn)管道中殘留 雌三醇的去除與芯片表面的再生。實施例3 :在線分析水中的雌酮本實施例中對水中雌酮的在線聯(lián)用分析按下述步驟進行(1) 在線聯(lián)用分析裝置的建立將硅橡膠涂層毛細管連接于表面等離子共振生物傳感器的進樣接頭與微射流卡盤之間。(2) 水中雌酮的在線分析依次將750 u 1水樣和100 ju 1濃度為100mg/L的雌酮單克隆抗體溶液通入在線聯(lián)用分 析裝置，收集信號即可實現(xiàn)水樣中雌酮的在線分析。 (3 )殘留雌酮的去除與芯片的再生依次將325 y 1濃度為100mg/L的雌酮單克隆抗體溶液和50 ju 1含lOOmM氫氧化鈉與 質(zhì)量濃度為0. 5%十二烷基磺酸鈉的混合溶液通入在線聯(lián)用分析裝置，即實現(xiàn)管道中殘留 雌酮的去除與芯片表面的再生。本發(fā)明固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，還可適用于農(nóng)藥殘留、酚 類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、苯系物、脂肪酸、胺類、醛類、非離子表面活性劑以及有機金 屬化合物等的分析檢測。
權(quán)利要求
1.一種固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，利用表面等離子共振生物傳感器和固相微萃取技術(shù)；其特征在于包括如下步驟(1)在線聯(lián)用分析裝置的建立根據(jù)目標(biāo)分析物性質(zhì)選擇相應(yīng)類型的涂層毛細管，將該供萃取用的涂層毛細管連接于表面等離子共振生物傳感器的進樣接頭與微射流卡盤之間，構(gòu)建成在線聯(lián)用分析裝置該在線聯(lián)用分析裝置中，盛裝緩沖液的試劑瓶同時與載流注射器和進樣注射器相連；載流注射器依次通過連接組件和微射流流卡盤，將緩沖液泵過芯片表面，緩沖液流經(jīng)芯片之后再通過微射流卡盤和連接組件，流到廢液缸中；進樣注射器依次與自動進樣器、進樣接頭、連接組件、涂層毛細管、微射流卡盤，將待測樣品、抗體、再生緩沖液等泵過萃取毛細管和芯片表面進行檢測；這些試劑流經(jīng)芯片之后再通過微射流卡盤和連接組件，流到廢液缸中；傳感芯片一面與微射流卡盤的流通池緊貼在一起，另一面與檢測器緊貼在一起，當(dāng)溶液通過傳感芯片表面時，檢測器收集信號進行檢測；(2)水中痕量有機物的在線分析依次將5-750μl水樣和5-100μl濃度為10μg/L-100mg/L的目標(biāo)分析物的單克隆抗體溶液從進樣接頭通入在線聯(lián)用分析裝置中；(3)殘留痕量有機物的去除與芯片的再生依次將5-325μl濃度為10μg/L-100mg/L的目標(biāo)分析物的單克隆抗體溶液和5-50μl再生液從進樣接頭通入在線聯(lián)用分析裝置中。
2. 如權(quán)利要求1所述固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，特征在于所 述再生液是10-100mM氫氧化鈉與質(zhì)量濃度為0. 001 %-0. 5 %十二烷基磺酸鈉的混合溶液。
全文摘要
本發(fā)明固相微萃取和表面等離子共振在線聯(lián)用的分析方法，特征是將根據(jù)目標(biāo)分析物選擇的供萃取用涂層毛細管連接于表面等離子共振生物傳感器的進樣接頭與微射流卡盤之間，依次將定量的水樣和目標(biāo)分析物的單克隆抗體溶液經(jīng)進樣接頭通入在線聯(lián)用分析裝置，便可實現(xiàn)水中特定痕量有機物的在線分析；再依次將目標(biāo)分析物的單克隆抗體溶液和再生液通入在線聯(lián)用分析裝置，即可去除殘留的痕量有機物并實現(xiàn)芯片的再生。本方法可用于農(nóng)藥殘留、酚類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、苯系物、脂肪酸、胺類、醛類、非離子表面活性劑以及有機金屬化合物的分析檢測，具有快速、高效、靈敏度高、重現(xiàn)性好、可自動化等優(yōu)點，是一種相當(dāng)有潛力的在線分析水中痕量有機物的方法。
文檔編號G01N1/00GK101275885SQ200710191389
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者周宏敏, 浩 姜, 歐惠超, 江海峰, 羅昭鋒 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)