毛细管电泳—安培检联用技术的方法和应用研究_0.doc

毛细管电泳—安培检测联用技术的方法和应用研究 【摘要】：毛细管电泳(CapillaryElectrophoresis，CE)是离子和荷电粒子以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度或／和分配系数的差异而实现高效、快速分离的一类新型液相分离技术。毛细管电泳具有高效、快速、经济、环保等优点，其研究和应用广泛涉及了食品卫生、药物分离、环境分析、生化分析等几乎所有的分析领域。毛细管电泳具有多种联用检测技术，如紫外检测、荧光检测、电化学检测和质谱等。其中，电化学检测中的安培检测技术，相对而言具有较高的灵敏度，且线性范围宽、仪器简单、成本低廉、操作简便，因而毛细管电泳-安培检测法在分析化学领域得到了越来越广泛的研究、应用和发展。本论文基于毛细管电泳-安培检测联用技术高效、快速、灵敏、方便的优势，从化学修饰电极的研制入手，对饮料、氨基酸、菊花、染发剂等食品及日常用品中的有效或有毒成分进行分离检测。不仅扩展了毛细管电泳-安培检测联用技术的应用范围，提高了检测灵敏度，改善了分离效果，而且进一步建立新的实验方法同时分离检测苯二胺类和苯二酚类同分异构体等复杂体系，得到了好的实验结果。论文主要分以下七个部分：第一章简要地综述了毛细管电泳的发展历史、基本原理、分离模式、联用检测技术，应用领域研究进展以及本论文研究的目的和意义。第二章研究制作了同时以聚乙二醇和氧化亚铜为修饰剂的新型双修饰剂碳糊电极(PEG-Cu_2OCPME)，并首次将其应用于糖类物质和抗坏血酸的毛细管区带电泳-安培检测。在研究中，通过实验考察各种实验参数对分离检测的影响，最终成功实现了对葡萄糖、蔗糖、果糖和抗坏血酸的同时分离和检测。与未经修饰的纯碳糊电极或只含有一种修饰剂的碳糊电极相比，PEG-Cu_2O碳糊修饰电极在相对较低的检测电位下(+0．30Vvs．SCE)具有较好的催化氧化特性，灵敏度显著提高。在最优化的实验条件下，以此新型碳糊修饰电极为工作电极，上述四种组分在22min内可以得到完全的分离检测。葡萄糖、蔗糖、果糖和抗坏血酸的线性范围均为1．0×10~(-6)～5．0×10~(-5)molL~(-1)，检测限最低达到1．0×10~(-7)molL~(-1)数量级(信噪比为3)。实验结果表明，本法具有分离效率高、分析操作简便、检测灵敏度高、结果重现性好等优点，对实际样品的检测得到满意结果。第三章首次利用多壁碳纳米管和氧化亚铜同时做碳糊电极修饰剂测定了19种重要的氨基酸。因氨基酸本身缺乏用于检测的光学性质，如光吸收、光发射和电化学活性，所以常常需要各种衍生技术使其具有光活性或者电化学活性。本文摒弃传统的衍生法，应用多壁碳纳米管和氧化亚铜双修饰剂碳糊电极测定了19种重要的氨基酸。研究发现在此修饰电极上，19种氨基酸的电化学响应与缓冲溶液的pH值有密切的关系，并进一步探索了反应机理。应用该碳糊修饰电极成功地对其中六种电化学响应较高的氨基酸(精氨酸、色氨酸、组氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸)进行了毛细管区带电泳-安培检测。在最佳实验条件下，六种分析物可在20min内达到基线分离，其检测限达10~(-7)～10~(-8)molL~(-1)数量级(信噪比为3)，该方法简便易行，灵敏度高，检测结果令人满意。第四章制备了一种新型的聚VB_(12)修饰电极并将其应用于毛细管电泳-安培检测中同时分离检测水果和蔬菜中的抗氧化剂。与普通碳电极相比，此修饰电极对谷胱甘肽、抗坏血酸、香草酸、绿原酸、水杨酸和咖啡酸的电化学催化氧化性质有显著提高。将该修饰电极用于毛细管电泳-安培检测，考察了影响毛细管电泳分离的各种因素：缓冲体系的pH值及溶液的浓度、分离电压、检测电位、进样时间等。在最优化的实验条件下，这六种抗氧化剂能够在pH8．4的硼砂-磷酸缓冲中15min内完全分离。并且线性范围较宽2．5×10~(-7)～1．0×10~(-4)molL~(-1)，检测限达到10~(-7)～10~(-8)molL~(-1)数量级(信噪比为3)。结果表明：此法具有操作简便、灵敏度高、重现性好的优点，可以用于实际样品的检测。第五章利用毛细管区带电泳-安培检测技术实现了对染发剂中的邻、间、对苯二胺及邻、间苯二酚的同分异构体的分离检测。考察了缓冲溶液的pH和浓度、分离电压、检测电位、进样时间等实验参数对分离检测的影响。在最优化的实验条件下，以Pt电极作为工作电极，在+0．85V的检测电位下，这5种分析物在15min内实现基线分离，其线性范围为1．0×10(-6)～1．0×10(-4)molL~(-1)，检测限最低可达10~(-7)molL~(-1)数量级(信噪比为3)。实验成功分离检测了8种染发剂样品中的五种同分异构体，回收率为91．0～108．0％，相对标准偏差低于5．0％。结果表明，用铂电极作为工作电极应