CN104931609B - 一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置及其多糖组分在线定量分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置及其多糖组分在线定量分析方法。该装置包括进样部件、液相色谱泵、六通阀、色谱柱、检测器、样品环、废液瓶和超声波清洗机，所述的超声波清洗机内设置中空纤维膜液相微萃取装置，所述的中空纤维膜液相微萃取装置两端分别设置液相色谱通用管路，一端液相色谱通用管路与所述的六通阀和进样部件相连接，所述的六通阀的分别与所述的液相色谱泵、色谱柱、样品环和废液瓶连接，所述的色谱柱与所述的检测器连接，所述的检测器与废液瓶连接。本发明具有以下的特点：1、样品净化高效快速；2、方法科学合理；3、萃取条件可调；4、应用前景良好。

Description

一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置及其多糖组 分在线定量分析方法

技术领域

本发明涉及一种样品前处理的实验装置，尤其涉及一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置及其多糖组分在线定量分析方法。

背景技术

多糖是广泛存在于自然界的天然高分子化合物，由单糖通过糖苷键连接而成。多糖的单糖组成测定是控制多糖质量标准和提供多糖基本信息的最重要环节。单糖组成分是糖分析的一项基础而重要的内容。由于多数糖类物质不具备光学性质，因此对糖类物质采用色谱活电泳方法进行分离测定时，常用紫外或荧光试剂对糖类物质进行衍生，以改善其光学活性，提高检测灵敏度。例如，1苯基3甲基吡唑啉酮PMP用于糖类物质的衍生，产物具有强紫外吸收。柱前衍生法的反应条件温和，产物无立体异构体，但是具有操作繁琐，耗时较长等缺点。主要原因在于这类柱前衍生法的操作步骤包括1混合、2反应、3去除过多衍生化试剂等步骤，其中最后一个步骤是整个样品前处理过程的瓶颈，最为繁琐耗时，同时对分析方法的灵敏度影响最大。因此，如何快速、高效地去除过多衍生化试剂，同时保证分析方法的高灵敏，是一个亟待解决的难题。

随着现代仪器的快速发展，对样品的前处理要求也相应提高。中空纤维膜液相微萃取是一种新型的样品净化方法，由膜萃取和液液萃取技术相结合发展而来，以其特有的优势，区别于传统的液液萃取法，在样品分离提纯方面发挥了越来越重要的作用。其中，中空纤维膜壁为多孔结构，具有选择透过性，而膜壁上的萃取溶剂具有吸附选择性，可以起到较强的样品净化作用。最常用的中空纤维膜液相微萃取是液液两相萃取。一般而言，中空纤维膜外部为供给相，内部为接收相，供给相中的目标分析物经中空纤维膜膜壁微孔内的有机液膜被萃取至膜内腔的接收相中，分析物在两相中分配。萃取完成后，接收相通常可直接进行仪器分析。但是，目前所报道的中空纤维膜液相微萃取普遍采用接收相萃取富集样品中的目标物质，尚未见到用该类方法去除样品中的基体物质，净化样品后直接分析样品溶液的报道。而在糖类分析过程中正是需要解决如何去除衍生后样品中高浓度衍生试剂的问题，需要一种反相萃取装置来净化样品，去除基体干扰。

本发明设计了一种在线中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置，将衍生后样品置于中空纤维膜的内腔中，外部采用有机溶剂萃取；样品净化完成后，将膜内腔中的样品打入液相色谱，分离测定糖类组分。该装置及方法主要用于糖类组分的分析，其他采用的在线中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用装置取实验装置在装置构造、工作原理上均与本发明存在明显差异。经检索，未见与本发明类似的专利公开，以及以本发明类似实验装置开展的生物样品定量分析研究的文献报道。

发明内容

本发明的第一目的是设计了一种在线中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置，用于多糖中单糖组分的在线分析，定量分析多糖中单糖组分的色谱检测，为多糖组成、活性成分研究提供实验装置。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置，该装置包括进样部件、液相色谱泵、六通阀、色谱柱、检测器、样品环、废液瓶和超声波清洗机，所述的超声波清洗机内设置中空纤维膜液相微萃取装置，所述的中空纤维膜液相微萃取装置两端分别设置液相色谱通用管路，一端液相色谱通用管路与所述的六通阀和进样部件相连接，所述的六通阀的分别与所述的液相色谱泵、色谱柱、样品环和废液瓶连接，所述的色谱柱与所述的检测器连接，所述的检测器与废液瓶连接。

