CN101561425B - 加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，属于分析仪器。装置由压力辅助泵、多通道微流控制器、分流阀、高压电源、毛细管电色谱柱、发光池、检测系统和计算机等部分组成。所述压力辅助泵，经过多通道微流控制器向毛细管电色谱分离柱输送流动相，所述高压电源正相施加于毛细管电色谱柱进样端；所述电致化学发光池下方设置用于采集待测物发光信号的信号采集器，氧化还原反应由三电极电化学体系控制，信号采集器输出端和三电极电化学体系控制端口分别与计算机相连。本发明将电致化学发光检测技术和加压毛细管电色谱分离技术相结合，可实现具有电活性物质的高效分离及灵敏检测，适用于食品安全、环境监测、生化分析等领域应用。

Description

加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于分离检测复杂样品的分析仪器，具体涉及一种加压毛细管电色谱和电致化学发光检测的联用装置。

背景技术

加压毛细管电色谱(Pressurized Capillary Electrochromatography，pCEC)是在毛细管分离柱上同时施加泵压和高压电源的分离模式。通过泵压和分离电压的双重分离作用，pCEC融合了毛细管电泳的高效性和高效液相色谱的高选择性，具有分离效率高、进样量小、试剂消耗少、易于实现自动化等特点，是一种新兴的微分离技术。目前，pCEC主要检测模式有紫外-可见光谱检测，紫外检测广谱，但灵敏度较低。由于毛pCEC系统进样体积小(nL级)、分离管径细微等特点，pCEC分离微量待测组分时对检测器的灵敏度要求高。为了适应pCEC微体积在柱检测的需要，直流安培、普通化学发光、激光诱导荧光、质谱等灵敏的检测模式近年来也相继得到了研究发展。

电致化学发光(Electro-generated Chemiiluminescence，ECL)，是近代快速发展起来的一种新型分析方法，通过电化学技术在电极表面产生氧化还原反应而产生的化学发光，是电化学技术和传统化学发光方法相结合的一种新技术。目前，电致化学发光应用最广泛的是三联吡啶钌(Ru(bpy)₃ ²⁺)体系，Ru(bpy)₃ ²⁺在电极和被测物的作用下循环参与反应，反复产生光子，发光效率高，灵敏度高、线性范围宽。近年来，电致化学发光技术发展迅猛，主要应用于高效液相色谱和毛细管电泳的电化学发光分析，分析检测灵敏，已成为分离复杂样品的有利手段，展示了ECL在微量分析中的强大应用潜力。目前，pCEC-ECL联用技术在国内外尚未见有关专利报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，该装置同时具有电致化学发光分析法的高灵敏度和加压毛细管电色谱分离技术的高效性，便于用户操作使用。

本发明提供一种加压毛细管电色谱化学发光检测装置，包括压力辅助泵(1)，多通道微流控制器(2)，分流阀(3)，高压电源(4)、毛细管电色谱分离柱(5)，化学发光池(6)、信号采集器(7)、三电极电化学体系(8)和计算机(9)，其特征在于：所述压力辅助泵(1)，经过多通道微流控制器(2)向毛细管电色谱分离柱(5)输送流动相，所述高压电源(4)正相施加于毛细管电色谱柱进样端，提供电渗流和电泳作用，与压力辅助泵作用形成双重分离机制，共同分离待测样品；所述化学发光池(6)下方设置用于采集待测物发光信号的信号采集器(7)，信号采集器(7)输出端和三电极电化学体系(8)控制端口分别与计算机(9)相连，与计算机进行数据传输。

上述装置的毛细管电色谱分离柱(5)进样端经由多通道微流控制器(2)联接压力辅助泵(1)和高压电源(4)，出口端联接有电致化学发光池(6)，所述装置的压力辅助泵(1)和高压电源(4)协同作用向毛细管电色谱分离柱(5)输送流动相。

