高效微流电色谱系统优化研究及其在食品安全中的应用

发布时间：2017-04-11 03:15

  本文关键词：高效微流电色谱系统优化研究及其在食品安全中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：加压毛细管电色谱(pressurized capillary electrochromatography,pCEC),即高效微流电色谱,是液相色谱分离技术发展过程中新兴的高效电动微分离技术。它把毛细管液相色谱和毛细管电泳有机地结合在一起,具有高柱效、高分辨度、高选择性以及环境友好的优异性能。新型全盘自动化高效微流电色谱仪的模块如下:二元溶剂梯度输送系统、微流控、自动进样器、高压电源、柱温箱、紫外检测器、中央控制器、溶剂托盘。其中,除了紫外检测器,高效微流电色谱还可以与其他检测器联用,如微型蒸发光散射检测器、微型激光诱导荧光检测器、纳喷-质谱、微型电化学检测器。全盘自动化高效微流电色谱仪及其多种检测模式,为生命科学、药物研究、食品安全、农残检测及环境保护等研究领域提供了创新的分离分析技术手段。本文在原高效微流电色谱体系的基础上进行改进和优化,加入了全自动控制、柱温箱、纳升级进样阀,提高了整机的稳定性和精密度。此外,将高效微流电色谱与其他检测器联用,优化了与质谱联用的接口和管路,初步尝试了pCEC-CCD的基本联接。最后,将高效微流电色谱应用于实际样品检测中,实现了pCEC-LIF检测食品中的黄曲霉毒素,以及pCEC-UV检测食品中的防腐剂和抗氧化剂,扩大了pCEC的应用范围。本论文共分为七个部分:第一章介绍了所研究课题的背景和意义,包括毛细管电泳、毛细管电色谱、高效微流电色谱的原理、相关应用进展、主要仪器构造。概括了高效微流电色谱系统优化研究的内容及其在食品安全方面的应用。第二章的工作主要对高效微流电色谱体系进行优化及评价。1.将柱温箱接入到高效微流电色谱体系中,测试不同温度(4℃,10℃,20℃,30℃,40℃),不同模式下(μHPLC和pCEC),色谱峰保留时间、柱效、峰面积、拖尾因子的变化。发现加入柱温箱以后,达到温度精确可控,避免了外界环境的干扰以及焦耳热造成的影响,确保实验的稳定性和精密度,在分析方法建立中,可以将温度作为可优化的条件,改变样品的保留时间进而改变样品的分离度。2.对pcec中的分流四通进行更改,比较常用1/16英寸四通和1/32英寸四通的区别。通过比较在相同体系下的柱效差别,以及连接的方便性,选取1/32英寸四通为最优部件。3.将高精密度纳升级旋转式进样阀接入到pcec体系,通过高精密度定量阀的定量环进行满环定量进样。比较几种不同加电方式(微型三通、不锈钢两通、钛合金两通)造成的死体积及电极反应,最终选择钛合金两通做为连接部件,为实现pcec的准确定量进样打下基础。第三章主要是将高效微流电色谱在与纳喷-质谱联接,分流四通处施加正极、毛细管色谱柱末端施加零级,选择比较不同的联接方式,考察电极反应的现象及对柱效的影响,最终选择隔离槽作为连接的部件。此外,对分流四通和六通进样阀之间的管路进行优化。比较连接管路的材质、内径、长度,最后选择20cm长,内径为100μm的peek管进行连接。第四章主要是初步将ccd检测器和高效微流电色谱联用,进行检出限的检测,对比了qe6500和usb2000+光谱仪的检出限,并与紫外检测器检出限相比,为pcec-ccd联用以及检测池的设计打下基础。第五章主要是借助pcec-lif测定食品中的黄曲霉毒素b1、b2、g1、g2。采用三氟乙酸(tfa)衍生,使用c18毛细管色谱柱(1.8μm粒径),流动相是45%甲醇(含0.05%甲酸),分离电压为15kv,分流比是1:300,4种样品经衍生后达到基线分离。各样品的检出限(s/n=3)分别为0.02、0.016、0.008、0.01μg/l,有很好的线性关系。样品通过乙腈/水(v:v,90:10)提取,滤膜过滤后净化,氮吹浓缩,三氟乙酸完全避光进行衍生,样品加标回收率在90.0%~112.0%之间,rsd在0.5%~1.9%之间。将所建立方法应用于花生酱、玉米油等食品的分析,方法灵敏度高,取得了良好的分析结果。第六章主要是建立了pcec-uv同时检测食品中的防腐剂、抗氧化剂的方法。梯度洗脱进行分析,用乙腈-水(0.05%甲酸),分流比为1:300,分离电压为15kv,八种抗氧化剂、防腐剂可实现快速分离。各样品的检出限(s/n=3)分别为0.8、1.0、5.0、1.7、2.5、3.1、1.6、8.3μg/ml,r0.999,样品加标回收率90.7%~101.1%,RSD在0.1%~1.9%之间。在植物油样品的实际分析中,取得了良好的结果。第七章对上述实验进行了总结,并对未来相关实验的进行了展望。
【关键词】：高效微流电色谱 系统优化 检测器联用 食品安全
【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】：R155.5;O657.7
【目录】：

