外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品
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药物分析中的新型药物残留检测方法在现代药物分析领域,药物残留检测一直是一个关注的焦点。
随着科学技术的不断发展,出现了许多新型的药物残留检测方法,使得药物残留的检测更加准确、可靠。
本文将介绍一些近年来涌现的新型药物残留检测方法,并简要分析其原理和应用,以期能够对药物残留检测领域的进一步研究提供参考。
一、毛细管电泳法毛细管电泳法(Capillary Electrophoresis, CE)是一种基于溶液中带电离子在电场作用下迁移速率差异实现分离的方法。
它具有分离效率高、分析速度快、操作简便等优点,因此在药物残留检测中得到广泛应用。
该方法可以通过调节电流、电压、温度等条件来优化分离效果,并可使用不同的探测器进行检测。
二、气相色谱质谱联用法气相色谱质谱联用法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS)结合了气相色谱和质谱两种技术的优势,具有高分辨率、高灵敏度和高选择性等特点,是一种常用的药物残留检测方法。
它通过气相色谱将样品中的物质分离,并通过质谱进行精确的定性和定量分析,可同时检测多种药物残留。
三、高效液相色谱法高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)是一种使用液相为动力相的色谱分析技术。
它具有分离效率高、分析速度快、操作简便等特点,在药物残留检测中得到广泛应用。
该方法可通过调节流速、柱温等条件来优化分离效果,并可使用不同的检测器进行定性和定量分析。
四、表面增强拉曼光谱法表面增强拉曼光谱法(Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)是一种基于表面增强效应的光谱分析技术,具有灵敏度高、分析快速等特点。
该方法通过在金属纳米颗粒的表面形成高度增强的电磁场,使得样品的拉曼散射信号得到增强,从而实现对药物残留的检测。
五、生物传感器法生物传感器法是一种基于生物分子与目标物质的特异性相互作用,通过传感器转化成信号的技术。
Ⅰ、毛细管电泳及其应用The Application of Capillary Electrophoresis (CE)一、毛细管电泳的概述:毛细管电泳又称高效毛细管电泳,它是在熔融的石英毛细管(内径为25~100 m)中进行电泳,其管内填充缓冲液或凝胶,是近年来进展最快的分析方法之一。
毛细管电泳是电泳技术和现代微柱分离相结合的产物,它具有效率更高、速度更快、样品和试剂消耗量特少的特性。
毛细管电泳仪的基本结构:1、高压电极槽与进样机构2、填灌清洗机构3、毛细管4、检测器5、铂丝电极6、低压电极槽7、恒温机构8、记录/数据处理毛细管的结构:毛细管电泳通常使用内径为25~100μm的弹性(聚酰亚胺)涂层熔融石英管。
毛细管的特点是:容积小;侧面/截面积大而散热快、可承受高电场;可使用自由溶液、凝胶等为支持介质;在溶液介质下能产生平面形状的电渗流。
二、毛细管电泳的基本原理:毛细管电泳是以高压电场(30kV)为驱动力,以毛细管为分离通道。
其管内填充了缓冲液或凝胶,根据样品中各组分之间淌度和分配的差异而实现分离的一类液相分离技术。
在电泳过程中,毛细管两端插入电极液,此电极液通常与管中的缓冲液一致。
正负电极连接至高电压装置,进样时样品盘移动,使毛细管的进样端及此端的电极准确插入样品管中,给予一定电场或压力后,样品被吸入毛细管内,然后再将毛细管移至电极液中开始电泳。
在毛细管电泳中,为了维持电荷平衡,溶液中的正离子吸附至石英表面形成双电子层,当在毛细管两端施加电压后,这层正离子趋向负极移动,并带动毛细管中的溶液以液流形式移向负极(电渗)。
由于毛细管的表面积与体积比大,加上电泳时使用了高压,电渗在毛细管电泳中具有两大特点:液体沿着毛细管壁均匀流动,其前沿是平的;携带不同电荷的分子朝一个方向移动,中性分子也能随着电渗一起移动而实现分离三、毛细管电泳的检测技术:迄今为止,毛细管电泳常用的检测方法有:紫外-可见光吸收、荧光、电化学、质谱、激光诱导荧光检测等。
毛细管电泳—电化学发光技术毛细管电泳—电化学发光技术综合了毛细管电泳(CE)和电化学发光(ECL)两方面优点,利用不同粒子在毛细管中迁移速率不同,到达电化学发光检测器的时间不同,光谱峰出现的时间也不同而使各组分得以分离。
