本實(shí)用新型涉及一種磁性納米顆粒分散固相萃取-磁針解吸質(zhì)譜分析裝置。
背景技術(shù):
現(xiàn)代化學(xué)分析樣品前處理面臨樣品基質(zhì)復(fù)雜,目標(biāo)化合物濃度低以及樣品體積小等諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的前處理方法,如柱式固相萃取和液液萃取等,存在前處理時(shí)間長(zhǎng),有機(jī)溶劑消耗量大,以及目標(biāo)物潛在損失大等缺點(diǎn)。如何實(shí)現(xiàn)高效萃取和儀器分析的結(jié)合,降低分析成本是目前化學(xué)分析需要解決的主要問(wèn)題之一。將質(zhì)譜分析和樣品前處理直接結(jié)合可以有效地縮短分析時(shí)間,如將固相微萃取與解析電噴霧技術(shù)結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的高靈敏度分析,但是固相微萃取技術(shù)由于目標(biāo)物在溶液體系和萃取探頭之間的轉(zhuǎn)移速度慢,存在萃取時(shí)間長(zhǎng)和目標(biāo)物在萃取頭表面分布不均勻等缺點(diǎn),容易降低檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏性。磁性納米顆粒分散固相萃取技術(shù)將磁性納米顆粒分散于溶液體系中,可以通過(guò)超聲實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分子在溶液體系和納米顆粒之間的快速轉(zhuǎn)移,但是由于磁性納米顆粒不能實(shí)現(xiàn)與質(zhì)譜的直接結(jié)合,需要將目標(biāo)分子從顆粒表面解析后,進(jìn)一步濃縮和分離后進(jìn)樣,不能簡(jiǎn)化操作過(guò)程。此外,納升電噴霧技術(shù)具有溶劑使用量少、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)。因此,亟需建立磁性分散固相萃取-直接納升電噴霧質(zhì)譜分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)快速分散萃取和高靈敏度質(zhì)譜分析的有效結(jié)合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型的目的是提供一種磁性納米顆粒分散固相萃取-磁針解吸質(zhì)譜分析裝置。該裝置首先通過(guò)磁性納米顆粒吸附待測(cè)溶液體系中的目標(biāo)物分子,然后用磁針吸附分散于目標(biāo)溶液體系中的磁性納米顆粒后,將磁針置于石英毛細(xì)管內(nèi),毛細(xì)管針尖對(duì)接質(zhì)譜進(jìn)樣口處,磁針直接加載電壓和溶劑,實(shí)現(xiàn)磁針表面目標(biāo)分子解吸和離子化。通過(guò)使用不同的磁性納米顆粒吸附材料,可以滿(mǎn)足不同類(lèi)型目標(biāo)物的快速富集和質(zhì)譜分析。如可以用來(lái)快速萃取分析水樣中的抗生素,豆芽提取液中的6-芐氨基腺嘌呤以及蛋白質(zhì)酶解液中的磷酸化肽段等。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
一種磁性納米顆粒分散固相萃取-磁針解吸質(zhì)譜分析裝置,包括三維移動(dòng)支架、磁針、毛細(xì)管以及質(zhì)譜儀,其中,所述磁針的固定端固定在三維移動(dòng)支架上,在三維移動(dòng)支架的帶動(dòng)下調(diào)整位置,且所述磁針與直流電源連接;
磁針的工作端吸附有磁性納米顆粒,磁性納米顆粒上吸附有目標(biāo)物,所述工作端插入毛細(xì)管中,毛細(xì)管的出口端與質(zhì)譜儀的進(jìn)樣口相對(duì)設(shè)置;
所述毛細(xì)管的進(jìn)口端的上方設(shè)置有盛裝有解吸液的注射器,注射器的出口端位于磁針的上方;
磁性納米顆粒上的目標(biāo)物在解吸液和直流電的作用下,電離、解吸后進(jìn)入毛細(xì)管中,并通過(guò)毛細(xì)管的出口進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。
其中,三維移動(dòng)支架是指該支架可以沿前后、上下、左右運(yùn)動(dòng),將磁針固定在三維移動(dòng)支架上,三維移動(dòng)支架的運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)磁針的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而調(diào)整磁針的位置。
