本文關(guān)鍵詞：納升級高效液相色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用在砷、汞形態(tài)分析中的應(yīng)用

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【摘要】：砷、汞均是人體致癌元素,且毒性具有形態(tài)依賴性,因此研究砷、汞在生物體內(nèi)的致毒機理是十分必要的。在生物化學(xué)分析中,多數(shù)條件下得到的樣品是非常有限的,有時只能得到10-50 nL。納升級高效液相色譜法(nanoHPLC)具有高色譜分辨率和低溶劑消耗的特點,將其與具有高靈敏度和多元素同時測定等優(yōu)點的等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)聯(lián)用,是實現(xiàn)納升樣品中砷、汞形態(tài)分析的理想方法之一。然而實現(xiàn)nanoHPLC與ICP-MS的聯(lián)用存在流速不匹配問題,這需要研制一款納流霧化器來作為兩者聯(lián)用的無鞘流接口。本論文在結(jié)合微量試樣中砷、汞形態(tài)分析的研究現(xiàn)狀、納升級高效液相色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)以及用于等離子體質(zhì)譜的納流霧化系統(tǒng)等方面的研究背景,以實現(xiàn)nanoHPLC與ICP-MS聯(lián)用為研究目的,進(jìn)行了以下研究：首先,研制一款低成本的可拆卸式納流霧化器,它由霧化器器體、進(jìn)樣毛細(xì)管和霧化器適配器組裝而成。該納流霧化器的進(jìn)樣毛細(xì)管的尖端采用砂紙打磨技術(shù),使其形成外壁厚約5μm,內(nèi)徑為20 μm的錐狀噴嘴。實驗結(jié)果表明：該納流霧化器在500 nL/min樣品提升量下,分析性能可達(dá)到甚至超過先前的微流量霧化器和納流霧化器。隨后,以自制納流霧化器作為nanoHPLC-ICP-MS聯(lián)用的無鞘流接口,分別研究了反相毛細(xì)管色譜和陰離子交換毛細(xì)管色譜在砷形態(tài)分離方面的應(yīng)用。在反相毛細(xì)管色譜體系中,選用自制的150 μm內(nèi)徑(i.d.) × 450 μm外徑(o.d.) × 15 cm規(guī)格色譜柱,以2.0mmol/L的四丁基氫氧化銨(TBAH)水溶液(pH 6.58)為流動相,在16min內(nèi)成功實現(xiàn)了50 nL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液中四種砷形態(tài)的分離。在陰離子交換毛細(xì)管色譜體系中,采用自制100 μm i.d. × 360 μm o.d. × 25 cm的色譜柱,以10.0mmol/L的酒石酸-酒石酸鈉緩沖溶液(pH 6.90)為流動相,在流速為620 nL/min的條件下獲得了比反相毛細(xì)管色譜體系更好更快的分離效果和更高的檢測靈敏度。最后,以自制納流霧化器作為無鞘流接口,建立反相毛細(xì)管色譜與ICP-MS聯(lián)用進(jìn)行汞形態(tài)分離的方法。以150 μm i.d. × 450 μm o.d.×15 cm的自制反相色譜柱,采用10.0 mmol/L的L-半胱氨酸水溶液(pH 5.00)為流動相,在13min之內(nèi)實現(xiàn)了汞形態(tài)的分離檢測。本文的創(chuàng)新點：本論文首次研制出一種低成本的可拆卸式納流霧化器,在保證霧化器的死體積、自吸率更低,所產(chǎn)生的氣溶膠粒徑分布更窄,分析物的傳輸效率更高的同時,實現(xiàn)了ICP-MS在納流樣品提升量下的100%耐有機溶劑性。此外,以自制的可拆卸式納流霧化器作為nanoHPLC-ICP-MS聯(lián)用的無鞘流接口,使納升級樣品的砷形態(tài)分析靈敏度提高了2-3倍,并首次實現(xiàn)納升級樣品的汞形態(tài)分析檢測且具有溶劑消耗低的特點。
【關(guān)鍵詞】：納流霧化器 等離子體質(zhì)譜 納升級高效液相色譜 砷形態(tài) 汞形態(tài)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.63
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-31
• 1.1 微量試樣中砷、汞的形態(tài)分析12-21
