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CN112114024A - 一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的进样装置和方法及其应用 - Google Patents

一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的进样装置和方法及其应用 Download PDF

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CN112114024A CN201910533132.3A CN201910533132A CN112114024A CN 112114024 A CN112114024 A CN 112114024A CN 201910533132 A CN201910533132 A CN 201910533132A CN 112114024 A CN112114024 A CN 112114024A
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王新
李海洋
张远智
肖瑶
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Abstract

本发明公开了一种用于提高离子迁移谱定量分析血药浓度准确性的进样装置和方法。本方法中的进样装置包含目标药物萃取和多组分分离功能。无复杂的样品前处理过程，利用溶剂共挥发法对血液中的药物在线软萃取；进样装置为恒温或快速程序升温热解析装置和中位切割分离装置，可将药物与基质干扰物分离或多组分药物分离进样；本方法基于共挥发试剂软萃取技术和热解析进样技术，将目标组分与其它组分分离，切割其它组分后可以避免血气污染迁移管、可提高目标样品测量准确性。

Description

一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的进样装置和方法 及其应用
技术领域
本发明属于光电离离子迁移谱技术领域，具体涉及了一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的进样装置和方法。
背景技术
样品预处理是指消除干扰因素，完整保留被测成份，并使被测成份浓缩，以获得可靠的分析结果。常用的样品预处理方法很多，其中传统的溶剂萃取法包括溶剂分层、液液萃取、抽提。原理是组分在原溶液中的溶解度小于在新溶剂中的溶解度，即分配系数不同。用于原溶液中各组分沸点非常相近或形成了共沸物，无法用一般蒸馏法分离的物质。关于萃取剂的选择：(1)萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。(2)萃取剂与被测组分的溶解度要大于组分在原溶剂中的溶解度。对其它组分溶解度很小。(3)萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开，有时萃取相整体就是产品。
生物样品的前处理涉及很多方面，但主要应考虑生物样品的种类，被测定药物的性质和测定方法。样品的分离、纯化技术应该依据生物样品的类型。例如，血液样品需要消除蛋白，使药物从蛋白结合物中释放。根据药物的结构、理化及药理性质、存在形式、浓度范围等，采取相应的前处理方法。
热解析技术是一种二合一技术：集采样与浓缩于一体,然后将样品从采样管中转移出来后进行检测。热解析进样器采用的加热方式是将有机化合物从采样管中释放出来，而不是用溶剂洗脱的方法，这使得热解析技术避免了较长的溶剂洗脱时间；一般多用于色谱技术中，且在色谱图中无溶剂峰。
程序升温色谱法，是指色谱柱的温度按照组分沸程设置的程序连续地随时间线性或非线性逐渐升高，使柱温与组分的沸点相互对应，以使低沸点组分和高沸点组分在色谱柱中都有适宜的保留、色谱峰分布均匀且峰形对称。各组分的保留值可用色谱峰最高处的相应温度即保留温度表示。
中心切割技术最早是在色谱技术中提出，指的是在色谱运行过程中某一特定的时刻或特定的时间段内，将一根色谱柱的流出物转移到第二根具有不同固定相的色谱柱上。利用这一技术，可以实现在同一仪器上的同一次分析运行中，使用两根不同的色谱柱来提高GC的分离效能。
发明内容
基于以上的背景技术，本方法以离子迁移谱技术为基本检测技术，发明内容中突破了传统的溶剂提取装置和方法，结合恒温或快速程序升温技术将样品复杂基质与目标样品分离，最后结合中位切割分离装置，采用非目标组分(干扰气)废弃，目标气进样分析，可有效提高离子迁移谱定量分析准确性。采取如下技术方案：
本发明一方面提供一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的进样装置：该进样装置为集成装置，所述装置包括依次连通的掺杂剂装置、梯度热解析装置和分离进样装置，掺杂剂装置和梯度热解析装置实现样品预处理过程，梯度热解析装置和分离进样装置实现目标药物中切割干扰组分的过程，所述的梯度热解析装置为恒温或者程序升温的梯度热解析装置，本发明的装置与离子迁移谱连接。
基于以上技术方案，优选的，所述的分离进样装置为六通阀分离进样装置，除了进气口和两个出气口外，还包括定量环和切换气路，最简单是用六通阀定量环实现。
