順序注射-閥上實驗室-微型化分子光譜分析系統(tǒng)研究及應(yīng)用.pdf

1、基于微順序注射的閥上實驗室將流動分析系統(tǒng)的集成化、微型化、自動化程度提高到一個新的水平，已成為分析檢測及樣品預(yù)處理的理想前端。
　　 為建立多功能微型光譜分析系統(tǒng)，我們設(shè)計加工了一種新型的閥上實驗室單元。閥主體內(nèi)只包含中心通道和進樣通道，在其側(cè)面附加一個可拆卸的Z型流通池(內(nèi)徑1mm,檢測體積為24μl)，這樣的幾何構(gòu)型具有如下特點：(1)能夠進行各種精確的液流操控，同時可拆卸流通池允許更方便地進行各種柱前/柱后衍生反應(yīng)，有利于

2、復(fù)雜反應(yīng)體系的在線完成；(2)在易于加工的條件下，最大程度地增加了通道路徑的變形性，有利于多個試劑試樣區(qū)帶在單線路通道內(nèi)的高效混合及充分反應(yīng)；(3)Z型池共有四個端口，三條通道。在中心通道兩端各連接一光導(dǎo)纖維，可實現(xiàn)分子吸收檢測；Z型池中三條通道的共平面性為光電倍增管PMT提供了與其光窗面積相匹配的發(fā)光檢測面積，可直接將PMT的光窗貼近Z型池進行化學(xué)發(fā)光檢測；電極也可以從Z型池的四個端口任意接入三條通道內(nèi)，以執(zhí)行電化學(xué)及電化學(xué)發(fā)光檢測。

3、上述結(jié)構(gòu)特點，決定了該新型閥上實驗室單元與微順序注射技術(shù)和各種檢測手段的高度相容性，從而為發(fā)展和完善閥上實驗室聯(lián)用技術(shù)提供了必要的硬件保證。
　　 圍繞著上述閥上實驗室單元，我們開展了以下幾方面工作：
　　 一、建立了基于微順序注射-閥上實驗室的現(xiàn)場鉻形態(tài)分析系統(tǒng)。利用所設(shè)計單元與分子吸收光譜檢測手段高度相容的特點以及優(yōu)良的液-固操控性能，用二苯胺卡巴肼顯色法，通過光纖傳導(dǎo)由便攜式分光光度計在線檢測了原始樣品中Cr(Ⅵ)

4、及Cr(Ⅲ)氧化后總鉻的含量，一個固定化NaBiO3微柱結(jié)合于閥單元內(nèi)首次實現(xiàn)了Cr(Ⅲ)的高效非均相定量氧化。系統(tǒng)整體尺寸為30cm×20cm×20cm，總重量約2kg，其小型化、便攜式的特點為突發(fā)性的鉻環(huán)境污染事件提供了方便、快捷、準(zhǔn)確的現(xiàn)場分析手段。
　　 二、建立了微順序注射-閥上實驗室-固相氧化器-化學(xué)發(fā)光一體化分析系統(tǒng)，證實了NaBiO3微柱是不穩(wěn)定氧化試劑初生態(tài)Br2在線生成的有效手段，并首次發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)移化學(xué)發(fā)光

5、反應(yīng)體系在閥上實驗室系統(tǒng)內(nèi)獨特的時間分辨效應(yīng)。在所建立的系統(tǒng)內(nèi)，利用Br2-四環(huán)素-H2O2能量轉(zhuǎn)移化學(xué)發(fā)光體系，對牛奶中四環(huán)素殘留進行了測定，結(jié)果表明該系統(tǒng)的性能指標(biāo)如試劑消耗、穩(wěn)定性、靈敏度等均優(yōu)于流動注射分析系統(tǒng)；在該系統(tǒng)內(nèi)，利用多區(qū)帶流體在單線路通道內(nèi)特殊的區(qū)帶重疊和混合模式，結(jié)合能量轉(zhuǎn)移化學(xué)發(fā)光多歷程反應(yīng)特點，通過Z型池位置的合理安排和試劑/試樣區(qū)帶恰當(dāng)?shù)倪M樣排序，空白信號和測量信號可以出現(xiàn)在不同的時間段，由此提出了時間分辨化

6、學(xué)發(fā)光新方法，并對環(huán)境中潛在的有害污染物聯(lián)氨進行了定量測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用該方法可以使測定靈敏度相比流動注射化學(xué)發(fā)光提高至少一個數(shù)量級，從而揭示了該系統(tǒng)與流動注射化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)性能差異的內(nèi)在原因。
　　 三、建立了微順序注射-閥上實驗室-電化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)，并將電化學(xué)發(fā)光研究對象擴展至堿土金屬配合物。通過系統(tǒng)內(nèi)分子吸收光譜、電流-電壓曲線、電化學(xué)發(fā)光-電壓曲線以及電化學(xué)發(fā)光光譜測定，結(jié)合熒光光譜，首次闡釋了堿土金屬-鈣黃綠素配合物在

7、堿性條件下基于能量轉(zhuǎn)移的電化學(xué)發(fā)光機理。在此基礎(chǔ)上，利用連續(xù)流動進樣模式對血清樣品中Ca2+水平進行了電化學(xué)發(fā)光測定。結(jié)果表明，所建立的系統(tǒng)在Ca2+的定量分析方面表現(xiàn)良好，有望成為Ca2+相關(guān)生命科學(xué)研究中的實時、在線監(jiān)測手段。
　　 綜上所述，本論文建立了新型順序注射-閥上實驗室-分子光譜分析系統(tǒng)，發(fā)展和完善了微順序注射-閥上實驗室與分子吸收、化學(xué)發(fā)光、電化學(xué)、電化學(xué)發(fā)光等檢測手段的聯(lián)用，并驗證了所建立系統(tǒng)在現(xiàn)場形態(tài)分析、食