目前CE-ECL广泛应用于各领域,在分析科学领域的地位日趋上升。
1在生命科学领域的应用在DNA分析方面:CZE和MECC用来分离碱基核苷酸等。
CE也可用于点突变测定用单链构象多态性分析(SSCP)和限制片段长度多态性分析(RFLP)等。
如,Kyupers等用毛细管电泳法对14号和8号染色体进行RFLP分析,检测出基因的突变(二染色体基因的交换)并用于诊断淋巴瘤。
而Motmas等却利用ECL和PCR技术相结合对人T细胞中肿瘤坏死因子(TNF-α),干扰素-γ(IFN-γ)和白细胞介素-2(IL-2)的水平进行了定量。
在免疫分析方面:TAO.L用CE技术在PH=8.0的缓冲溶液中用5µmd×8cm的毛细管在4000V/cm的高压下对胰岛素进行了分析,时间不到一秒。
盂凡华等用ECL免疫法测定甲胎蛋白,最低检测浓度为0.8g/L,准确度和精密度均优于传统的酶联免疫法。
Forest用IECL 法测定了癌胚抗原CEA和PAS等。
分别用CE、ECL法对生命科学领域中DNA、免疫系统、核酸成分及蛋白质的分析报道甚多,同一种物质的分析也有分别用两种方法进行的,而综合用CE-ECL法的却很少。
但是,Mei-Tsu chiang已经用CE-ECL检测了叔胺和氨基酸,其中包括TPrA,TEA,脯氨酸,组氨酸,羟基脯氨酸和色胺基酸.这说明CE-ECL将是生命科学领域的一大应用趋势。
2在药物分析和临床医学方面的应用目前, CE-ECL在医药领域趋于成熟,已经分别用于几百种药物及各种剂型中主要成分分析,相关杂质检测、纯度检测及定性鉴别等.Peter Mikus等对肝磷脂的特性分析表明CZE对原料中肝磷脂的定性、定量是很可靠的方法。
毛细管电泳—电化学发光分离检测技术在分析化学中的应用孙凯(黄冈师范学院)摘要:毛细管电泳-电化学发光(CE-ECL)由于其具有操作简单、灵敏度高、分离效率高、分析速度快以及试剂消耗少等优点,已经发展为非常重要的分析工具,并且被广泛地用于食品、环境、临床和药物分析。
本文对CEECL最新的研究进展进行了及时地报道,并且详细地介绍了CE-ECL的检测机理、模式,及其在实际样品中的应用。
关键词:毛细管电泳;电化学发光毛细管电泳(CE)是一类以毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,以样品的多种特性(电荷、大小、等电点、极性、亲和行为、相分配特性等)为依据的液相微分离分析技术[1]。
它具有分离效率高、分析时间短、样品消耗量少等优点[2]。
但是,由于毛细管小的尺寸,它需要高灵敏的检测器与之联用。
电化学发光(ECL)是一种在电场的作用下,在电极表面将电能转化为辐射能的化学发光方法。
ECL发光试剂在电极表面发生氧化,然后和分析物进行一系列反应产生激发态,之后激发态回到基态并发射出光子,从而得到光信号。
在ECL体系中,三联吡啶钌(Ru(bpy)32+)是最常用的发光试剂,它不仅具有稳定性好,灵敏度高,线性范围宽以及背景噪音低等优点,而且它在水中和有机溶剂中都具有很高的发光效率[3]。
近几年,Ru(bpy)32+ ECL 技术已经成功应用于CE,简称CE-ECL。
它主要用来检测胺类化合物,并且成功用于各种实际样品的分析。
CE-ECL 具有以下的优点:操作简单、灵敏度高、分离效率高、分析速度快以及试剂消耗少等。
本文主要对CEECL的检测机理、模式,及其对实际样品分析等方面进行了综述。
1 机理首先,Ru(bpy)32+在工作电极上氧化生成Ru(bpy)33+;然后,Ru(bpy)33+与毛细管中流出的分析物进行一系列反应生成Ru(bpy)32+的激发态(Ru(bpy)32+*);最后,Ru(bpy)32+*回到基态并释放出光子产生电化学发光信号,电化学发光强度通常和被分析物浓度成正比。
毕业设计(论文)外文翻译Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法在无机元素中的应用电化学检测法在毛细管电泳和无机元素中的应用摘要:本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法,并与较常见的光学检测方法进行了比较。
详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法,同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。
关键字:电化学检测、毛细管电泳;无机阴离子、金属阳离子。