基于以上技术方案，优选的，所述梯度热解析装置包括加热源、温度传感器和控制电路，梯度热解析装置优选为ZL2017211395111.7，授权公告日2018年03月16日。
本发明另一方面提供一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的方法，使用上述的装置，包括如下步骤：
(1)向所述掺杂剂装置中加入掺杂剂，向所述热解析装置中加入样品和软萃取剂；
(2)基于不同热解析过程释放组分种类和含量的不同，得到目标组分和非目标组分的不同热解析时间下的离子迁移谱谱图；
(3)以上述的谱图为参照，同样的测试条件下，通过控制分离进样装置，切割非目标组分，使目标组分进入离子迁移谱。
样品预处理过程不是采用传统的离线溶剂提取方法，而是在掺杂剂装置(化学掺杂剂瓶)和样品中添加溶剂在线快速软萃取，不破坏药物平衡。
基于以上技术方案，优选的，化学掺杂剂与软萃取剂可以相同，可以不同。全血丙泊酚检测方法，掺杂剂选择丙酮，软萃取剂则可以是丙酮、苯甲醚、甲苯的单一溶剂或两种及两种以上组合溶剂。集成装置的组成在梯度热解析装置前端连接掺杂剂装置(化学掺杂剂装置)，掺杂剂的选择可辅助增强热解析室内软萃取效果。
梯度热解析过程有两种选择恒温热解析和快速程序升温热解析，通过优化升温速率和温度范围使血液中的挥发性组分和目标药物样品有效分离。解析过程并非单一的恒温热解析，利用程序升温热解析可实现更多组分的梯度热解析。
血液基质中的挥发性组分和目标药物分离后，结合六通阀中位切割分离装置分离进样分析。基于梯度热解析不同时间释放组分含量不同，切割干扰组分后可以避免血气污染迁移管、可提高目标样品测量准确性。
本发明中的装置和方法可实现复杂组分中目标物二级分离；梯度热解析装置是一级分离，分离进样装置的六通阀中位切割技术是二级分离。通过两级分离提高离子迁移谱定量分析血液样品血药浓度的准确性。
有益效果
1.本发明中提出的快速软萃取技术是化学掺杂剂瓶和热解析室内共挥发溶剂通过快速溶剂萃取作用，代替了血液复杂样品的预处理过程，避免较长的溶剂洗脱对药物平衡的破坏，同时节省了样品制备时间。
2.快速程序升温热解析可充分利用热效率，基于不同热解析温度释放组分含量不同，把复杂基质中沸点不同化合物梯度分离，分出干扰组分和目标物组分。
3.结合中位切割技术，基于组分两级分离，本发明将干扰组分和目标物组分分离进样分析。切割干扰组分后可以避免血气污染迁移管、可提高目标样品测量准确性。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；其中：1、掺杂剂装置；2、梯度热解析装置；3、分离进样装置；
图2为添加丙酮辅助萃取全血中丙泊酚信号增强效果图；
图3为血液中丙泊酚和基质可梯度热解析的离子迁移谱图；
图4为中位切割技术六通阀进样和废弃阀位说明示意图。
具体实施方式
实施例中所述离子迁移谱仪：以电离源为VUV灯电离源，丙酮做dopant，萃取共挥发试剂是添加丙酮。所述的离子迁移谱仪主要包括进样装置、离子迁移管检测器、信号接收与检测系统和气路干燥系统。进样装置主要包括化学掺杂剂装置、热解析室、采样载片、温度控制装置和漂气、载气输送管路组成。掺杂剂装置包括掺杂剂筒，掺杂剂置于掺杂剂筒中，实验时迁移管温度保持在90℃，掺杂剂筒温控35℃，漂气(空气)流速600sccm，载气(空气)流速400sccm。掺杂剂筒连接在载气气路中，掺杂剂筒(下)为载气入口；掺杂剂筒(上)为载气出口，载气出口接口快速接头直接与梯度热解析进样装置相连接。
实施例1
按照上述实施方式连接相关仪器装置和设定参数条件，利用本发明的溶剂共挥发萃取方法，掺杂剂筒内丙酮为掺杂剂，在热解析室同样添加与样品1:1体积比的丙酮，测试全血中的丙泊酚。10μL、5ng/μL全血中丙泊酚样品，添加10μL丙酮，同时在掺杂剂筒内调整丙酮释放浓度(200-1800ng/μL)，如图2。在200-1400ng/μL丙酮浓度范围内随着丙酮浓度的升高，5ng/μL丙泊酚信号逐渐增强。发现丙泊酚解析信号有更强增强效果。当丙酮浓度在1400ng/μL时，丙酮萃取全血中丙泊酚增强效果约为两倍，如图2。
实施例2
按照上述实施方式连接相关仪器装置和设定参数条件，将4ml丙酮加入到掺杂剂装置中，将10μL全血样品加入到梯度热解析装置(120℃)中，同时在热解析室中添加10μL丙酮，利用本发明的热解析装置测试全血中的丙泊酚，跟踪三种组分(血液基质)和丙泊酚药物信号。在120℃的条件下，由于电离竞争基质导致的组分电离顺序有先后，从图3中不难看出前25S前出现的组分1、2、3峰可以与25S到40S的丙泊酚信号完全分开，40S之后已经是弱的解析信号，为实现快速分析，后端弱信号可截取。
实施例3
与实施例2中同样的条件，依据实施例2中基质组分与目标组分的分离方法，从实施例2和图2可知，0-25S的组分视为干扰气，可将六通阀切换到图4(左)，分离出的干扰气经1号位进入六通阀，2号位排出，干扰气不进入离子迁移管；25-40S的为丙泊酚的目标信号，可将六通阀切换到图4(右)，1号位进入六通阀然后目标气经定量环(6号位到3号位)，同样从2号位进入离子迁移管；排除了干扰气，减少离子迁移谱分析检测样品时的竞争机制，可大大提高离子迁移谱定量分析的准确性。本实施例是在恒温条件下实现的梯度热解析，程序升温热解析实现的药物分离与本方法中的六通阀使用方法相同。

