CN110873754A - 一种用于提高全血样品中丙泊酚检测灵敏度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于提高全血样品中丙泊酚检测灵敏度的方法,本方法基于负离子VUV灯光电离源离子迁移谱技术，其特征为增加反应试剂离子浓度、控制气路系统中载气湿度和在目标样品中添加掺杂剂。本发明方法通过三个途径来增强复杂全血样品中的待测组分信号强度，进而提高了检测灵敏度。

Description

一种用于提高全血样品中丙泊酚检测灵敏度的方法
技术领域
本发明基于负离子光电离源离子迁移谱检测全血中丙泊酚麻醉剂，具体从增加反应试剂离子浓度、控制气路系统中的气体湿度和在目标全血样品中添加掺杂剂等三个方面来提高丙泊酚检测信号强度。实现了全血中丙泊酚的高灵敏检测，满足临床应用需求。
背景技术
离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry，IMS)技术20世纪70年代出现的一种分离检测技术，与传统的质谱、色谱仪器相比，具有结构简单，灵敏度高，分析速度快，结果可靠的特点。目前我们研究的IMS已经广泛应用在化学战剂、毒品、爆炸物探测、环境监测、有毒气体监测、火灾监测、水污染监测、食品检测和临床医药分析等领域。针对离子迁移谱的进样方式，对于固体和液体样品的检测多选择热解析进样器，但是由于全血基质复杂，丙泊酚从全血样品中的分离以及高灵敏度检测是临床亟待解决的难题。
灵敏度(Sensitivity)是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度，它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。灵敏度是衡量物理仪器的一个标志，特别是电学仪器注重仪器灵敏度的提高。通过灵敏度的研究可加深对仪表的构造和原理的理解。
离子迁移谱有放射性电离源和非放射性电离源，临床应用首选非放射性电离源。近年来，离子迁移谱的发展方向已转化研究新型电离源。VUV灯光电离源离子迁移谱目前已经应用于爆炸物和毒品检测领域，VUV灯光电离源已经验证可用于丙泊酚的检测，但是在全血复杂的背景下，若需满足临床使用需求，尚需提高全血中丙泊酚检测灵敏度。
VUV灯光电离源离子迁移谱负离子模式下，丙酮试剂离子的形成机制比正离子复杂，主要由O2 -和CO3 -组成。由于O2 -试剂离子可以很好的用于检测丙泊酚，反应活性高，谱图简单，所以提高O2 -试剂离子浓度，可以提高检测灵敏度。
因此本发明从三个方面来提高丙泊酚检测灵敏度，实现了全血中丙泊酚的高灵敏检测，满足术中临床应用需求。
发明内容
一种用于提高全血样品中丙泊酚检测灵敏度的方法，采用负离子VUV灯光电离源离子迁移谱，通过增加反应试剂离子浓度、控制离子迁移谱迁移管反应区的湿度和在目标全血样品中添加掺杂剂实现；
具体为:
1)增加反应试剂离子浓度的方法：负离子模式下VUV灯光电离源离子迁移谱选择的化学掺杂剂为丙酮，电离后产生的反应试剂离子有CO3 -和O2 -两种，提高O2 -反应试剂离子浓度有利于提高丙泊酚检测灵敏度，具体方法是：通过提高丙酮在进样载气中的浓度可以增加O2 -反应试剂离子浓度，丙酮浓度在30-35℃条件下控制在400-1000ppm，可满足用于血液吸收丙酮和电离产生O2 -反应试剂检测丙泊酚；
