通過(guò)高效的分離、靈活的系統(tǒng)組合和智能的控制,實(shí)現(xiàn)不同的功能模式,是高效液相色譜近期發(fā)展的重要趨勢(shì)。本論文結(jié)合“十二五”科技部“重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)”的研究目標(biāo),在高效液相色譜系統(tǒng)的輸液組件、檢測(cè)組件、色譜分離固定相及系統(tǒng)控制與接口技術(shù)等方面開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)現(xiàn)有技術(shù)加以改進(jìn)和完善,輔以新的模塊,進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合以完成更多的功能,極大的拓寬了應(yīng)用范圍。1)以正十四醇為蓄能材料,設(shè)計(jì)了一種基于相變驅(qū)動(dòng)的微量輸液泵,壓力上限可以達(dá)到83MPa;也設(shè)計(jì)了一種電機(jī)直驅(qū)方式的新型輸液泵,壓力上限超過(guò)100MPa,可以穩(wěn)定輸出0～1000nL/min的流體,連續(xù)分析標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間RSD值(n=5)優(yōu)于1%。設(shè)計(jì)并考察了不同高壓梯度混合器方案的效果,通過(guò)流體力學(xué)模擬、雷諾系數(shù)推算和色譜行為測(cè)試,證實(shí)滾珠式和圓柱式方案具有更好的混合效果。設(shè)計(jì)了一種基于中心切割的低壓梯度分配方法,機(jī)械調(diào)試精度要求更低,即便是在凸輪定位不準(zhǔn)的情況下,同樣可以獲得良好的梯度分配準(zhǔn)確性。2)采用離軸非球面反射原理設(shè)計(jì)了一種高分辨色譜光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng),并利用Zemax和Flow Simulation進(jìn)行光學(xué)成像和風(fēng)道模擬,光路測(cè)試1024陣列光學(xué)分辨率為0.8 nm。以260nm LED為光源設(shè)計(jì)的微型單波長(zhǎng)檢測(cè)器,體積僅為65mm ×45mm ×60 mm(W×H×D),基本性能指標(biāo)達(dá)到常規(guī)檢測(cè)器要求。以熒光增白劑OB作為探針,對(duì)基于365nm LED光源設(shè)計(jì)的共聚焦型LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的性能進(jìn)行評(píng)價(jià),線性范圍達(dá)到3個(gè)數(shù)量級(jí)、最小檢出量達(dá)到0.14fmol。3)在多功能閥接口的基礎(chǔ)上,利用雙回路技術(shù),設(shè)計(jì)了一種新型一體化餾分收集-自動(dòng)進(jìn)樣器樣品接口。分別采用4種含苯環(huán)的化合物、5種標(biāo)準(zhǔn)蛋白為樣品,對(duì)接口的樣品收集-純度分析、樣品收集-選擇性再分離功能進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià),顯示其性能優(yōu)良。采用以太網(wǎng)作為系統(tǒng)的通訊接口,在傳統(tǒng)的UDP協(xié)議中增加端口過(guò)濾、儀器序列號(hào)過(guò)濾、協(xié)議框架和校驗(yàn)位過(guò)濾等屬性,以保證復(fù)雜系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了多功能液相色譜系統(tǒng),通過(guò)專用色譜數(shù)據(jù)工作站實(shí)現(xiàn)了集成化控制,大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性。4)利用“一鍋法”,將十八烷基三氯硅烷和3-巰丙基三甲氧基硅烷鍵合到硅膠表面,進(jìn)一步氧化制得C18-磺酸基雙改性固定相。采用制備的固定相,在反相模式下分離了5種烷基苯化合物;在親水模式下分離了3種核苷;對(duì)牛血清白蛋白酶解產(chǎn)物的分離也獲得了良好的結(jié)果。說(shuō)明這種固定相能夠提供多種作用位點(diǎn),同時(shí)具有多重分離機(jī)理。采用4步連續(xù)反應(yīng)成功制備了三嗪環(huán)-酰胺復(fù)合改性固定相,對(duì)苯胺、吡啶類兩組堿性化合物的分離結(jié)果表明其色譜性能優(yōu)良,可有效避免常規(guī)C18色譜柱分離堿性化合物時(shí)的峰形拖尾問(wèn)題。對(duì)1.9μm和2.6μm兩種具有放射狀孔道殼層結(jié)構(gòu)的新型核殼固定相進(jìn)行表征和色譜柱裝填工藝考察,制備的色譜柱理論塔板數(shù)達(dá)到177,100/m。5)利用構(gòu)建的多功能液相色譜系統(tǒng)開(kāi)展中藥成分、食品和環(huán)境中有毒物質(zhì)檢測(cè)及蛋白質(zhì)組學(xué)的相關(guān)應(yīng)用研究。在二極管陣列檢測(cè)模式下,發(fā)展了多種中藥飲片中非法添加物和有效成分的檢測(cè)方法,利用光譜輔助定性功能便捷地避免了假陽(yáng)性結(jié)果。在LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)模式下,發(fā)展了直接提取快速檢測(cè)飼料中苯并(a)芘的分析方法,與傳統(tǒng)方法相比前處理時(shí)間縮短90%,試劑消耗減少95%。利用核殼填料快速分離模式,發(fā)展了汽車尾氣中13種非甲烷有機(jī)氣體的分析方法,分析時(shí)間縮短了一半以上。利用系統(tǒng)的AD擴(kuò)展模式,聯(lián)用熒光檢測(cè)技術(shù)也發(fā)展了對(duì)不同基質(zhì)中苯并(a)芘的分析檢測(cè)方法。結(jié)合光化學(xué)衍生和柱后衍生系統(tǒng),完成了中藥、糧油中黃曲霉毒素和水果中的氨基甲酸酯類農(nóng)殘的檢測(cè)方法發(fā)展。以一體化餾分收集-自動(dòng)進(jìn)樣器為接口,構(gòu)建集成化全二維液相色譜分離系統(tǒng),以牛血清白蛋白酶解產(chǎn)物加以評(píng)價(jià),系統(tǒng)峰容量達(dá)到4752。進(jìn)一步利用系統(tǒng)的多功能一體化優(yōu)勢(shì),對(duì)酵母蛋白進(jìn)行全分析,依次完成了蛋白質(zhì)的高效二維分離,蛋白質(zhì)的在線酶解、富集、除鹽,酶解肽段的微納快速分離及質(zhì)譜檢測(cè)等操作,充分體現(xiàn)了集成化系統(tǒng)的功能及其在復(fù)雜生物樣品分析中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O657.72