作为进一步改进，所述的中空纤维膜液相微萃取装置包括萃取剂容器、第一连接管、第二连接管和中空纤维膜，所述的萃取剂容器左右两端分别设置第一通孔与所述的第一连接管连接，上端中部设置第二通孔与所述的第二连接管，所述的中空纤维膜内置于萃取剂容器内，且两端分别从萃取剂容器左右两端的第一通孔穿出，且部分突出，并用环氧胶水固定于第一通孔上，所述的第一连接管内分别与所述的液相色谱通用管路相连。

作为进一步改进，所述的中空纤维膜为长度220 cm，内径200 1000 μm，外径5002000 μm，膜壁孔径0.10.5 μm，形状为圆柱体，材料为聚丙烯、混合纤维酯、硝酸纤维素、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、再生纤维素、聚酰胺、聚四氟乙烯或聚氯乙烯，所述的中空纤维膜突出萃取剂容器第一通孔的部分为0.20.6 cm。

作为进一步改进，所述的第一连接管和第二连接管为长度0.52 cm，内径500 1000μm，外径750 2000 μm，无膜孔，形状为圆柱体，材料为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮、玻璃、硅胶、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。

作为进一步改进，所述的环氧胶水用量10-50 mg，需室温固化24 h。

作为进一步改进，所述的液相色谱通用管路为长度0.5100 cm，内径1001000 μm，外径5002000 μm。

本发明的第二目的提供了一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，该方法包括以下步骤：

1中空纤维膜与萃取溶剂的选择，并构建中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用装置。

2样品衍生化反应

将适量的样品溶液加入适量的衍生试剂，在一定条件下反应，即得到衍生后样品；

3液相微萃取

取适量步骤2所得的衍生后样品，通过进样部件，注入到液相微萃取装置中的中空纤维膜管内部，注入体积与中空纤维膜管内容积一致；将适量的萃取溶剂注入到步骤1的液相微萃取装置中的萃取剂容器中；开启超声波超声一定时间；将适量的水通过进样部件注入液相微萃取装置中的中空纤维膜管内部，注入体积与中空纤维膜管内容积一致，此时衍生后样品已被推送入液相色谱的样品环中；

4液相色谱分离及定量

液相色谱分析样品环中的样品，选择优化的色谱分离条件，进行含量分析，同时配制待测物质标准品溶液，记录标准品及供试品溶液的色谱或质谱峰面积，计算待测物含量。

作为进一步改进，所述的衍生试剂包括1苯基3甲基5吡唑啉酮、2氨基吡啶、2氨基苯甲酸乙酯、4对氨基苯甲酸、1,2亚甲二氧基苯、o苯二胺、8氨基芘1,3,6三磺酸三钠盐中的一种或多种混合。

本发明由于采用了上述的实验装置及应用步骤，具有以下的特点：

1、样品净化高效快速

由于目前采用的糖类衍生产物的净化手段主要有中和、溶剂萃取、离心等手段，大多需要大量有机溶剂，操作繁琐，耗时费力，结果误差较大等缺点。本发明的在线液相微萃取方法只采用一个步骤，通过超声辅助可快速萃取样品中的多余衍生试剂，且萃取溶剂可以和样品溶液有效接触，净化效果显著提高。

2、方法科学合理

目前的液相萃取方法所需样品量较大，一般大于10 mL，无法满足微量糖类样品的分析需要。本发明的装置所需样品量最低仅用0.1 mL，可用于绝大多数糖类样品的前处理；且本发明的萃取过程均通过在线完成，结构简单，能严格控制制作过程中的各个因素，萃取过程简便可控，结果重现性好，能够为糖类的色谱分析提供可靠的样品前处理装置。

3、萃取条件可调

本发明的实验装置，可针对不同的目标物质和样品，方便选择多种萃取溶剂，通过调整不同的溶剂类型、用量和萃取时间，提供多样化的实验数据，满足不同糖类样品的分析要求。

4、应用前景良好

本发明所采用的制作材料如萃取溶剂和连接管路是各类实验室常用的实验耗材，中空纤维膜材料、环氧胶水也应用广泛，取材方便。通过本发明的制作方法，可以方便地制作连用装置所需的部件，构件在线样品净化功能的联用装置，并且关键部件可以多次重复使用，能够为减少样品前处理时间，降低实验费用，发挥积极的作用。