2)控制离子迁移谱离子迁移管反应区的湿度方法：离子迁移谱使用时通常采用干燥气体输入，往往湿度测试结果为0ppm；但合理的控制载气和漂气气源湿度有利于减少CO3 -反应试剂离子浓度，等同于增加O2 -反应试剂离子浓度，从而可提高丙泊酚检测灵敏度；控制气路中的湿度可提高丙泊酚检测灵敏度，但是湿度过大，会抑制丙泊酚检出；对于离子迁移谱的两路气源有载气和漂气，应控制在漂气中添加水汽，相对湿度在50-85％。
3)在目标全血样品中添加掺杂剂的方法：全血样品于热解析进样器中热解析后进样至离子迁移谱中，在热解析进样器内，向待分析的全血样品中添加两种辅助热解析掺杂剂；一种增强丙泊酚检测信号，缩短热解析时间；一种改变热解析峰型对称性，有利于热解析谱图分析；能够增强丙泊酚检测信号的专属掺杂剂为苯甲醚和/或甲苯；能够优化离子迁移谱谱峰峰型的溶剂是异丙醇；两类掺杂剂添加方式为混合添加，增强丙泊酚检测信号与优化离子迁移谱谱峰峰型的体积比在2:1和3:1之间；全血样品与其中添加两种辅助热解析掺杂剂的体积比为1:1或2:1。
为了进一步增加反应试剂离子浓度，最好控制离子迁移谱的分辨率在40以上。可以实现丙酮电离后产生的反应试剂离子有CO3 -和O2 -两种。
为了进一步增加反应试剂离子浓度，最好控制离子迁移谱的参数为检测器高压模块在6000-8000V之间，调节灯电流控制在100-200μA之间。
因为全血样品中水含量高达90％，故应减少全血样品进样量，有效的控制进样气中的水汽湿度。取样量一般控制在1-3μL。
本发明方法通过三个途径来增强复杂全血样品中的待测组分信号强度，进而提高了全血中丙泊酚检测灵敏度。
附图说明
下面结合附图进一步详细描述。
图1为增加丙酮浓度反应试剂离子信号强度增强的离子迁移谱图；
图2为增加漂气湿度反应试剂离子信号强度对比的离子迁移谱图；
图3为添加苯甲醚和异丙醇掺杂剂来提高5ppm丙泊酚检测信号强度的离子迁移谱图；
具体实施方式
基于负离子模式离子迁移谱技术结合热解析进样器，于分析器内的进样载片上滴入2μL待测样品，气源为空气(载气400ml/min、漂气800ml/min)，进样器温度120℃，迁移管检测器温度90℃。
实施例1：
如图1所示，左图为丙酮浓度500ppm范围内的反应试剂离子信号强度的离子迁移谱图；右图为丙酮浓度200ppm范围内的反应试剂离子信号强度的离子迁移谱图；图中两个试剂离子峰分别为CO3 -(左)、O2 -(右)，前者较大的丙酮浓度，O2 -信号强度约为4000mV；后者小的丙酮浓度，O2 -信号强度约为1300mV；本实施例可是实现O2 -信号强度增大3倍，由于O2 -试剂离子可以很好的用于检测丙泊酚，前者检测丙泊酚最低1ppm，后者检测丙泊酚0.5ppm，灵敏度至少提高2倍。
实施例2：
如图2所示，左图为空气气源湿度0ppm的反应试剂离子信号强度的离子迁移谱图；右图为漂气中串入水汽，空气气源湿度85％相对湿度的反应试剂离子信号强度的离子迁移谱图；图中两个试剂离子峰分别为CO3 -、O2 -，前者O2 -信号强度约为1800mV；后者O2 -信号强度约为3000mV；本实施例其它条件相同可实现O2 -信号强度增大约2倍，由于O2 -试剂离子可以很好的用于检测丙泊酚，故提高了丙泊酚的检测灵敏度。
实施例3：
如图3所示，添加掺杂剂和未添加掺杂剂的全血中5ppm丙泊酚检测信号强度的离子迁移谱图。添加掺杂剂为苯甲醚和异丙醇，体积比1:1，2μL待测样品添加2μL掺杂剂。热解析谱图可以看出，整个样品热解析时间由3min缩减至1min；信号强度对比相同浓度的热解析面积可以增大将近3倍。

