一种用于毛细管电泳－安培检测仪的液相微萃取在线预处理装置及其使用方法

摘要

本发明提供一种用于毛细管电泳－安培检测仪的复杂基质样品在线预处理的液相微萃取装置及其使用方法，该装置的液相微量抽吸装置固定于固定架上，液相微量抽吸装置下端套设有一段U形状的中空纤维管，中空纤维管的另一端插设有毛细管进样端与电极，U形状的中空纤维管置于样品容器中，样品容器上还设置有搅拌装置；按照本发明的装置进行复杂基质样品预处理的液相微萃取。本发明将复杂基质样品液相微萃取预处理装置，毛细管电泳装置、安培检测器连接起来形成一个整体的装置，扩大检测物质的范围，提高分离毛细管电泳的灵敏度、重现性、稳定性及可靠性；该装置体积小、结构简单、操作方法简单、成本低廉、方法重现性好，预处理完后的样品分析方便。

说明书

技术领域

本发明属于化学分析领域，更具体涉及种用于毛细管电泳-安培检测仪的液相微萃取在线预处理装置及其使用方法。

背景技术

毛细管电泳(Capillary electrophoresis，CE)是以高压电场为驱动力，以石英毛细管为分离通道，利用样品各组份之间电泳淌度的差异而实现分离的一种新型色谱分离技术，具有高效、快速、微量等优点。目前毛细管电泳技术已经被广泛应用于药物分析，环境分析，生命科学分析等领域。但由于一般毛细管的内径小(小于100μm)，进样量小，使得检测灵敏度低，远不能满足环境监测中和临床上痕量、超痕量分析的要求。这就需要对样品进行预处理，提高灵敏度，以达到痕量分析的目的。

复杂基质(如尿液、血液、血浆等)中样品的预处理是样品分析过程中非常重要的环节，通过样品预处理可以消除基体干扰，使目标物质得以纯化、富集和分离。因此，样品预处理直接影响分析灵敏度以及分析结果的精密度和准确度。然而，样品预处理过程通常较为复杂，耗时长，许多样品预处理过程约占整个分析时间的2/3。目前，发展高效、环境友好的样品前处理新技术已成为分析化学的研究热点之一。

复杂基质中样品的预处理由于干扰物质多，目前多采用传统的液液萃取(liquid-liquidextraction，LLE)法和固相萃取(solid-phase extraction，SPE)法，这两种方法均存在操作繁琐、耗时、使用大量高毒有机溶剂等缺点。液相微萃取(liquid-phase microextraction，LPME)是新兴的样品预处理技术，集萃取、净化、浓缩、预分离于一体。将LPME用于复杂基质中样品的预处理，可直接对复杂基质进行萃取，无需进行离心、过滤等特别处理，有萃取效率高、消耗有机溶剂少、快速、灵敏等优点，是一种简单可靠、环境友好的样品预处理技术。

但是现有技术中对于样品的液相微萃取预处理方法还存在不方便，处理效果不理想，处理不快捷、基体的干扰多，检测的灵敏度低，重现性、稳定性不理想，而且不能将液相微萃取与毛细管电泳的在线联用等诸多缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于毛细管电泳-安培检测仪的复杂基质样品在线预处理的液相微萃取装置及其使用方法，本发明将复杂基质样品液相微萃取预处理装置，毛细管电泳装置、安培检测器连接起来形成一个整体的装置，扩大检测物质的范围，提高分离毛细管电泳的灵敏度、重现性、稳定性及可靠性；该装置体积小、结构简单、操作方法简单、成本低廉、方法重现性好，预处理完后的样品分析方便。

本发明的用于毛细管电泳-安培检测仪的液相微萃取在线预处理装置，包括固定架，液相微量抽吸装置、样品容器，其特征在于：所述液相微量抽吸装置固定于固定架上，液相微量抽吸装置下端套设有一段U形状的中空纤维管，所述中空纤维管的另一端插设有毛细管进样端与电极，所述U形状的中空纤维管置于样品容器中，所述样品容器上还设置有搅拌装置。

本发明的用于毛细管电泳-安培检测仪的液相微萃取在线预处理装置的使用方法，所述步骤为：

1)首先在样品容器中加入样品，然后加入酸或碱溶液调节样品溶液的酸碱度使目标萃取物以中性分子存在，加入磁搅拌子搅拌混匀；

2)用液相微量抽吸装置吸取接受相溶液，将液相微量抽吸装置的针头通过橡皮塞的液相微量抽吸装置下端插口穿插入样品容器中，针头穿过塞子0.8-1.2cm；

3)将分离毛细管进样端和电极通过橡皮塞的毛细管插口插入样品容器中，分离毛细管进样端与铂电极穿过塞子1.8-2.2cm；分离毛细管的另一端则插入检测池中，电极的另一端与高压电源相连；