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 高效液相色譜系統(tǒng)關(guān)鍵組件的研究進(jìn)展
        1.1.1 輸液泵
        1.1.2 檢測(cè)器
        1.1.3 色譜柱及其填料
        1.1.4 聯(lián)用技術(shù)
    1.2 高效液相色譜系統(tǒng)接口技術(shù)研究進(jìn)展
        1.2.1 流路接口
        1.2.2 通訊及數(shù)據(jù)接口
    1.3 高效液相色譜系統(tǒng)集成化與功能化
    1.4 本論文的主要工作
2 系統(tǒng)關(guān)鍵組件的研制與評(píng)價(jià)
    2.1 基于新型驅(qū)動(dòng)方式的輸液泵研制
        2.1.1 蓄能材料相變驅(qū)動(dòng)的新型輸液泵的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
        2.1.2 基于電機(jī)直驅(qū)的微納輸液泵的研制與評(píng)價(jià)
    2.2 新型高效梯度混合器的研制
        2.2.1 新型高壓梯度混合器中流體輸運(yùn)的理論模擬與設(shè)計(jì)
        2.2.2 基于中心切割的低壓四元梯度混合器設(shè)計(jì)
    2.3 高分辨率色譜光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、理論模擬與評(píng)價(jià)
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.2 結(jié)果與討論
    2.4 以高亮度LED為光源的新型檢測(cè)器研制
        2.4.1 LED單波長(zhǎng)檢測(cè)器的設(shè)計(jì)與初評(píng)
        2.4.2 LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
    2.5 小結(jié)
3 系統(tǒng)集成化接口組件與一體化控制研究
    3.1 一體化餾分收集-自動(dòng)進(jìn)樣器樣品接口的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.2 結(jié)果與討論
    3.2 閥接口的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
        3.2.1 閥接口的設(shè)計(jì)
        3.2.2 閥接口的基本性能評(píng)價(jià)
    3.3 控制電路及軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 通訊接口及通訊協(xié)議
        3.3.2 電路設(shè)計(jì)
    3.4 多功能液相色譜系統(tǒng)的集成
    3.5 小結(jié)
4 新型高選擇性高效液相色譜用分離介質(zhì)的制備
18-磺酸基雙改性液相色譜固定相的制備與評(píng)價(jià)'>    4.1 C₁₈-磺酸基雙改性液相色譜固定相的制備與評(píng)價(jià)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.2 結(jié)果與討論
    4.2 三嗪環(huán)-酰胺復(fù)合改性硅膠固定相的制備與評(píng)價(jià)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.2 結(jié)果與討論
    4.3 放射狀孔道核殼型快速分離固定相的評(píng)價(jià)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.2 結(jié)果與討論
    4.4 小結(jié)
5 系統(tǒng)的模塊化組合與應(yīng)用研究
    5.1 二極管陣列檢測(cè)器（DAD）光譜輔助定性功能的開(kāi)發(fā)
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.1.2 結(jié)果與討論
    5.2 基于LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的快速檢測(cè)應(yīng)用
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.2 結(jié)果與討論
    5.3 AD擴(kuò)展模塊應(yīng)用于苯并（a）芘的高靈敏檢測(cè)方法發(fā)展
        5.3.1 模塊化組合
        5.3.2 HPLC-AD-FD檢測(cè)油炸食品中的苯并（a）芘
        5.3.3 HPLC-AD-FD分析化妝品中的苯并（a）芘
    5.4 核殼結(jié)構(gòu)固定相應(yīng)用于環(huán)境污染物的快速分離研究
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.4.2 結(jié)果與討論
    5.5 二維色譜分離系統(tǒng)的構(gòu)建及其對(duì)BSA酶解產(chǎn)物的分離研究
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.5.2 結(jié)果與討論
    5.6 柱后衍生模塊的構(gòu)造及應(yīng)用研究
        5.6.1 柱后光化學(xué)衍生液相色譜法測(cè)試黃曲霉毒素
        5.6.2 柱后衍生液相色譜法檢測(cè)蘋果不同部位氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留
    5.7 酵母蛋白的在線分析
        5.7.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.7.2 結(jié)果與討論
    5.8 小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


本文編號(hào)：2858667