利用磁性納米顆粒對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行富集,節(jié)省了萃取的時(shí)間,并提高了萃取的均勻程度,提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型的巧妙之處為將吸附有磁性納米顆粒的磁針插入毛細(xì)管中,并且與直流電源連接,在磁針的上方設(shè)置盛裝有解吸液的注射器,使磁性納米顆粒在直流電和解吸液的作用下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物分子的解吸和離子化,在使用較少解吸液的情況下,提高了解吸的速度,使毛細(xì)管中的目標(biāo)物的濃度較高,不需要進(jìn)一步的濃縮和分離,簡(jiǎn)化了操作過(guò)程,且實(shí)現(xiàn)了固相萃取與質(zhì)譜的直接聯(lián)用。
優(yōu)選的,所述毛細(xì)管自磁針的插入端向質(zhì)譜儀的出口端向下傾斜設(shè)置,與水平方向之間的夾角為30-60°。
毛細(xì)管傾斜設(shè)置,一方面避免解吸后的目標(biāo)物溶液從毛細(xì)管的進(jìn)口側(cè)流出,另一方面便于毛細(xì)管中的目標(biāo)物溶液從毛細(xì)管的出口側(cè)流出,以及保證了目標(biāo)物溶液流出的速度和均勻性,進(jìn)而使進(jìn)樣的速度趨于均勻。
優(yōu)選的,所述磁針為針灸磁針,針灸磁針的直徑為0.18mm,長(zhǎng)度為10cm。
優(yōu)選的,所述注射器與蠕動(dòng)注射泵連接。
蠕動(dòng)注射泵可以控制注射器注射的速度,進(jìn)而控制滴在磁針上的解吸液的量,實(shí)現(xiàn)了解吸速度和解吸后目標(biāo)物的濃度的控制。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述注射器的容積為200μL。
優(yōu)選的,所述三維移動(dòng)支架為絕緣的。
由于磁針需要與高壓可調(diào)直流電源連接,磁針又與三維移動(dòng)支架連接,為了保證操作人員的安全,需要將三維移動(dòng)支架設(shè)置為絕緣的。此處的絕緣的,可以是三維移動(dòng)支架本身的材質(zhì)為絕緣的,如木質(zhì)、塑料、玻璃等材質(zhì),也可以是在三維移動(dòng)支架本體的外表面涂覆或粘結(jié)絕緣層,如在外表面粘結(jié)一層橡膠絕緣層,只要起到絕緣的作用即可。
上述磁性納米顆粒分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析裝置在分析檢測(cè)中的應(yīng)用。
一種磁性納米顆粒分散固相萃取-磁針解吸質(zhì)譜分析方法,包括如下步驟:
1)將磁性納米顆粒分散于待測(cè)溶液中,超聲萃?。?/p>
2)將磁針插入待測(cè)溶液中,收集磁性納米顆粒;
3)將磁針固定在分析裝置中,開(kāi)啟電源和注射器,向磁針表面滴加解吸液;
4)調(diào)整電源電壓,根據(jù)攝像頭中形成的噴霧效果,調(diào)整磁針與質(zhì)譜儀進(jìn)樣口之間的距離,使獲得穩(wěn)定的信號(hào);
5)進(jìn)行質(zhì)譜信號(hào)的采集和分析,獲得分析結(jié)果。
優(yōu)選的,步驟1)中,超聲萃取的時(shí)間為25-40min。為了保證萃取的完全。
優(yōu)選的,步驟2)中,收集完磁性納米顆粒后,用水淋洗磁針兩次,對(duì)表面非目標(biāo)成分去除。
優(yōu)選的,步驟3)中,所述解吸液為水和甲醇體積比為1:1的混合物。
優(yōu)選的,步驟4)中,質(zhì)譜分析的質(zhì)譜條件為:傳輸毛細(xì)管溫度是設(shè)置為275℃,殼氣和助氣設(shè)置為5arb。
優(yōu)選的,上述分析方法還包括對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行回收的步驟。
進(jìn)一步優(yōu)選的,對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行回收的方法,包括如下步驟:
將磁針置于離心管中,在離心管外側(cè)放置磁鐵,將磁性納米顆粒吸附在離心管的管壁上,取出磁針,將磁性納米顆粒清洗后回收利用。
本實(shí)用新型的有益效果為:
本實(shí)用新型有效的解決了磁性分散固相萃取和直接納升電噴霧質(zhì)譜分析的結(jié)合問(wèn)題。該裝置成本低,使用方便,不僅有效的縮短了萃取時(shí)間,而且增加了檢測(cè)的靈敏度,具有較好的實(shí)用性。本實(shí)用新型中使用的磁性納米吸附材料可以根據(jù)目標(biāo)物的類(lèi)型進(jìn)行合成,該技術(shù)對(duì)于提高分析效率具有重要的意義。