目录:1.简介--------------------------------------------------------------12.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------63.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------54.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1.简介毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法(激光诱导荧光检测法),而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法,尽管目前开发的还相对较少。
相对套色板离子法来说(其他和以前一般化的检测方法)他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。
由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难,而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到,或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。
关于这一情况或许有两种解释。
首先由于高性能流体套色板的广泛应用,我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法,许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上这一路线并且将其纳入他们已有的毛细管电泳仪器检测中去了。
其次应由于可分离的高电压与电化学检测有着本质的矛盾,在以前,通常借助于精密的设计来克服这一问题,但在最近几年,通过设计正确的系统,这不再成为问题。
三种不同的电化学检测方法有一个共同的本质上的特点,那就是比光学检测要简单的多。
我们可以直接得到电信号而不用借助于中间参数(例如光学检测法中的辐射强度)。
检测器仅仅包含三个或更少的小电极和一些非常简单的电路,而光学检测法需要有光源、单色光镜、光学检测器和光学聚焦。
在光学检测法中,细胞的体积大小直接影响到光信号的传播路径,也正是因为此,需要求毛细管的直径应尽可能的大。
而对于电化学检测法,细胞的体积大小仅仅影响电导率的测量。
在安培检测法中,影响信号的只是电极的位置,而细胞的大小则限制在可应用的样品体积内;在电位检测法中,信号与传感器的大小、细胞的体积和毛细管的直径完全无关。
但是另一方面,在光学检测法中,我们可以在应用于毛细管的可分离电压中设计完全绝缘而不受可分离电压干扰的光电隔离检测器。
电导检测法可以被认为是大众化的方法,而安培检测法则受到电活化离子的限制,电位检测法对于一些变化多样的小离子来说则无能为力。
安培检测法有非常低的检测限,而光学检测法的吸收性和荧光性的测量也受到表现出不同属性的离子的限制。
由于这个原因,我们经常用间接的光学方法取代直接对分析物的检测而进行辅助检测(强制来获得整体的中性电荷)。
当分析物不能被直接检测到的时候,这一方法也可应用于电化学检测法中。
利用分析物的化学衍生物检测也是一个可行的做法。
但这些方法都不太理想,因为间接检测只被限制在一个很小的范围内而衍生物又使测量过程更加复杂。
在实际应用中,对检测方法的选择首先要利用被检测物的内在特性作为直接检测对象,然后还要立足于其可实现性和要求检测的上下限。
而当检测几个不同元素且又不可能具有同样的检测属性时,必须要找到一种折衷的方法。
2.电导检测法2.1原理在此方法中运用溶液中离子电荷的导电能力,当施加电压时会在两个电极之间产生电流,并根据欧姆定律测量出低阻抗或电解溶液的导电率。
为了防止电极周围产生氧化还原反应,通常使用频率为1KHZ的交流电。
如果使用更高赫兹的交流电,可能会产生与溶液无关的电极从而与样品以外的细胞产生联系。
[16]溶液的电导率(L)与电极的面积(A)、它们之间的距离(I)、电荷的积聚度(C)以及它们在电场中的迁移率有关,根据等式(1):A∑λ(1)L= c i iI离子的流动性与它们的大小(水合离子的半径)和电荷数量的多少有关,顺便值得一提的是,对于电泳分离的离子也有与此下相同的性质。
因此电导检测法不具有可选性,是一种单机方法,这就对样品组成的大体环境有了一定的限制。
