專利名稱：用于試樣制備和分析殺蟲劑的hilic色譜柱組件和spe-積聚組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于試樣制備和借助于色譜法分析試樣中的殺蟲劑的組件。殺蟲劑被用來保護(hù)植物免受有害物的影響。因為殺蟲劑可以作為殘留物到達(dá)食物鏈中，所以確定了法律上的極限值，通過分析(Analyse)來控制對這種極限值的遵守。對于帶有不同的試樣基質(zhì)(Probenmatrix)的不同的試樣進(jìn)行殺蟲劑的分析。因此分析的目標(biāo)在于，盡可能良好地從基質(zhì)中分離并且緊接著分析試樣中的殺蟲劑。除了達(dá)到高的正確性之外，研發(fā)的任務(wù)是使試樣準(zhǔn)備和試樣分析自動化并且使工作量和對用于分析的化學(xué)物質(zhì)的消耗保持較小。
背景技術(shù)：
2003年五月在法國普羅旺斯地區(qū)艾克斯(Aix en Provence)舉行的研討會上的公告中由M.Anastassiades、E.Scherbaum以及D.Bertsch發(fā)表的公開物“簡單且快速多殘余物方法的有效性及其在常規(guī)殺蟲劑分析中的實施(Validation of a Simple andRapid Multiresidue Method(QuEChERS) and its Implementation in Routine PesticideAnalysis) ”公開了簡化的方法以用于試樣準(zhǔn)備，該試樣準(zhǔn)備為借助于GC-MSD或者LC-MS對殺蟲劑進(jìn)行的儀器分析所用。該方法通過較簡單的步驟來代替不同的步驟。在此添加不同的化學(xué)物質(zhì)(如MgS04、NaCl以及乙腈)并且為了試樣制備執(zhí)行不同的制備步驟，如搖晃或者離心。以概念“S19”所知的、用于測定在啄木鳥的食物中的農(nóng)藥殘留物的模塊化的多重方法(Multimethode)基本上包括提取和分配、凝膠滲透色譜分析(GPC)、在小的硅膠柱處的色譜分析以及緊接著利用不同的檢測器進(jìn)行的氣體色譜的測定。在根據(jù)Aider的ChemElut方法中，均勻的試樣在調(diào)整一致的(einheitlich)含水量之后利用甲醇來提取并且緊接著經(jīng)離心的提取物通過在硅藻土處的液-液-分配提純。由此可使待分析的殺蟲劑與起干擾作用的基質(zhì)成分分開。用于洗脫(Elution)所需要的相對大量的二氯甲烷被最終限制并且殘留物被吸收在適合于測量的溶劑(主要是甲烷)中。在所有的已知方法中通過模仿通常手動執(zhí)行的方法步驟來實現(xiàn)自動化。在此試樣的提取利用不同的溶劑來實現(xiàn)。提取物的提純和測量在實驗室中需要多種不同的步驟(液一液分配、SPE、GPC......)。為了簡化成本過高的試樣準(zhǔn)備存在功能強(qiáng)的檢測器供使用。依據(jù)上面提及的現(xiàn)有技術(shù)來實現(xiàn)自動化。在所有的已知方法中不利的是高的工作量和高的材料消耗。在一些方法中，結(jié)果的正確性和可分析的殺蟲劑的數(shù)量受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，使試樣制備更經(jīng)濟(jì)并且降低工作量和材料消耗。根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)利用這樣的組件來解決，其包括:
(a)親水液體相互作用色譜法(HILIC)—色譜柱以及用于基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑(Laufmittel)的第一泵；
(b)固相提取(SPE)-積聚組件(Anreicherungsanordnung)；
(C)第二色譜柱以及用于基本上含水多并且/或者極性的洗脫劑的第二泵；
(d)檢測器；以及