附图说明

图1中空纤维膜微萃取液相色谱联用装置示意图。

图2中空纤维膜微萃取装置示意图。

图3本发明与传统方法对比色谱图。

图4本发明与传统方法对比糖类分析色谱图

其中A：传统净化方法处理标准物质衍生后产物得到的色谱图，1甘露糖，2氨基葡萄糖，3核糖，4鼠李糖，5葡萄糖醛酸，6半乳糖醛酸，7氨基半乳糖，8葡萄糖，9半乳糖，10阿拉伯糖； B：本发明方法处理标准物质衍生后产物得到的色谱图，1甘露糖，2氨基葡萄糖，3核糖，4鼠李糖，5葡萄糖醛酸，6半乳糖醛酸，7氨基半乳糖，8葡萄糖，9半乳糖，10阿拉伯糖；C：本发明方法处理中药茯苓多糖水解物衍生后产物得到的色谱图，1甘露糖，2氨基葡萄糖，3核糖，4鼠李糖，5葡萄糖醛酸，6半乳糖醛酸，7氨基半乳糖，8葡萄糖，9半乳糖，10阿拉伯糖。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示，一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的装置，该装置包括进样部件2、液相色谱泵4、六通阀5、色谱柱6、检测器7、样品环9、废液瓶10和超声波清洗机11，所述的超声波清洗机11内设置中空纤维膜液相微萃取装置1，所述的中空纤维膜液相微萃取装置1两端分别设置液相色谱通用管路8，一端液相色谱通用管路8与所述的六通阀5和进样部件2相连接，所述的六通阀5的分别与所述的液相色谱泵4、色谱柱6、样品环9和废液瓶10连接，所述的色谱柱6与所述的检测器7连接，所述的检测器7与废液瓶10连接。

如图2所示，所述的中空纤维膜液相微萃取装置1包括萃取剂容器12、第一连接管14、第二连接管16和中空纤维膜15，所述的萃取剂容器12左右两端分别设置第一通孔与所述的第一连接管14连接，上端中部设置第二通孔与所述的第二连接管16，所述的中空纤维膜15内置于萃取剂容器12内，且两端分别从萃取剂容器12左右两端的第一通孔穿出，且部分突出，并用环氧胶水固定于第一通孔上，所述的第一连接管14内分别与所述的液相色谱通用管路8相连。

一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，该方法包括以下步骤：

1、中空纤维膜液相微萃取装置1的搭建

选择1.5 mL塑料离心管作为萃取剂容器12，在离心管盖子上用细钻打出直径约3mm的3个孔。截取一段外径为1.5mm，内径为1.2mm，长度为6.0 cm的聚丙烯中空纤维膜15。中空纤维膜15的上、下两端口，均保持开口状态，各连接一端内径为1.5 mm，外径为2.5mm，长度为10mm的聚偏氟乙烯第一连接管14，用环氧胶水固定。将中空纤维膜15内置于萃取剂容器12中，两端的第一连接管14各从容器的其中2个第一通孔中穿出，突出萃取剂容器12的壁孔0.7cm，用环氧胶水固定于容器孔上。在两个第一连接管14上各固定1根内径为0.1mm，外径为1.5mm，长度为20cm的聚醚醚酮液相色谱管，用环氧胶水固定。环氧胶水在室温下固化24h后。通过2.0 mL塑料注射器3通过萃取剂容器12的第二通孔将萃取溶剂1.5mL乙酸乙酯注入。将中空纤维膜液相微萃取装置1成竖立状态放置于超声波清洗器11中，第一连接管14位置朝上。超声波清洗机11的最大功率范围100W，容积3000 mL。

2、中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用装置的搭建

选择最大进样体积为250μL的玻璃微量注射器作为进样部件2用于打入样品。进样套管与液相微萃取装置一端的聚醚醚酮管路通过液相色谱通用螺丝连接，微量注射器通过进样套管注射样品；液相微萃取装置另一端的聚醚醚酮管路通过液相色谱通用螺丝与液相色谱的六通阀连接。

3、中药多糖的提取、水解及衍生化反应

称取100g干燥中药炒槐花粉末，放入20000mL纯水，在100摄氏度下提取1h。将提取液离心10min后取50mL上清液，加入150mL无水乙醇沉淀，放入4℃冰箱12h。离心10min，沉淀用100mL无水乙醇洗涤，60℃条件下烘干，即为中药多糖样品。

称取0.025g多糖样品于5mL水解管中，加入3mL 1mol/L的硫酸溶液，封管后于100℃烘箱中水解5h。取出室温冷却后，离心取上清液，加入6mol/L NaOH中和至中性，即为待衍生样品。

取0.3mL待衍生样品于1.5mL反应管中，加入0.3mL 0.5mol/L 1苯基3甲基5吡唑啉酮甲醇溶液，封管后70℃反应1.0h，即为衍生后样品。

4、糖类组分的分析测定

用微量注射器3移取100μL衍生后样品注入中空纤维膜15内腔中，将1.5mL乙酸乙酯注射入萃取剂容器12中。开启超声波清洗机11，功率为100W，时间为1.0min后关闭超声波清洗机11。用微量注射器3移取100μL纯水注入中空纤维膜15内腔中，样品就输送入液相色谱样品环中。色谱条件为：样品环20μL，色谱柱为CapcellC18250mm*4.6mm，流动相为A：乙腈，B：0.1 mol/LpH 6.75磷酸盐溶液，023min 82%B，2337min82%72%B，3740min 72%B。色谱柱温度为30摄氏度，紫外吸收波长为250nm。