Claims (7)

1.一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的进样装置，其特征在于，所述装置包括依次连通的掺杂剂装置、梯度热解析装置和分离进样装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的分离进样装置为六通阀分离进样装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述梯度热解析装置包括加热源、温度传感器和控制电路；所述梯度热解析装置可通过恒温或程序升温热解析两种方式实现。
4.一种用于提高离子迁移谱定量分析准确性的方法，其特征在于：使用权利要求1所述的装置，包括如下步骤：
(1)向所述掺杂剂装置中加入掺杂剂，向所述梯度热解析装置中加入样品和软萃取剂；
(2)基于不同热解析过程释放组分种类和含量的不同，得到目标组分和非目标组分的不同热解析时间下的离子迁移谱谱图；
(3)以上述的离子迁移谱谱图为参照，同样的测试条件下，通过控制分离进样装置，切割非目标组分，使目标组分进入离子迁移谱。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述掺杂剂为丙酮或丁酮；所述软萃取剂为丙酮、苯甲醚、甲苯、乙醇中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述样品为全血、血浆或血清；所述目标组分为丙泊酚、丙戊酸、七氟烷或异氟烷。
7.一种权利要求1所述的装置的应用，其特征在于，所述应用为：检测全血样品中的丙泊酚、丙戊酸、七氟烷或异氟烷含量。
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