附圖說(shuō)明
圖1磁性納米顆粒分散固相萃取過(guò)程示意圖;
圖2磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析裝置示意圖;
圖3磁性分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析水中痕量左氧氟沙星質(zhì)譜圖;
圖4磁性分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析豆芽提取液中的6-芐氨基腺嘌呤的質(zhì)譜圖;
圖5磁性分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析酪蛋白酶解的質(zhì)譜圖。
其中,1、三維移動(dòng)支架,2、直流電源,3、蠕動(dòng)注射泵,4、注射器,5、磁針,6、毛細(xì)管,7、質(zhì)譜進(jìn)樣口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖2所示,一種磁性納米顆粒分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析裝置,包括三維移動(dòng)支架1、磁針5、毛細(xì)管6以及質(zhì)譜儀,其中,所述磁針5的固定端固定在三維移動(dòng)支架1上,在三維移動(dòng)支架1的帶動(dòng)下調(diào)整位置,且所述磁針5與直流電源2連接;
磁針5的工作端吸附有磁性納米顆粒,磁性納米顆粒上吸附有目標(biāo)物,所述工作端插入毛細(xì)管6中,毛細(xì)管6的出口端與質(zhì)譜儀的質(zhì)譜進(jìn)樣口7相對(duì)設(shè)置;
所述毛細(xì)管6的進(jìn)口端的上方設(shè)置有盛裝有解吸液的注射器4,注射器4的出口端位于磁針5的上方,注射器4與蠕動(dòng)注射泵3連接;
磁性納米顆粒上的目標(biāo)物在解吸液和直流電的作用下,電離、解吸后進(jìn)入毛細(xì)管6中,并通過(guò)毛細(xì)管6的出口進(jìn)入質(zhì)譜儀的質(zhì)譜進(jìn)樣口7進(jìn)行分析。
實(shí)施例1
磁性分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析水中痕量喹諾酮類(lèi)抗生素:根據(jù)已有的合成方法,利用磁性四氧化三鐵分子印跡作為吸附材料,結(jié)合磁性分散固相萃取-磁針解吸離子化質(zhì)譜分析水中痕量喹諾酮類(lèi)抗生素左氧氟沙星。如圖1所示,取10mL水樣于20mL頂空瓶中,將5mg磁性納米顆粒分散于水中后,超聲30分鐘后,將磁針置于頂空瓶中吸附磁性顆粒,安裝在磁針解吸離子化質(zhì)譜裝置進(jìn)行分析。圖3展示了利用該技術(shù)獲得采用水中左氧氟沙星的質(zhì)樸圖,可以清晰的獲得該抗生素的母離子峰(m/z=362),具有很高的靈敏度。
實(shí)施例2
磁性分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析豆芽提取液中的6-芐氨基腺嘌呤:取豆芽10g,剪碎后,加入10mL水勻漿后過(guò)濾。離心后取上層清液10mL于離心管中,加入5mg磁性納米顆粒后,超聲30分鐘,利用磁針收集納米顆粒后,安裝在磁針解吸離子化質(zhì)譜裝置進(jìn)行分析。圖4展示了利用該技術(shù)獲得豆芽提取液中的6-芐氨基腺嘌呤,可以清晰的獲得6-芐氨基腺嘌呤的母離子峰(m/z=226),可見(jiàn)該技術(shù)適用于豆芽等食品中非法添加的快速分析。
磁性分散固相萃取-磁針解吸納升電噴霧離子化質(zhì)譜分析磷酸化肽段
磷酸化肽段的分析是多肽分析中的難題,由于其含量低,它的信號(hào)會(huì)被其他高豐度肽段的信號(hào)所掩蓋。這里我們采用Fe3O4@TiO2作為磁性納米顆粒分散到酪蛋白酶解液中,圖5展示了直接質(zhì)譜分析和經(jīng)過(guò)磁性分散固相萃取-磁針解吸離子化質(zhì)譜分析圖。由于TiO2會(huì)選擇性的吸附磷酸化多肽,利用該方法可以獲得低豐度磷酸肽段質(zhì)譜信號(hào)。在β-酪蛋白的酶解液中,我們發(fā)現(xiàn)了了兩個(gè)含磷酸化片段的高信噪比質(zhì)譜峰。采用TiO2填料后,可以清晰的獲得單-和四磷酸化肽段的質(zhì)譜峰。
上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對(duì)實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。