微流蒸发光散射检测器的优化及其与毛细管液相分离体系联用及在药物分析中的应用

发布时间：2017-10-01 02:35

  本文关键词：微流蒸发光散射检测器的优化及其与毛细管液相分离体系联用及在药物分析中的应用

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【摘要】：毛细管液相分离技术主要包括毛细管高效液相色谱法(CLC)、毛细管电泳(CE)和毛细管电色谱(CEC)等。加压毛细管电色谱(p CEC)正是毛细管液相分离系统的一种典型代表,它集合了毛细管高效液相色谱(CHPLC)与毛细管电泳的双重分离机理,既具有高柱效、高分辨度、高选择性的分离特性,又拥有准确定量和梯度洗脱的优势,在生命科学、药物分析、食品化工以及环境检测领域都受到了广泛关注。目前,适用于加压毛细管电色谱的检测器有紫外,激光诱导荧光,电化学,质谱等。较常规液相色谱法,尚缺乏一种通用型检测器。自上世纪六七十年代开始,随着高效液相色谱分离技术迅速的发展,推动了蒸发光散射检测器(ELSD)的作为一种通用型检测器的研制。它的通用性特征表现在不依赖物质结构或光学特性,适用于检测一切挥发性低于流动相的物质。由于蒸发光散射检测器在色谱峰展宽方面贡献极小,且较小流量的色谱洗脱液雾化后更易蒸发,非常适合用于毛细管微分离体系的检测。因而将其发展为适用加压毛细管电色谱的通用型检测器具有非常大的意义。蒸发管散射检测器主要适用于常规高效液相色谱仪,而与毛细管液相分离系统洗脱液微升至纳升级的流量不匹配。本课题组致力于适用于加压毛细管电色谱的微流蒸发光散射检测器(μELSD)的研制和优化研究,已初步研制成功了微流蒸发光散射检测器,并搭建其与加压毛细管电色谱联用平台。本研究主要对μELSD的微流雾化、蒸发、鞘流和光散射检测系统进一步进行优化,相对先前仪器的性能得到显著提高。搭建的μELSD与p CEC联用平台进行川贝枇杷糖浆中六种活性成分(桔梗皂苷D、贝母辛、齐墩果酸、西贝碱、贝母甲素和贝母乙素)的含量测定,充分验证了p CEC-μELSD联用仪的实用性。μELSD的研制和优化为p CEC、CLC、CEC、CE等毛细管液相分离体系开辟了更广阔的应用空间。本论文共分为五章,主要内容包括:第一章综述了蒸发光散射检测器的基本构造、工作原理及优势应用。其次总结了毛细管分离系统及与相关检测器联用研究。此外,对川贝枇杷糖浆,药理作用以及其有效成分的分析方法研究进行了背景介绍。第二章分别对微流雾化和蒸发系统进行了优化考察。首先进行了雾化系统中雾化喷嘴内径和雾化喷针壁厚的结构优化,雾化喷嘴内径由470μm降低至370μm,葡萄糖样品色谱峰的拖尾因子由3.6显著降为1.2,雾化载气流速也由原来的2.0 L/min降至0.25 L/min,样品信号值提高约5倍左右;其次对雾化喷嘴部位雾化载气流场进行了CFD模拟,验证了喷嘴优化设计的合理性,并提示应进行雾化蒸发管内径的优化;接着进行了蒸发管内径的优化,验证了CFD模拟给与的启示,小内径(8 mm)的蒸发管会造成雾化后的气溶胶颗粒对蒸发管壁的撞击,引起较大的基线噪声,信号响应降低,优化出最佳的蒸发管内径在12 mm左右;采用电阻丝缠绕加热结合PID温控装置,使蒸发加热更均匀、快速、准确,且适宜在较低温度下进行蒸发,可进行半挥发性、热不稳定性物质的分析检测,拓宽了微流蒸发光散射检测器的应用范围。第三章进行了鞘流装置和光散射池的优化。重新设计了适用于微分离体系的鞘流结构,优化的最佳鞘流流速为0.5 L/min,显著提高了样品信噪比,改善样品峰形,提升仪器稳定性。进行了激光光源功率的考察,随着激光功率的变大基线噪声和信号响应值成正比;重新设计并考察了斜面光阱,可显著降低仪器背景吸收,拓宽其线性范围。第四章搭建了p CEC-μELSD联用分析平台,并对其进行了系统评价和应用研究。本章考察了μESLD适用的毛细管分离体系液体流量范围在0.1~2.0μL/min,6针重复进样的峰面积RSD值1%,葡萄糖样品在0.1~20 ng范围内线性良好,检测限为100 pg;验证了μELSD对色谱展宽无影响,不会造成色谱柱柱效的损失,因而十分适宜与毛细管分离体系的联用。进行了p CEC-μELSD联用测定川贝枇杷糖浆中6种有效成分(桔梗皂苷D、贝母辛、齐墩果酸、西贝素、贝母甲素和贝母乙素)的含量检测和方法学验证。采用C18毛细管色谱柱(EP-150-15-3-C18),优化出最佳的分析条件为:流动相A为乙腈,流动相B为10 mmol·L-1甲酸-三乙胺水溶液(p H 11.0),梯度洗脱(0~5min,30%~40%A;5.01~15 min,60%~90%A),柱流速为1.02μL·min-1,施加电压为+10 k V,雾化载气流速为0.4 L·min-1,蒸发温度为40℃。川贝枇杷糖浆中6种有效成分可在10 min内得到分离检测,6种有效成分的线性范围可达4个数量级,检出限均在pg水平,加样回收率为97.9%~103.0%。所建立的p CEC-μELSD联用方法精密度、重复性和稳定性良好,且简便、快速、可靠,充分展现出了所构建的p CEC-μELSD联用系统在分析测定复杂中药中各种有效成分含量的优势。第五章对论文进行了总结并展望了该技术的应用前景。
【关键词】：微流蒸发光散射检测器 加压毛细管电色谱 川贝枇杷糖浆 贝母生物碱 齐墩果酸 桔梗皂苷D
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R917
【目录】：