Claims (5)

1.一种用于提高全血样品中丙泊酚检测灵敏度的方法，其特征在于：采用负离子VUV灯光电离源离子迁移谱，通过增加反应试剂离子浓度、控制离子迁移谱迁移管反应区的湿度和在目标全血样品中添加掺杂剂实现；
具体为:
1)增加反应试剂离子浓度的方法：负离子模式下VUV灯光电离源离子迁移谱选择的化学掺杂剂为丙酮，电离后产生的反应试剂离子有CO3 -和O2 -两种，提高O2 -反应试剂离子浓度有利于提高丙泊酚检测灵敏度，具体方法是：通过提高丙酮在进样载气中的浓度可以增加O2 -反应试剂离子浓度，丙酮浓度在30-35℃条件下控制在400-1000ppm，可满足用于血液吸收丙酮和电离产生O2 -反应试剂检测丙泊酚；
2)控制离子迁移谱离子迁移管反应区的湿度方法：离子迁移谱使用时通常采用干燥气体输入，往往湿度测试结果为0ppm；但合理的控制载气和漂气气源湿度有利于减少CO3 -反应试剂离子浓度，等同于增加O2 -反应试剂离子浓度，从而可提高丙泊酚检测灵敏度；控制气路中的湿度可提高丙泊酚检测灵敏度，但是湿度过大，会抑制丙泊酚检出；对于离子迁移谱的两路气源有载气和漂气，应控制在漂气中添加水汽，相对湿度在50-85％。
3)在目标全血样品中添加掺杂剂的方法：全血样品于热解析进样器中热解析后进样至离子迁移谱中，在热解析进样器内，向待分析的全血样品中添加两种辅助热解析掺杂剂；一种增强丙泊酚检测信号，缩短热解析时间；一种改变热解析峰型对称性，有利于热解析谱图分析；能够增强丙泊酚检测信号的专属掺杂剂为苯甲醚和/或甲苯；能够优化离子迁移谱谱峰峰型的溶剂是异丙醇；两类掺杂剂添加方式为混合添加，增强丙泊酚检测信号与优化离子迁移谱谱峰峰型的体积比在2:1和3:1之间；全血样品与其中添加两种辅助热解析掺杂剂的体积比为1:1或2:1。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于：为了进一步增加反应试剂离子浓度，最好控制离子迁移谱的分辨率在40以上。可以实现丙酮电离后产生的反应试剂离子有CO3 -和O2 -两种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于：为了进一步增加反应试剂离子浓度，最好控制离子迁移谱的参数为检测器高压模块在6000-8000V之间，调节灯电流控制在100-200μA之间。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于：因为全血样品中水含量高达90％，故应减少全血样品进样量，有效的控制进样气中的水汽湿度。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于：取样量一般控制在1-3μL。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114624326A (zh) * 2020-12-11 2022-06-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种抑制光电离反应产物co3-离子的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101382521A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种提高离子迁移谱的灵敏度的方法
CN103811265A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 中国科学院大连化学物理研究所 一种掺杂剂辅助电离源及其在离子迁移谱中的应用
CN103884771A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于检测血液中丙泊酚麻醉剂的精准方法
CN106645368A (zh) * 2015-11-03 2017-05-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种血液中丙泊酚在线检测仪及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101382521A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种提高离子迁移谱的灵敏度的方法
CN103811265A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 中国科学院大连化学物理研究所 一种掺杂剂辅助电离源及其在离子迁移谱中的应用
CN103884771A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于检测血液中丙泊酚麻醉剂的精准方法
CN106645368A (zh) * 2015-11-03 2017-05-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种血液中丙泊酚在线检测仪及其应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DANDAN JIANG等: "Online monitoring of end-tidal propofol in balanced anesthesia by anisole assisted positive photoionization ion mobility spectrometer", 《TALANTA》 *
DANDAN JIANG等: "Online Monitoring of Intraoperative Exhaled Propofol by Acetone-Assisted Negative Photoionization Ion Mobility Spectrometry Coupled with Time-Resolved Purge Introduction", 《ANAL. CHEM.》 *
QINGHUA ZHOU等: "Improved Analytical Performance of Negative 63Ni Ion Mobility Spectrometry for On-line Measurement of Propofol Using Dichloromethane as Dopant", 《J. AM. SOC. MASS SPECTROM. 》 *
YAO XIAO等: "Rapid determination of intraoperative blood propofol concentration in operating theatre by dopant-enhanced neutral release and negative photoionization ion mobility spectrometry", 《ANALYTICA CHIMICA ACTA》 *
孟玲玲等: "丙泊酚药物浓度监测技术研究进展", 《医学综述》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114624326A (zh) * 2020-12-11 2022-06-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种抑制光电离反应产物co3-离子的方法

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