5、中药多糖单糖组分含量测定结果

采用外标法，计算实际样品中药茯苓多糖样品中各单糖组分含量，结果见表1。

表1. 实际样品中药茯苓多糖样品中各单糖组分含量

种类

甘露糖

氨基葡萄糖

核糖

鼠李糖

葡萄糖醛酸

半乳糖醛酸

氨基半乳糖

葡萄糖

半乳糖

阿拉伯糖

含量nmol/g)

1.06

未检出

未检出

未检出

未检出

未检出

1.55

2.35

未检出

0.83

6、与传统溶剂萃取方法的灵敏度对比

采用标准物质溶液进行分析，对比本发明与传统正丁醚溶剂萃取法，结果见附图3。

Claims (8)

1.一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）中空纤维膜与萃取溶剂的选择，并构建中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用装置；

2）样品衍生化反应

将适量的样品溶液加入适量的衍生试剂，在一定条件下反应，即得到衍生后样品；

3）液相微萃取

取适量步骤2）所得的衍生后样品，通过进样部件，注入到液相微萃取装置中的中空纤维膜管内部，注入体积与中空纤维膜管内容积一致；将适量的萃取溶剂注入到步骤1）的液相微萃取装置中的萃取剂容器中；开启超声波超声一定时间；将适量的水通过进样部件注入液相微萃取装置中的中空纤维膜管内部，注入体积与中空纤维膜管内容积一致，此时衍生后样品已被推送入液相色谱的样品环中；

4）液相色谱分离及定量

液相色谱分析样品环中的样品，选择优化的色谱分离条件，进行含量分析，同时配制待测物质标准品溶液，记录标准品及供试品溶液的色谱或质谱峰面积，计算待测物含量。

2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：所述的衍生试剂包括1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮、2-氨基吡啶、2-氨基苯甲酸乙酯、4-对氨基苯甲酸、1,2-亚甲二氧基苯、o-苯二胺、8-氨基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐中的一种或多种混合。

3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用装置包括进样部件（2）、液相色谱泵（4）、六通阀（5）、色谱柱（6）、检测器（7）、样品环（9）、废液瓶（10）和超声波清洗机（11），所述的超声波清洗机（11）内设置中空纤维膜液相微萃取装置（1），所述的中空纤维膜液相微萃取装置（1）两端分别设置液相色谱通用管路（8），一端液相色谱通用管路（8）与所述的六通阀（5）和进样部件（2）相连接，所述的六通阀（5）的分别与所述的液相色谱泵（4）、色谱柱（6）、样品环（9）和废液瓶（10）连接，所述的色谱柱（6）与所述的检测器（7）连接，所述的检测器（7）与废液瓶（10）连接。

4.根据权利要求3所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：所述的中空纤维膜液相微萃取装置（1）包括萃取剂容器（12）、第一连接管（14）、第二连接管（16）和中空纤维膜（15），所述的萃取剂容器（12）左右两端分别设置第一通孔与所述的第一连接管（14）连接，上端中部设置第二通孔与所述的第二连接管（16），所述的中空纤维膜（15）内置于萃取剂容器（12）内，且两端分别从萃取剂容器（12）左右两端的第一通孔穿出，且部分突出，并用环氧胶水固定于第一通孔上，所述的第一连接管（14）内分别与所述的液相色谱通用管路（8）相连。

5.根据权利要求4所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：所述的中空纤维膜（15）为长度2-20 cm，内径200 -1000 μm，外径500- 2000 μm，膜壁孔径0.1-0.5 μm，形状为圆柱体，材料为聚丙烯、混合纤维酯、硝酸纤维素、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、再生纤维素、聚酰胺、聚四氟乙烯或聚氯乙烯，所述的中空纤维膜（15）突出萃取剂容器（12）第一通孔的部分为0.2-0.6 cm。

6.根据权利要求4所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：所述的第一连接管（14）和第二连接管（16）为长度0.5-2 cm，内径500- 1000 μm，外径750- 2000 μm，无膜孔，形状为圆柱体，材料为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮、玻璃、硅胶、聚四氟乙烯或聚氯乙烯。

7.根据权利要求4所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：所述的环氧胶水用量10 - 50 mg，需室温固化24 h。

8.根据权利要求3所述的一种中空纤维膜液相微萃取液相色谱联用的多糖组分在线定量分析方法，其特征在于：所述的液相色谱通用管路（8）为长度0.5-100 cm，内径100-1000μm，外径500-2000 μm。