• 摘要5-8
• 英文摘要8-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 毛细管电色谱14-15
• 1.1.1 毛细管电泳概述14
• 1.1.2 毛细管电色谱概述14-15
• 1.1.3 毛细管电色谱应用进展15
• 1.2 高效微流电色谱15-18
• 1.2.1 高效微流电色谱概述15-16
• 1.2.2 高效微流电色谱仪器构造16
• 1.2.3 高效微流电色谱应用进展16-18
• 1.3 本论文的意义与研究内容18-20
• 第二章 高效微流电色谱体系的优化及评价20-54
• 2.1 研究背景20
• 2.2 适用于微分离体系的控温系统（柱温箱）的评价20-29
• 2.2.1 实验条件20
• 2.2.2 实验内容20-21
• 2.2.3 实验结果21-27
• 2.2.4 实验讨论27-29
• 2.3 分流四通优化及评价29-39
• 2.3.1 实验条件29
• 2.3.2 实验内容29-32
• 2.3.3 实验结果32-36
• 2.3.4 实验讨论36-39
• 2.4 高精密度纳升级旋转式进样阀接入到pCEC体系的评价39-53
• 2.4.1 实验条件39
• 2.4.2 实验内容39-43
• 2.4.3 实验结果43-51
• 2.4.4 实验讨论51-53
• 2.5 实验小结53-54
• 第三章 高效微流电色谱与质谱联用54-62
• 3.1 研究背景54
• 3.2 实验条件54
• 3.3 实验内容54-55
• 3.4 实验结果55-60
• 3.4.1 连接部件的选择55-58
• 3.4.2 连接管路的优化58-60
• 3.5 实验小结60-62
• 第四章 高效微流电色谱与CCD检测器联用62-71
• 4.1 研究背景62
• 4.2 实验条件62-63
• 4.3 实验内容63-64
• 4.4 实验结果64-69
• 4.5 实验小结69-71
• 第五章 加压毛细管电色谱-激光诱导荧光法检测食品中的黄曲霉毒素71-78
• 5.1 研究背景71
• 5.2 材料与方法71-72
• 5.2.1 仪器和试剂71
• 5.2.2 标准溶液的配制71-72
• 5.2.3 样品前处理72
• 5.2.4 柱前衍生条件72
• 5.2.5 pCEC-LIF色谱条件72
• 5.3 pCEC-LIF色谱条件的选择与优化72-74
• 5.3.1 有机溶剂的选择72
• 5.3.2 缓冲液种类和浓度72
• 5.3.3 pH的影响72-73
• 5.3.4 分离电压的选择与优化73-74
• 5.4 分析方法学验证74-75
• 5.4.1 精密度74
• 5.4.2 线性范围和检出限74-75
• 5.4.3 加标回收率75
• 5.5 实际样品测定75-76
• 5.6 实验小结76-78
• 第六章 加压毛细管电色谱同时测定食品中的防腐剂和抗氧化剂78-86
• 6.1 研究背景78
• 6.2 材料与方法78-79
• 6.2.1 材料与仪器78
• 6.2.2 标准溶液的配制78-79
• 6.2.3 样品前处理79
• 6.2.4 色谱条件79
• 6.3 色谱条件的选择与优化79-81
• 6.3.1 有机溶剂的选择79
• 6.3.2 缓冲液种类和浓度79-80
• 6.3.3 pH的影响80
• 6.3.4 分离电压的选择与优化80-81
• 6.4 分析方法学验证81-84
• 6.4.1 精密度81
• 6.4.2 线性范围和检出限81-82
• 6.4.3 加标回收率82-84
• 6.5 实际样品测定84-85
• 6.6 实验小结85-86
• 第七章 总结与展望86-88
• 参考文献88-91
• 致谢91-92
• 攻读硕士学位期间已发表和录用的论文92

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