4)按照所述结构连接好U形中空纤维管，将U形中空纤维管浸没在有机萃取剂中10s，使纤维管壁小孔充满有机相，取出中空纤维管，将接受相注入中空纤维管内；

5)将步骤4)中的插着相微量抽吸装置和毛细管与电极，套设有U形中空纤维管的橡皮塞套在样品容器上，确保液相微量抽吸装置垂直伸入样品容器中，样品溶液的液面高于中空纤维管上端，开启磁力搅拌器开始萃取，目标萃取物首先被萃取至有机相中，继而又被反萃取至接受相中；所述搅拌速率为500～1500r/min；

6)萃取完成后，打开高压电源进行进样，进样完后，将分离毛细管和电极从中空纤维中取出，即可对萃取后的样品直接进行毛细管电泳分离和安培检测。

本发明的显著优点是：

(1)本液相微萃取装置能够有效地对样品进行净化、浓缩，避免复杂基质对电化学检测信号的干扰，装置简单，操作方便且稳定性好。

(2)用于毛细管电泳-安培检测仪的复杂基质样品在线预处理的液相微萃取装置，在线微萃取有效的对样品进行了富集及净化，显著增强电化学信号，使得待测物质的检测灵敏度大幅度提高。

(3)毛细管进样端与铂电极同时浸入U形中空纤维管的一端，实现了在线预处理，避免了在抽吸过程中污染和系统误差，提高了系统的重现性。

(4)装置所需材料易于获得，价格低廉：整个液相微萃取装置仅需一个微量抽吸装置、一个搅拌器、一个样品容器和几厘米长的聚丙烯中空纤维管，所需材料简单易得，价格低廉；本装置采用带有刻度的瓶底直径为1.1cm，瓶颈直径为0.6cm，瓶高为3cm的1mL橡皮塞圆柱形平底细颈玻璃瓶，作为样品萃取瓶，刻度能保证每次加入样品体积的准确性；圆柱形平底细颈玻璃瓶能避免中空纤维管与磁子过于靠近而受到影响，保持萃取条件稳定。

(5)复杂基质无需离心、过滤等特别处理：本装置采用多孔聚丙烯中空纤维管，聚丙烯中空纤维具有良好的化学稳定性，耐酸碱以及各种有机溶剂；具有较大的比表面积，对多数有机溶剂有较强的结合力，纤维孔隙尺寸一般为0.2μm，小孔径可强有力地固定有机溶剂，以确保在为提高萃取效率而进行剧烈搅拌的萃取过程中有机溶剂不会渗漏，另一方面，小孔径也可以有效地阻隔样品溶液中如脂肪、蛋白质等大分子物质或悬浮物等杂质进入接受相，起到净化样品的作用，有利于对复杂基质的直接萃取。

(6)液相微萃取操作简单、方法重现性好：复杂基质中样品通过本装置进行在线液液微萃取后可直接进入毛细管电泳分析，无需其它预处理步骤，操作简单。每次使用的中空纤维长度、厚度相对固定，被固定在纤维管微孔中的有机溶剂体积变化很小，减少了由此带来的误差，提高了测定的重现性。聚丙烯中空纤维管价格低廉，一次性使用又可避免二次污染的可能性。

(7)用于毛细管电泳-安培检测仪的复杂基质样品在线预处理的液相微萃取装置，结构清晰，易掌握，易操作。装置体积小，便于安放。装置所用仪器价格低廉，易于各实验室、各科研部门推广使用。

附图说明

图1是本发明液液微萃取装置的结构示意图。其中，1、液相微量抽吸装置，2、电极，3、毛细管，4、样品容器，5、U形中空纤维管，6、磁子，7、磁力搅拌器，8、固定架，9橡皮塞。

图2是实施例的使用示意图，其中，10：加入样品的液面高度，11：加入磁子的液面高度，12：加入酸或碱溶液后的液面高度，L：中空纤维管可使用的长度。

具体实施方式

本发明的用于毛细管电泳-安培检测仪的液相微萃取在线预处理装置，包括固定架，液相微量抽吸装置、样品容器，其特征在于：所述液相微量抽吸装置固定于固定架上，液相微量抽吸装置下端套设有一段U形状的中空纤维管，所述中空纤维管的另一端插设有毛细管进样端与电极，所述U形状的中空纤维管置于样品容器中，所述样品容器上还设置有搅拌装置。

