CN102053130A - 离子色谱-电化学衍生-荧光分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,包括液相色谱泵、进样阀、离子色谱柱、自制电解池、电源、荧光检测器。不具有或者具有微弱荧光强度的极性有机化合物及其同系物在离子色谱柱上分离,被分离的组分在自制的电解池阳极室中被在线氧化为强荧光物质,经荧光检测器进行检测分析。自荧光检测器流出的尾液再循环至电解池阴极室做为电解液使用,信号由色谱工作站记录并进行处理。本发明为单泵单流路结构,在线氧化模式,方法快速灵敏,可以用于生物、医药中某些特定有机物的检测分析。

Description

离子色谱-电化学衍生-荧光分析系统
技术领域
本发明涉及一种化学仪器分析的使用系统,特别是涉及检测叶酸和甲氨蝶呤的离子色谱-在线电化学衍生-荧光分析系统。
背景技术
叶酸属于水溶性B族维生素的一种,在人体代谢中起着非常重要的作用。甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)为叶酸同系物,主要用于治疗肿瘤、类风湿疾病,在类风湿临床治疗中,患者在服用甲氨蝶呤后24小时再服用叶酸进行解毒,因此,同时检测血清中叶酸及甲氨蝶呤对疾病的诊断、治疗及预后判断具有重要价值。叶酸和甲氨蝶呤常见的分析方法为高效液相色谱法、电化学法、毛细管电泳法等,通常以高效液相色谱分离,以质谱作为检测器进行分析,该种方法所使用仪器价格昂贵,运行成本高,不宜推广运行。叶酸类物质具有弱荧光性质,通过衍生,可使其变成具有强荧光性质的蝶呤类物质,以荧光法进行检测,常见的衍生方法有化学衍生法、光化学衍生法和电化学衍生法,化学氧化法需要消耗化学试剂,费时费力,光化学氧化法也需要较长的反应时间。有技术使用高效液相色谱色谱-电化学衍生-荧光法检测甲氨蝶呤,即商品化电化学池置于进样阀位置,在样品静止情况下氧化10分钟,再通过柱切换,进入荧光检测器检测,该方法需要较长时间,无法真正做到“在线”氧化,迄今为止,未见以离子色谱-在线电化学柱后衍生-荧光法同时测定叶酸和甲氨蝶呤的报道。
发明内容
本发明提供一种离子色谱-在线电化学衍生-荧光分析系统,简化了叶酸和甲氨蝶呤的检测技术,缩短了分析时间。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,离子色谱阴离子交换柱出口与自制的电解池的阳极室入口相接,阳极室出口与荧光检测器的进口相接,荧光检测器的出口与自制电解池的阴极室入口相接,阴极室出口与废液缸相连接,荧光信号通过信号线与计算机相连接。
本发明所述的自制电解池设有阳极室与阳极、阴极室与阴极及电源,阳极室与阴极室之间夹有强碱型阴离子交换膜,阳极室和阴极室均装有金属电极和阳离子交换树脂,阳极和阴极与电源连接,阴极室设有阴极室入口和阴极室出口,阳极室设有阳极室入口和阳极室出口。
本发明所述的阳极室和阴极室可根据金属电极的形状设计为槽体状电极室,阳极和阴极其长宽尺寸与电极室相同,阳极和阴极为钛镀钌电极。
本发明通过离子色谱分离,一些不具有或者具有微弱荧光强度的极性有机物,可以被在线电化学氧化为强荧光物质,而不需要进行复杂的离线化学氧化法或者光化学氧化法,自荧光检测器出口的尾液可以循环流至电解池阴极室内作为阴极室电解液使用,无需另加泵输送电解液至阴极室,整个系统只需一个泵,一个单线流路。
本发明所述的极性有机物是叶酸、甲氨蝶呤等叶酸类物质。
本发明具有如下优点和效果:
1.本发明是以离子色谱法分离,经电化学柱后衍生,以荧光检测器检测,自荧光检测器出口的尾液可以循环流至电解池阴极室内作为阴极室电解液使用,无需另加泵输送电解液至阴极室,整个系统只需一个泵,一个单线流路,结构简单。
2. 与一般商品化电解池相比,本发明所使用的钛镀钌平板电极具有较大电极面积,因而具有较强的催化氧化能力。
 
附图说明  
图1为离子色谱-电化学衍生-荧光分析系统的结构流程图;
图2为自制电解池结构剖面图;
图3为离子色谱-电化学柱后衍生-荧光分析系统的标准样品(叶酸、甲氨蝶呤)信号峰;
图4为离子色谱-电化学柱后衍生-荧光分析系统的实际样品(类风湿患者的血浆)和加标信号峰。
图1中标记为:
1-流动相;2-液相色谱泵;3-进样阀;4-色谱柱;5-电解池;6-电源;7-荧光检测器;8-计算机和工作站;9-阳极室入口;10-阳极室出口;11-阴极室入口;12-阴极室出口;13-废液缸。
图2中标记为:
9-阳极室入口;10-阳极室出口;11-阴极室入口;12-阴极室出口;14-阳极;15-阴极;16-阳离子交换树脂;17-阴离子交换膜。
图3中标记为:
18-1.0 mg·L-1的甲氨蝶呤信号峰;19-1.0 mg·L-1叶酸的信号峰。
图4中标记为:
20-血浆样品中0.35mg·L-1甲氨蝶呤的信号峰;21-加甲氨蝶呤标准样品(0.2 mg·L-1)后的甲氨蝶呤信号峰;22-加叶酸标准样品(0.2 mg·L-1)后的信号峰。
 