(e)用于控制試樣流和基質(zhì)流的閥組件，該閥組件這樣構(gòu)造，即使得在閥組件的第一切換位置中可將試樣流從HILIC-色譜柱引導(dǎo)至SPE-積聚組件并且在第二切換位置中可將積聚在SPE-積聚組件中的試樣在相反的方向上從SPE-積聚組件通過第二色譜柱弓I導(dǎo)至檢測器。在此在本發(fā)明的有利的設(shè)計方案中在閥組件的第一切換狀態(tài)中利用第二泵在相反的方向上將基本上含水多并且/或者極性的洗脫劑泵送通過第二色譜柱并且緊接著將該洗脫劑引出。根據(jù)本發(fā)明的組件允許試樣準(zhǔn)備和分析的完全的自動化。未處理的提取物被直接提純(即從起干擾作用的基質(zhì)中脫離)和分析。在該任務(wù)之前試樣的提取利用含水少并且/或者非極性的溶劑來實現(xiàn)。為此乙腈(ACN)特別好地適合。體積百分比為95%的ACN與體積百分比為5%的水的混合比已經(jīng)表明為特別有利。提取物可直接應(yīng)用于測量。提取物的純化以色譜法在HILIC-色譜柱處進(jìn)行并且自動進(jìn)行。HILIC-柱的應(yīng)用因此特別有利，因為在該處可以從起干擾作用的基質(zhì)成分中很好地分離殺蟲劑。殺蟲劑比基質(zhì)更早地洗脫并且被捕獲在SPE-積聚組件中?；|(zhì)停留在HILIC-色譜柱中并且可以稍后被洗脫。已認(rèn)識到，不同于到目前為止的自動化嘗試在這里將不模仿現(xiàn)存的方法，而是應(yīng)用帶有新組件的新方法。不進(jìn)行液一液分配，而是使用HILIC-色譜柱。在第二步驟中在第二分析的色譜柱中分析殺蟲劑期間可清洗HILIC-色譜柱。優(yōu)選地，第二分析的色譜柱作為反相(RP)-色譜柱來操作。令人吃驚地已經(jīng)表明，HILIC-色譜柱與RP-色譜柱的結(jié)合作為殺蟲劑-多重方法得出尤其可再現(xiàn)的帶有良好的檢測極限和靈敏性的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的組件允許在沒有手動試樣準(zhǔn)備的情況下獲取已知的傳統(tǒng)的方法的有效成分譜。在SPE-積聚組件中的積聚具有另外的優(yōu)點，即可以實現(xiàn)高的注射體積。由此可繼續(xù)提高檢測極限和靈敏性。在第二切換狀態(tài)中以回洗方法利用開始的梯度將經(jīng)積聚的成分轉(zhuǎn)移到第二分析柱上。同時將基質(zhì)從HILIC-色譜柱上洗脫并且柱被調(diào)節(jié)成用于下次的分析。不使用“一次性用品”來用于提純。這愛護(hù)了環(huán)境并且使得方法和組件特別經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計方案在分析開始時應(yīng)用至少體積百分比為90%的水作為含水多并且/或者極性的洗脫劑。此外含水多并且/或者極性的洗脫劑可含有體積百分比為3%至7%、優(yōu)選體積百分比為5%的乙腈并且/或者M(jìn)eOH。利用該洗脫劑以回洗方法將經(jīng)積聚的殺蟲劑從SPE-積聚組件引導(dǎo)至第二分析的色譜柱。第二色譜柱可以是高效液相(HPLC) —柱。但也可使用氣體色譜(GC)-柱。然后在SPE-積聚組件中離線進(jìn)行洗脫。然后在GC-柱中分析洗脫物。換句話說:HILIC-色譜柱和SPE-積聚組件用作用于GC-柱的試樣準(zhǔn)備。在該應(yīng)用中來自SPE-積聚組件的經(jīng)積聚的試樣利用洗脫劑(例如乙酸乙酯(Essigester)并且/或者丙酮)沖洗到容器中并且然后利用GC-柱來分析。在本發(fā)明的一特別有利的設(shè)計方案中，試樣流的一部分(其在第一切換狀態(tài)中在所選擇的積聚時間期間流動通過SPE-積聚組件)被直接引導(dǎo)至檢測器。這尤其是不能積聚的極性殺蟲劑。它們被直接引導(dǎo)至檢測器并且在該處被測量。同時使基質(zhì)分開。質(zhì)譜儀尤其適合作為檢測器。可以以以下的方法步驟來特別有利地操作所說明的組件:
(a)利用基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑將溶解在基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑中的試樣交付給HILIC-色譜柱；
(b)在SPE-積聚組件中積聚包含在試樣中的殺蟲劑的至少大部分；
(c)在所選擇的積聚持續(xù)時間后通過轉(zhuǎn)換閥組件利用基本上含水多并且/或者極性的洗脫劑將帶有殺蟲劑的積聚在SPE-積聚組件中的試樣部分在相反的方向上從SPE-積聚組件引導(dǎo)通過第二色譜柱；以及
(d)檢測在第二色譜柱中分離的試樣組成部分。試樣流的一部分(其在所選擇的積聚時間期間流動通過SPE-積聚組件)在此被優(yōu)選地直接檢測。該方法在以下情況下為特別有利的，即在第二切換狀態(tài)中HILIC-色譜柱在分析時間的一部分期間利用在質(zhì)譜儀處的泵再生并且在剩下的分析時間期間借助于該柱來生成用于氣體色譜分析的殺蟲劑試樣部分。這導(dǎo)致在LC-MS-分析學(xué)期間可立即發(fā)生用于GC-分析學(xué)的試樣準(zhǔn)備。本發(fā)明的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的對象。下面參考附圖詳細(xì)闡述實施例。