• 1.1.1 不同砷形態(tài)分析的重要性12-14
• 1.1.2 不同汞形態(tài)分析的重要性14-16
• 1.1.3 微量試樣中砷、汞形態(tài)分析現(xiàn)狀16-21
• 1.2 納升級高效液相色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用21-24
• 1.2.1 納升級高效液相色譜法21-22
• 1.2.2 納升級高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用的接口要求22-23
• 1.2.3 納升級高效液相色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)23-24
• 1.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜的納流霧化系統(tǒng)24-29
• 1.3.1 同心型霧化器霧化效率的影響因素24-25
• 1.3.2 配微型霧化室的氣動納流霧化器(nDS-200系列)25-27
• 1.3.3 改進(jìn)型直接注入式高效納流霧化系統(tǒng)(modified DIHEN)27-28
• 1.3.4 按需噴墨式氣溶膠發(fā)生器(DOD Aerosol Generator系列)28-29
• 1.4 小結(jié)29-30
• 1.5 課題研究內(nèi)容30-31
• 2 電感耦合等離子體質(zhì)譜可拆卸納流霧化器的研制31-45
• 2.1 引言31-32
• 2.2 實驗部分32-36
• 2.2.1 化學(xué)試劑和器材32-33
• 2.2.2 納流霧化器的研制33-34
• 2.2.3 儀器設(shè)備34-35
• 2.2.4 氣溶膠粒度分布和分析物輸送效率的測定35-36
• 2.3 結(jié)果與討論36-44
• 2.3.1 低成本可拆卸納流霧化器的結(jié)構(gòu)特點36-38
• 2.3.2 氣溶膠粒度分布和分析物輸送效率38-39
• 2.3.3 自制納流霧化器的分析性能39-42
• 2.3.4 甲醇和乙腈對信號強度的影響42-44
• 2.4 本章結(jié)論44-45
• 3 無鞘流的納升級液相色譜與ICP-MS聯(lián)用研究砷形態(tài)45-63
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實驗部分46-51
• 3.2.1 化學(xué)試劑和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)46-48
• 3.2.2 儀器設(shè)備48
• 3.2.3 毛細(xì)管色譜填充柱的制備48-49
• 3.2.4 實驗過程49-51
• 3.3 結(jié)果與討論51-62
• 3.3.1 常規(guī)色譜柱與毛細(xì)管色譜柱的比較51-52
• 3.3.2 樣品體積的優(yōu)化52-53
• 3.3.3 納升級反相色譜研究砷形態(tài)的色譜條件優(yōu)化53-56
• 3.3.4 納升級陰離子交換色譜研究砷形態(tài)的色譜條件優(yōu)化56-60
• 3.3.5 尿樣中的砷形態(tài)分析60-62
• 3.4 結(jié)論62-63
• 4 無鞘流的納升級液相色譜與ICP-MS聯(lián)用研究汞形態(tài)63-72
• 4.1 引言63
• 4.2 實驗部分63-66
• 4.2.1 試劑和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)63-64
• 4.2.2 儀器設(shè)備64-66
• 4.3 結(jié)果與討論66-71
• 4.3.1 洗脫方式的優(yōu)化66-67
• 4.3.2 流動相種類和濃度的優(yōu)化67-68
• 4.3.3 pH的優(yōu)化68-69
• 4.3.4 流速的優(yōu)化69-71
• 4.4 結(jié)論71-72
• 5 全文總結(jié)與展望72-75
• 5.1 全文總結(jié)72-73
• 5.2 主要創(chuàng)新點和展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-84
• 作者簡歷84

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