上述的多通道微流控制器(3)带有四通、六通等多通道进样阀，所述多通道进样阀设有精确采样环和切换阀，样品采集后经四通接口接至毛细管电色谱分离柱(5)的进液端，四通接口的另一端口与反压分流阀(3)输入端连接，维持稳定的柱压和流动相流量。

上述电致化学发光检测池采用喷壁式柱后电化学发光检测或在柱电化学发光检测，所述辅助电极为铂丝，所述参比电极为银丝或铂丝，工作电极为微电极或碳纤维材料。

上述毛细管电色谱分离柱(5)是毛细管填充柱、毛细管整体聚合柱中的一种。

上述多通道微流控制器(2)，分流阀(3)、电致化学发光池(6)和压力辅助泵(1)均带接地装置。

本发明的优点：

1、本发明装置操作容易，在使用过程中无需进行衍生，检测灵敏度高(以三乙胺(TEA)为分析对象，检测灵敏度达到10^-8mol/L)；本发明可以用于生物碱药物、生物胺、氨基酸、胺基抗生素等分子的加压毛细管电色谱分离和电致化学发光检测，而且在进行电致化学发光检测的同时能获得被测物的电化学信号。

2、本发明适合食品安全、环境检测、临床医学等领域的应用，易于推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中1-压力辅助泵，2-多通道微流控制器，3-分流阀，4-高压电源，5-毛细管电色谱分离柱，6-电致化学发光池，7-信号采集器，8-电化学体系，9-计算机

图2：加压毛细管电色谱-电致化学发光不同电压下分离检测三乙胺-三丙胺

1-三乙胺；2-三丙胺

图3：加压毛细管电色谱-电致化学发光分离检测林肯霉素-氯林肯霉素

1-林肯霉素；2-氯林肯霉素

具体实施方式

本发明的多通道微流控制器(2)包括四通/六通进样阀，所述多通道微流控制器(2)的输出口经四通peek阀接至毛细管电色谱分离柱(5)的进液端，另一端口与通往废液池的反压分流阀(3)的输入端连接。

毛细管电色谱分离柱(5)可以是填充柱或整体聚合柱中的一种。

电化学发光池(6)为一般柱端或离柱电化学发光检测池，也可以是其他方式构成的毛细管电色谱电化学发光检测池，其中包括由工作电极、参比电极及对电极组成的三电极体系，参比电极为Ag/AgCl(饱和KCl)电极或铂电极，工作电极可以是铂，也可以是碳材料或是金，三电极体系与恒电位仪(8)相连；恒电位仪可向三电极体系提供预设的恒定电压，用于电化学发光试剂的激发，并可记录相应产生的电化学电流；发光池的光窗置于信号采集器(7)之上，信号采集器(7)为光电转换器件，可以是光电倍增管(PMT，也可以是电荷祸合器件检测器(CCD)或光电二极管。

该装置中电色谱高压电源、恒电位仪、发光池等部分亦可单独使用，用于独立的毛细管电色谱、电化学检测、电致化学或化学发光检测等场合。

本发明同时包括加压电色谱分离系统(pCEC)和电致化学发光检测(ECL)系统，是将pCEC和ECL技术的有机联用，兼备了加压毛细管电色谱分离技术的高效性和电致化学发光分析法的高灵敏度。

本装置操作流程：

开启辅助压力泵(1)，施加适当的背压，推动储液容器中的流动相平衡毛细管电色谱分离柱(5)。采用微量注射器在多通道微流控制器(2)上手动注射进样，随即切换多通道微流控制器中的六通阀，待测样品在流动相推动下带入四通分流部分，其中部分样品从具有恒定流量的分流阀(3)排出，约1/250体积的待测样品进入毛细管电色谱柱(5)。

施加高压电源(4)正相电压于毛细管电色谱柱进样端，待测样品在电渗流和压力流的双重驱动下，在毛细管电色谱柱(5)内得到有效的分离，并依次流出柱末端；同时运行恒电位仪(8)和发光检测池(6)的三电极体系，进行电化学发光的激发和光信号的检测，记录该发光信号，即为加压毛细管电色谱-电致化学发光检测的谱图；反应产生发光信号，经信号采集器(7)采集，传输至计算机(9)，记录成相应的数据文件。