圖1為用于試樣準(zhǔn)備并且分析殺蟲劑的組件在第一切換位置中的的示意圖。圖2顯示了圖1的組件處于第二切換位置中。
具體實施例方式圖1和圖2顯示了用于自動分析在試樣中的殺蟲劑的組件，其通常用10來表示。組件包括梯度泵(Gradientenpumpe) 12,其在開始時將洗脫劑(其由體積百分比為5%的水和體積百分比為95%的ACN組成)泵送至在爐子16中的HILIC-色譜柱14。組件包括另一梯度泵18，其將在開始時由體積百分比為5%的ACN并且/或者M(jìn)eOH和體積百分比為95%的水組成的洗脫劑泵送至閥20。在圖1中顯示的切換狀態(tài)中，HILIC-色譜柱14的出口通過閥20與SPE-積聚組件22相連接。SPE-積聚組件在當(dāng)前的實施例中是短的C8柱。通過在SPE-積聚柱(未示出)前混入水來提高洗脫物的極性，從而可以積聚殺蟲劑。SPE-積聚組件的出口通過在爐子26中的另一閥24導(dǎo)引至LC-MS-檢測器32的試樣室。在爐子26中布置有RP-HPLC-柱(C18-柱)28。在圖1中顯示的切換狀態(tài)中將來自泵18的洗脫劑流通過閥24導(dǎo)引至HPLC-柱28。HPLC-柱28的出口通過閥20與廢物處理裝置30相連接。圖2顯示了與在圖1中的同樣的組件。然而此處閥20和24切換到另一狀態(tài)。洗脫劑利用梯度泵12通過HILIC-柱14經(jīng)由閥20引導(dǎo)至廢物處理裝置30。在此清洗HILIC-柱并且因此為下次分析做準(zhǔn)備。含水多的洗脫劑利用梯度泵18通過閥24引導(dǎo)至SPE-積聚組件22。在該處洗脫劑在與在圖1中相反的方向上流過SPE-積聚組件22至閥20。這樣切換閥20，即使得帶有殺蟲劑的試樣通過閥20流到HPLC-柱28中以用于分析。HPLC-柱28的出口通過閥24與LC-MS-檢測器32相連接。組件如下來工作:
方法以注入5μ I的未提純的提取物溶液開始。在閥20和24的第一閥位置中將帶有待分析的殺蟲劑的溶解在體積比為95:5的ACN和水中的試樣(未處理的提取物)由泵12引導(dǎo)通過HILIC-色譜柱14。在該處將不相關(guān)的起干擾作用的基質(zhì)中的大部分與殺蟲劑分離?；|(zhì)主要停留在HILIC-色譜柱14中。在此大部分殺蟲劑非常早地在大約I至4分鐘之后洗脫?；|(zhì)的大部分在該時刻仍然在HILIC柱上。剩余的試樣部分流至SPE-積聚組件22。大部分的殺蟲劑在該處積聚。殺蟲劑的一小部分尤其小分子的極性殺蟲劑未停留在SPE-積聚組件22中，而是在該積聚時期(圖1)期間穿過SPE-積聚組件22直接流到檢測器32。因此它們已經(jīng)在該閥位置中被檢測。在大約4分鐘之后基質(zhì)以充分的程度在HILIC中與待分析的殺蟲劑分離。然后切換閥20和24，從而出現(xiàn)在圖2中所示的情況。在該切換位置中利用由體積百分比為95%的水和體積百分比為5%的ACN組成的含水多的洗脫劑使積聚在SPE-積聚組件中的殺蟲劑在相反的方向上從SPE-積聚組件22被引導(dǎo)至HPLC-柱28。梯度泵2以逆流原理將SPE-積聚組件中的成分洗脫到分析的HPLC-柱上。在該處將分離出基本上與基質(zhì)脫離的殺蟲劑并且利用檢測器32來檢測該殺蟲劑。這通過梯度(其應(yīng)用于HPLC-柱28上進(jìn)行的分離)來實現(xiàn)。以高的含水量開始，將通過提升甲醇并且/或者ACN含量來緩慢提高洗脫力。同時HILIC 一色譜柱14利用梯度泵12再生或清洗。在未示出的備選實施例中進(jìn)行GC-分析，而不是將與基質(zhì)分離的試樣引導(dǎo)至HPLC-柱。在此試樣從SPE-積聚組件首先沖洗到隔開的容器中。然后可以以已知的方式借助于氣體色譜法來分析如此所準(zhǔn)備的試樣。
權(quán)利要求
1.一種用于試樣制備和分析在試樣中的殺蟲劑的組件(10)，包括: (a)HILIC-色譜柱(14)以及用于基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑的第一泵(12)； (b)SPE-積聚組件(22)； (c)第二色譜柱(28)以及用于基本上含水多并且/或者極性的洗脫劑的第二泵(18)； (d)檢測器(32);以及 (e)用于控制試樣流和基質(zhì)流的閥組件(20，24)，該閥組件這樣構(gòu)造，即使得在所述閥組件的第一切換位置(圖1)中可將所述試樣流從所述HILIC-色譜柱(14)引導(dǎo)至所述SPE-積聚組件(22)并且在第二切換位置(圖2)中可將積聚在所述SPE-積聚組件(22)中的所述試樣在相反的方向上從所述SPE-積聚組件(22)通過所述第二色譜柱(28)引導(dǎo)至所述檢測器(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，在所述閥組件(20，24)的第二切換狀態(tài)中所述泵(12)使所述HILIC-色譜柱(14)再生并且/或者清洗所述HILIC-色譜柱(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的組件，其特征在于，所述泵(12)的含水少并且/或者非極性的洗脫劑在開始時含有體積百分比至少為90%的乙腈(ACN)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述泵(12)的含水少并且/或者非極性的洗脫劑在開始時含有體積百分比為O至10%、優(yōu)選體積百分比為5%的水。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述泵(18)的含水多并且/或者極性的洗脫劑含有體積百分比至少為90%的水。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述泵(18)的含水多并且/或者極性的洗脫劑含有體積百分比為3%至10%、優(yōu)選體積百分比為5%的乙腈并且/或者M(jìn)eOH。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述第二色譜柱(28)是HPLC-柱或者GC-柱。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的組件，其特征在于，在第一切換狀態(tài)中在所選擇的積聚時間期間流動通過所述SPE-積聚組件(22)的所述試樣流的一部分被直接引導(dǎo)至所述檢測器(32)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的組件，其特征在于，所述檢測器(32)是質(zhì)譜儀。
10.一種用于試樣制備和分析在試樣中的殺蟲劑的方法，其特征在于以下步驟: (a)利用基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑將溶解在基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑中的試樣交付給HILIC-色譜柱(14)； (b)使包含在所述試樣中的殺蟲劑的至少大部分積聚在SPE-積聚組件(22)中； (c)在所選擇的積聚持續(xù)時間之后通過轉(zhuǎn)換閥組件利用基本上含水多并且/或者極性的洗脫劑將帶有殺蟲劑的積聚在所述SPE-積聚組件中的試樣部分在相反的方向上從所述SPE-積聚組件引導(dǎo)通過第二色譜柱；以及 (d)檢測在所述第二色譜柱中分離的試樣組分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所選擇的積聚時間期間流動通過所述SPE-積聚組件(22)的所述試樣流的一部分被直接檢測。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的方法，其特征在于，在第二切換狀態(tài)中在分析時間的一部分期間所述HILIC-色譜柱(14)利用在質(zhì)譜儀(32)處的泵(18)再生并且在剩下的分析時間期間借助于 柱(14)生成用于氣體色譜分析的殺蟲劑試樣部分。
全文摘要
一種用于試樣制備和分析在試樣中的殺蟲劑的組件(10)包括HILIC-色譜柱(14)以及用于基本上含水少并且/或者非極性的洗脫劑的第一泵(12)；SPE-積聚組件(22)；第二色譜柱(28)以及用于基本上含水多并且/或者極性的洗脫劑的第二泵(18)；檢測器(32)；以及用于控制試樣流和基質(zhì)流的閥組件(20,24)，該閥組件這樣構(gòu)造，即使得在閥組件的第一切換位置(圖1)可將試樣流中從HILIC-色譜柱(14)引導(dǎo)至SPE-積聚組件(22)并且在第二切換位置(圖2)中可將積聚在SPE-積聚組件(22)中的試樣在相反的方向上從SPE-積聚組件(22)通過第二色譜柱(28)引導(dǎo)至檢測器(32)。
文檔編號G01N30/46GK103109181SQ201180037497
公開日2013年5月15日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者S.基特勞斯, J.拉特克 申請人:聯(lián)合分析系統(tǒng)有限責(zé)任公司