具体实施方案
下面对本发明所提供的附图做进一步说明:
图1为离子色谱-电化学衍生-荧光分析系统的结构流程图;流动相1自液相色谱泵2输送,被分析样品由定量环3定量进样,经色谱柱4分离后的组分由自制电解池5的阳极室入口9进入阳极室被氧化为强荧光物质,氧化产物由电解池5的阳极室出口10输送到荧光检测器7进行检测,信号由计算机和工作站8记录并处理。自荧光检测器7排出的尾液经阴极室入口11循环进入阴极室,在阴极室中充当阴极电解液,再由阴极室出口12排至废液缸13。
图2为自制电解池结构剖面图;自制电解池设有阳极室与阳极14、阴极室与阴极15及电源6,阳极室与阴极室之间夹有强碱型阴离子交换膜17,阳极室和阴极室均装有金属电极和阳离子交换树脂16,阳极14和阴极15与电源6连接,阴极室设有阴极室入口11和阴极室出口12,阳极室设有阳极室入口9和阳极室出口10。阳极室和阴极室可根据金属电极的形状设计为槽体状电极室,阳极14和阴极15其长宽尺寸与电极室相同,阳极14和阴极15为钛镀钌电极。以美国戴安公司(Dionex)的离子色谱仪,Ionpac AG12(50mm×4mm)保护柱,以100mmol.L-1pH=6.86KH2PO4为流动相,流动相流速为1.0mL/min,进样量为20μL。自制的电解池5,如图2所示,阳极室体积为49.6mm×10mm×1.5mm,体积为49.6mm×10mm×0.5mm的钛镀钌电极紧贴于阳极室内壁,在阳极室空隙体积为49.6mm×10mm×1.0mm,内填满粒径为30目的阳离子交换树脂16,阴极室体积为49.6mm×10mm×1.5mm,体积为49.6mm×10mm×0.5mm的钛镀钌电极紧贴于阴极室内壁,在阴极极室空隙体积为49.6mm×10mm×1.0mm,内填满粒径为30目的阳离子交换树脂16。阴阳极由哈氏槽专用电源(台山市先科科学仪器厂制造)供电。电压为2.0V,RF-535荧光检测器7(日本岛津公司生产),激发波长为260m,发射波长为450nm。在该实验条件下,用本发明的离子色谱-电化学衍生-荧光分析系统,可以对叶酸、甲氨蝶呤进行分离分析。
图3为离子色谱-电化学柱后衍生-荧光分析系统的标准样品(叶酸、甲氨蝶呤)信号峰。
为1.0 mg·L-1叶酸和甲氨蝶呤的标准样品图,18为1.0 mg·L-1的甲氨蝶呤信号峰,19为1.0 mg·L-1叶酸的信号峰,本发明可以用于类风湿病人以甲氨蝶呤、叶酸静脉注射后2小时内血浆中叶酸和甲氨蝶呤的测定。
图4为离子色谱-电化学柱后衍生-荧光分析系统的实际样品(类风湿患者的血浆)和加标信号峰,虚线部分中20为经注射甲氨蝶呤和叶酸两小时后类风湿病人血浆中甲氨蝶呤的谱图,实线中21为加甲氨蝶呤标准样品(0.2 mg·L-1)后的甲氨蝶呤信号峰,22为加叶酸标准样品(0.2 mg·L-1)后的信号峰,本发明中叶酸和甲氨蝶呤的线性相关系数分别为0.9992和0.9996,重复7次实验,本发明中叶酸和甲氨蝶呤的重现性分别为3.9%和3.6%,其中叶酸和甲氨蝶呤检测限分别为0.012 mg·L-1、0.053mg·L-1

Claims (8)

1.一种离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于离子色谱阴离子交换柱出口与自制的电解池(5)的阳极室入口(9)相接,阳极室出口(10)与荧光检测器(7)的进口相接,荧光检测器(7)的出口与自制电解池(5)的阴极室入口(11)相接,阴极室出口(12)与废液缸(13)相连接,荧光信号通过信号线与计算机相连接。
2.根据权利要求1所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,所述的自制电解池(5)设有阳极室与阳极(14)、阴极室与阴极(15)及电源(6),所述的阳极室与阴极室之间夹有强碱型阴离子交换膜(17),阳极室和阴极室均装有金属电极和阳离子交换树脂(16)。
3.根据权利要求2所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,所述的阳极(14)和阴极(15)与电源(6)连接,阴极室设有阴极室入口(11)和阴极室出口(12),阳极室设有阳极室入口(9)和阳极室出口(10)。
4.根据权利要求3所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,所述的阳极室和阴极室可根据金属电极的形状设计为槽体状电极室,阳极(14)和阴极(15)其长宽尺寸与电极室相同。
5.根据权利要求4所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,所述的阳极(14)和阴极(15)为钛镀钌电极。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,通过离子色谱分离,一些不具有或者具有微弱荧光强度的极性有机物,可以被在线电化学氧化为强荧光物质,而不需要进行复杂的离线化学氧化法或者光化学氧化法。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,自荧光检测器(7)出口的尾液可以循环流至电解池阴极室内作为阴极室电解液使用,无需另加泵输送电解液至阴极室,整个系统只需一个泵,一个单线流路。
8.根据权利要求6所述的离子色谱-电化学衍生-荧光检测系统,其特征在于,所述的极性有机物是叶酸、甲氨蝶呤等叶酸类物质。
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