所有离子在电压下都会有相应反应,而这恰恰是分离离子检测法所需要的,也正因为这一原因,电导检测法被广范的应用于离子套色板中。
[17]一方面这一特点使所有本底离子做出相应的反应,例如那些在离子套色板中的缓冲液或PH值的反应和在毛细管电泳中的离子强度缓冲器和分析离子中的抗衡离子的反应。
另一方面的原因是传导等式中包含了所有情况的总和,较高的电导率会降低分析物检测的限制。
因此所谓的压力检测法被广泛应用于离子套色板的方法中,这里隐藏的离子在检测前被从流体中移除。
同样值得注意的是等式中电极的面积和电极之间的距离与细胞的体积有关,因此也对测量信号有一定的影响。
2.2实现方法在以前的毛细管电泳法和等速电泳系统中,通常使用电位梯度检测法[8-11]。
这里,由于电场效应在溶液中产生的电位检测区域可以通过单电极或一对惰性电极检测。
如果电导率不同,那么在分离的毛细管中的电压降也就不一致。
由于传导率的这一特性,我们可以直接检测这一性质而不需要测量信号,这是一个很不错的方法。
但是,可以想到相对于正常的交流模式的传导率测量方法,这会导致更多的内部干扰。
或许正是因为此原因这一方法没有受到广泛的接受。
在早期的研究中,会使用的孔径来分离毛细管,电极检测器被直接安置在分离的毛细管电极终端的前面。
这可以由图一看出,为了避免检测到血管中的电压梯度,将两个电极方向相反相互垂直的安放在管道的两侧。
通过合理的设计交流检测电极,同样可以达到直流低频的效果。
在Huang etal的首篇关于现代硅土毛细管的电导检测介绍中,通过激光打孔技术在血管壁上打了两个小孔以便安放两个检测电极。
更简单的安置技术在中有相关介绍。
[14]后面的这一安置方法中,一个电极被喷墨裱好后直接放在血管的外侧,另一个电极放在一个有一定距离的缓冲容器中,如图1.B所示。
图1 电导检测法(A):由两个检测电极(DE)线性排列,对电极独立接地的简易装置(GND)。
(B):由单个检测电极和对电极接地构成。
这样电泳就可以通过电导率来衡量。
电导率信号可以通过放置在外侧的电极来放大,因为这样可以在相反的电极上获得较大的流体横截面,这一几何形式会直接导致外围电场的损失。
关于电化学检测的商业化设备现在已经可以进行联合制作了。
[14]10-MOL/L。
压力一般的电导检测的检测范围和注射试样相对较高,大概在5检测允许的检测范围的浓度可达710-MOL/L。
[15-18]可通过使用弱酸来移除缓冲离子或在使用离子交换剂通过隔膜来提取非离子物质,释放质子或氢氧离子。
为了使毛细管实现电泳而不增加谱带宽度,常采用一个相似体积的离子交换剂附在以分离的血管电极细胞前面,如图2所示。
为了检测更低一级,比起无压力电导检测法和使用了缓冲器的检测法,这种实现方法将会更加复杂。
图2 由化学池压力器组成的电导检测电泳的接地端在溶液受到压力器作用的容器中,可以通过测量柱体末端的对地极或系统中的两个独立电极来获得电导值。
另一种降低检测限的方法是使用样品堆栈的方法,其浓度可达1ppb。
关于低ppb的混合物的电泳图如图3所示。
但是样品堆栈仅适用于低离子强度,为获得足够精度则需进行内部标准化。
图3 使用电导检测法对标准低浓度样品的电化学图谱[14]近来一种遥控电导检测法正在引起人们的注意。
两个管状电极放置在毛细管上,在连接处检测器的体积会形成电容,所以需采用40KHZ的交流电。
这一装置的构造非常简单并允许连接两个检测器。
这一检测方法与末端管状检测相比有一定的局限性。
3.安培检测法3.1原理安培检测法主要基于分析物在工作电极的氧化还原反应原理,因此它的使用范围不像电导检测法那样广泛,但另一方面,它却可以实现低检出限。
通常安培检测法中的电流(i ),与电极面积(A ),交换电荷数(n ),法拉第常数(F ),扩散系数(D ),扩散层浓度(δN )和待分析物浓度(c )有关,如式(2): δN CAnFD i -= (2)安培检测法实现的先决条件是提供的阳极或阴极电压能在分析物上产生氧化还原反应,在电极反应这一过程中溶液的浓度不能有较大的改变。
对于毛细管电泳中较小体积的细胞,不会出现这种情况但在完全电解的溶液附近则有可能发生。
这一方法通常被称为电量分析法,但两种方法又不能清楚的区分开来。
这一小部分用于氧化还原反应的分析物被称作库仑效率,高灵敏度的检测往往要求较高的库仑效率。
当应用于系统的电压不稳定时常采用脉冲安培检测法(例如通过累积电极表面反应的产物),在这一方法中,通过一开始施加很高的阳极电压使生成物和电极表面本生产生氧化反应,从而使电极不断被清洗。