所述样品容器开口处设置有橡皮塞，所述橡皮塞上开设有液相微量抽吸装置下端插口和毛细管插口；所述橡皮塞上两个插口的直径为600μm。

所述液相微量抽吸装置为带有针头的注射器。

所述U形状中空纤维管一端套设于液相微量抽吸装置的针头前端1.5-2.5mm处。

所述电极一端与毛细管进样端同时浸入的U形状中空纤维管的另一端中，所述毛细管的另一端则插入检测池中，电极的另一端与高压电源相连。

所述U形状中空纤维管为多孔聚丙烯中空纤维管，纤维孔隙尺寸为0.2μm。

所述搅拌装置为磁力搅拌器。

所述样品容器为带有刻度的圆柱形平底细颈玻璃瓶。

所述样品容器为带有刻度的瓶底直径为1.1cm，瓶颈直径为0.6cm，瓶高为3cm的1mL橡皮塞圆柱形平底细颈玻璃瓶。

本发明所用的电极为铂电极。

本发明用于毛细管电泳-安培检测仪的液相微萃取在线预处理装置的使用方法，所述步骤为：

1)首先在样品容器中加入样品，然后加入酸或碱溶液调节样品溶液的酸碱度使目标萃取物以中性分子存在，加入磁搅拌子搅拌混匀；

2)用液相微量抽吸装置吸取接受相溶液，将液相微量抽吸装置的针头通过橡皮塞的液相微量抽吸装置下端插口穿插入样品容器中，针头穿过塞子0.8-1.2cm；

3)将分离毛细管进样端和电极通过橡皮塞的毛细管插口插入样品容器中，分离毛细管进样端与铂电极穿过塞子1.8-2.2cm；分离毛细管的另一端则插入检测池中，电极的另一端与高压电源相连；

4)按照所述结构连接好U形中空纤维管，将U形中空纤维管浸没在有机萃取剂中10s，使纤维管壁小孔充满有机相，取出中空纤维管，将接受相注入中空纤维管内；

5)将步骤4)中的插着相微量抽吸装置和毛细管与电极，套设有U形中空纤维管的橡皮塞套在样品容器上，确保液相微量抽吸装置垂直伸入样品容器中，样品溶液的液面高于中空纤维管上端，开启磁力搅拌器开始萃取，目标萃取物首先被萃取至有机相中，继而又被反萃取至接受相中；所述搅拌速率为500～1500r/min搅拌速率应适当，太慢则会使萃取平衡时间较长，太快则会引起剧烈搅动而使萃取条件不稳定。

萃取完成后，打开高压电源进行进样，进样完后，将分离毛细管和电极从中空纤维中取出，即可对萃取后的样品直接进行毛细管电泳分离和安培检测。

如，萃取一段时间后，打开高压电源进行进样，进样完后，将分离毛细管和电极从中空纤维中取出，置于缓冲液池中。

依次连接仪器装置中的导线，打开LC-4C安培检测器，并调整好各仪器的参数，即可对萃取后的样品直接进行毛细管电泳分离和安培检测。

下面结合实施例对本发明进行进一步阐述。

实施例

采用多孔聚丙烯中空纤维管，纤维孔隙尺寸一般为0.2μm；液相微量抽吸装置为带有针头的注射器；U形中空纤维管一端套设于液相微量抽吸装置的针头前端大约2mm处；毛细管与铂电极同时浸入U形中空纤维管的另一端约10mm处；搅拌装置为磁力搅拌器；样品容器为2mL橡皮塞圆柱形平底细颈玻璃瓶。

1.在线液相微萃取

(1)首先在带有橡皮塞圆柱形平底细颈玻璃瓶中加入1mL样品，然后加入0.5mL酸(或碱)溶液调节样品溶液的酸碱度使目标萃取物以中性分子存在，加入磁搅拌子搅拌混匀。

(2)用液相微量抽吸装置吸取接受相溶液，将液相微量抽吸装置的针头通过橡皮塞的液相微量抽吸装置下端插口穿插入样品容器中，针头穿过塞子约1cm；

(3)将分离毛细管进样端和电极通过橡皮塞的毛细管插口插入样品容器中，分离毛细管进样端与铂电极穿过塞子约2cm；分离毛细管的另一端则插入检测池中，电极的另一端与高压电源相连；

(4)在插着注射器和毛细管与铂电极的塞子的反面套上一段U形中空纤维管。U形中空纤维管的一端套于注射器针头前端大约2mm，另一端同时插入毛细管和铂电极，以达到固定纤维管的目的，之后将U形中空纤维管浸没在有机萃取剂中10s，使纤维管壁小孔充满有机相，取出中空纤维管，将接受相注入中空纤维管内。

(5)将(4)中的插着相微量抽吸装置和毛细管与铂电极，套设有U形中空纤维管的橡皮塞套在中的细玻璃管上，确保液相微量抽吸装置垂直伸入样品容器中，样品溶液的液面高于中空纤维管上端，开启磁力搅拌器开始萃取，目标萃取物首先被萃取至有机相中，继而又被反萃取至接受相中。搅拌速率应适当，太慢则会使萃取平衡时间较长，太快则会引起剧烈搅动而使萃取条件不稳定。

2.萃取一段时间后，打开高压电源进行进样，进样完后，将分离毛细管和铂电极从中空纤维中取出，置于缓冲液池中。

3. 依次连接仪器装置中的导线，打开电脑，LC-4C安培检测器，并调整各仪器的参数，即可对萃取后的样品直接进行毛细管电泳-安培检测试验。