实施例1：

利用加压毛细管电色谱化学发光检测装置，以经典的电致化学发光物质三乙胺(TEA)和三丙胺(TPA)为检测对象，考查该装置的分析性能，结果见图2。试验表明，该装置能满足实验要求，分离效果良好、灵敏度高。实验条件：分离柱为C₄阳离子交换毛细管整体柱

流动相为磷酸盐(10mmol/L，pH＝7.0)∶乙腈＝1∶1；流速：0.02mL/min；柱压：20psi；电化学电位：1.30V；检测池发光试剂：300μL 5mmol/L钌联吡啶(含50mmol/LpH＝7.0磷酸盐缓冲液)；PMT负高压：-900V；TEA：1.0×10^-6mol/L，TPA：5.0×10^-6mol/L。

实施例2：

利用加压毛细管电色谱化学发光检测装置，分析测定了林肯霉素和克林霉素，分析对象在11min内达到快速分离，避免了峰的拖尾问题，峰型尖锐，检测限均为2×10^-7mol/L。实验条件：分离柱为二胺基键合硅胶整体柱；流动相为磷酸盐缓冲液(10mmol/L、pH＝5.0)∶乙腈＝4∶6；分离电压：12kV；电化学电位：1.14V；检测池发光试剂：300μL 5mmol/L钌联吡啶(含50mmol/L pH＝7.0磷酸盐缓冲液)；PMT负高压：-900V。林肯霉素：1×10^-5mol/L；克林霉素：1×10^-5mol/L。

Claims (6)

1.一种加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，包括压力辅助泵(1)，多通道微流控制器(2)，分流阀(3)，高压电源(4)、毛细管电色谱分离柱(5)，电致化学发光池(6)、信号采集器(7)、三电极电化学体系(8)和计算机(9)，其特征在于：所述压力辅助泵(1)，经过多通道微流控制器(2)向毛细管电色谱分离柱(5)输送流动相，所述高压电源(4)正相施加于毛细管电色谱柱进样端，提供电渗流和电泳作用，与压力辅助泵作用形成双重分离机制；所述电致化学发光池(6)下方设置用于采集待测物发光信号的信号采集器(7)，氧化还原反应由三电极电化学体系(8)控制，信号采集器(7)输出端和三电极电化学体系(8)控制端口分别与计算机(9)相连，所述多通道微流控制器(2)、分流阀(3)、电致化学发光池(6)和压力辅助泵(1)均带接地装置。

2.根据权利要求1所述的加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，其特征在于：所述装置的毛细管电色谱分离柱(5)进样端经由多通道微流控制器(2)联接压力辅助泵(1)和高压电源(4)，出口端联接有电致化学发光池(6)，所述装置的压力辅助泵(1)和高压电源(4)协同作用向毛细管电色谱分离柱(5)输送流动相。

3.根据权利要求1或2所述的加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，其特征在于：所述的多通道微流控制器(3)带有四通多通道进样阀，所述多通道进样阀设有精确采样环和切换阀，样品采集后经四通接口接至毛细管电色谱分离柱(5)的进液端，四通接口的另一端口与分流阀(3)输入端连接。

4.根据权利要求1或2所述的加压毛细管电色谱化学发光检测装置，其特征在于：所述电致化学发光检测池采用喷壁式柱后电化学发光检测或在柱电化学发光检测，辅助电极为铂丝，参比电极为银丝或铂丝，工作电极为微电极或碳纤维材料。

5.根据权利要求1或2所述的加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，其特征在于：所述毛细管电色谱分离柱(5)是毛细管填充柱、毛细管整体聚合柱中的一种。

6.根据权利要求3所述的加压毛细管电色谱电致化学发光检测装置，其特征在于：所述毛细管电色谱分离柱(5)是毛细管填充柱、毛细管整体聚合柱中的一种。 

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