• 摘要5-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 前言16-29
• 1.1 蒸发光散射检测器介绍16-22
• 1.1.1 蒸发光散射检测器的仪器构造及原理16-20
• 1.1.1.1 雾化理论17-18
• 1.1.1.2 蒸发原理18-19
• 1.1.1.3 光散射检测原理19-20
• 1.1.2 蒸发光散射检测器的优势比较20-21
• 1.1.3 蒸发光散射检测器在药物分析中的应用21-22
• 1.2 毛细管液相分离系统的研究进展22-25
• 1.2.1 毛细管液相分离系统简介22-23
• 1.2.2 毛细管液相分离系统联用检测技术介绍23-25
• 1.2.2.1 紫外检测23
• 1.2.2.2 荧光检测23-24
• 1.2.2.3 电化学检测24
• 1.2.2.4 示差折光检测24
• 1.2.2.5 其他检测技术24-25
• 1.3 川贝枇杷糖浆25-27
• 1.3.1 川贝枇杷糖浆简介25-26
• 1.3.2 川贝枇杷糖浆的药理作用26
• 1.3.3 检测技术26-27
• 1.4 本文研究的意义及内容27-29
• 第二章 微流蒸发光散射检测器微流雾化和蒸发系统的优化29-42
• 2.1 研究背景29-30
• 2.2 实验部分30-31
• 2.2.1 实验仪器、材料及试剂30
• 2.2.2 样品溶液的配制30-31
• 2.2.3 色谱条件31
• 2.3 结果与讨论31-41
• 2.3.1 微流雾化系统31-35
• 2.3.1.1 微流雾化喷嘴内径的优化32-34
• 2.3.1.2 薄壁雾化喷针的优化34-35
• 2.3.2 微流雾化系统CFD模拟35-38
• 2.3.3 微流蒸发系统38-41
• 2.3.3.1 蒸发管内径的优化38-39
• 2.3.3.2 温控系统的优化39-41
• 2.4 本章小结41-42
• 第三章 微型蒸发光散射检测器鞘流装置和检测系统的优化42-54
• 3.1 研究背景42-43
• 3.2 实验部分43-44
• 3.2.1 实验仪器、材料及试剂43
• 3.2.2 样品溶液的配制43
• 3.2.3 实验方法43-44
• 3.3 结果与讨论44-53
• 3.3.1 鞘流装置的重新设计44-45
• 3.3.2 鞘流影响的考察45-47
• 3.3.3 激光光源的考察47-48
• 3.3.4 光阱的优化48-49
• 3.3.5 仪器整机性能评价49-52
• 3.3.6 色谱峰展宽考察52-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 加压毛细管电色谱-微流蒸发光散射检测器联用系统的构建及其应用于川贝枇杷糖浆中6种活性成分的测定54-68
• 4.1 研究背景54-55
• 4.2 实验部分55-56
• 4.2.1 仪器、试剂与材料55
• 4.2.2 对照品储备液的制备55
• 4.2.3 供试品溶液的制备55-56
• 4.2.4 阴性样品溶液的制备56
• 4.2.5 pCEC-μELSD分析条件56
• 4.3 结果与讨论56-66
• 4.3.1 pCEC-μELSD联用平台的构建56-57
• 4.3.2 流动相体系的选择57-59
• 4.3.2.1 流动相pH的选择58-59
• 4.3.2.2 添加剂浓度的选择59
• 4.3.3 pCEC施加电压的研究59-60
• 4.3.4 μELSD检测条件的确定60-62
• 4.3.4.1 载气流速的确定61-62
• 4.3.4.2 蒸发温度的确定62
• 4.3.5 方法学的考察62-66
• 4.3.5.1 线性关系62-63
• 4.3.5.2 精密度、重复性、稳定性63-64
• 4.3.5.3 专属性实验64-65
• 4.3.5.4 加样回收率实验65-66
• 4.3.6 样品含量的测定66
• 4.4 本章小结66-68
• 第五章 总结与展望68-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间发表的学术研究成果72-73
• 参考文献73-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 赵宇新,李曼玲;蒸发光散射检测器在中药成分分析中的应用[J];中国中药杂志;2003年10期

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本文编号：951880