高负载在线增敏型液相色谱仪、液质联用设备以及检测方法技术

本发明专利技术提供一种高负载在线增敏型液相色谱仪、液质联用设备以及检测方法，属于液质联用检测技术领域。该液相色谱仪包括用于形成柱前湍流的缓冲组件，连接缓冲组件包括多个相互连接的缓冲管体，缓冲管体设置于输液管路的中部，且缓冲管体的内径是输液管路内径的1.2～20倍。检测方法包括：使用初始流动相灌注缓冲组件并平衡色谱柱；通过液质联用设备进行自动进样、分离与检测分析。通过该方法，不仅能够有效拓增现有液质联用分析系统的进样负载量，改善和避免因样品溶液中高比例强洗脱溶剂导致的色谱峰变形问题，还有助于提升液质联用系统的检测灵敏度。的检测灵敏度。的检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
高负载在线增敏型液相色谱仪、液质联用设备以及检测方法


[0001]本专利技术涉及液质联用检测
，具体涉及一种高负载在线增敏型液相色谱仪、液质联用设备以及检测方法。

技术介绍

[0002]自问世以来，液质联用(LC
‑
MS)技术凭借其高分离能力、高选择性、高准确性、高灵敏度和高通量特征在生命科学、化学化工与环境分析等领域均得到了广泛而又深入的应用。利用液质联用技术对不同种类的物质分析时，其检出限因不同物质的理化性质而异，一般最低可达～ng/mL水平。然而，对于药物杂质、农兽药残留、生长激素等微痕量分析时，其往往对方法检出限提出了更高的要求。提高液质联用检测方法的灵敏度一般可通过两种方式实现：即增加样品溶液中待测物的浓度和提升样品溶液的进样量。其中，提高样品溶液中待测物的浓度主要可通过固相萃取技术、固相分散萃取以及液液萃取等样品富集增敏方法加以实现，然而该类方法多属离线处理方式，大多存在着操作相对繁琐、工作量大、耗时较长的缺陷，甚至会产生目标危害物分子分解的风险。相比之下，提升液质联用系统的样品进样量是一种简单、直接和高效的增敏方法。然而受常规液质联用进样技术影响，液相色谱系统样品溶液负载量较为有限，特别是目前应用最为广泛的超高效液相色谱系统而言，其进样量一般为1～5μL，鲜少超过10μL。此外，其进样兼容量还会受到样品制备溶液中强洗脱溶剂比例的影响，特别对于色谱保留能力较弱的化合物，不同程度提高样液中强洗脱剂的比例将会明显导致其色谱峰前延、拖尾、分裂等不良现象，进一步降低了样品溶液的进样负载量。基于此，发展新型的基于高负载增敏型进样技术的液质联用检测方法具有十分重要的研究意义，其不仅能够提高液质联用检测方法的灵敏度、准确性与重现性与适用性，而且能够提升分析过程的自动化与便捷性。
[0003]根据已有的研究报道，目前发展较为成熟的高负载在线增敏型液质联用检测方法进样方法主要有高压阀微分进样、旁路稀释进样和泵辅助柱前稀释进样等在线捕获拓增技术。早在2013年，中山大学李攻科教授团队研制了一种高压阀微分进样，其通过将数百微升的样品溶液加载到适配于高压六通阀的定量环中，随后通过高频阀切换程序使其被弱洗脱剂分割成数目众多的微升样品溶液单元，其稀释分割比例可通过阀切换的动作时间间隔加以精确调控。随后，中科院成都生物研究所周燕研究员团队将其成功应用于HILIC
×
RPLC二维液相色谱系统接口，解决了第二维液相洗脱液体积超载的问题。然而，要实现样品溶液的完全混合稀释和良好的分割富集效果，需要极高的高压阀切换频率，这就带来了色谱系统超压的潜在风险。与高压阀微分进样不同，旁路稀释调制法属于连续稀释法，该方法最早由Petersson等人提出，命名为固定溶剂调制法(Fixed solvent modulation，FSM)。FSM可以使样品溶液在进入高压阀之前分成两部分，一个通过样品溶液定量环来输送馏分，另一个通过旁路而绕过高压，然后两个分流通过高压阀后的T型连接器再次汇合，在T型连接器中，从样品环流路转移的部分被来自旁路的弱流动相稀释。然而，由于两种分流所经过的距离与没有旁路的传统调制方法不同，移动相的组成受到干扰，这导致测量时基线偏移，干扰了
对低强度信号的检测。为了改善FSM的缺点，Stoll小组开发了一种新的调制方法
‑
主动溶剂调制(Active solvent modulation，ASM)。改进的调制器用于控制每个调制周期初始阶段的旁路开关。这意味着第二维流动相的分流只发生在馏分转移阶段，对二维分离和检测的负面影响较小。这种调制方法对低浓度化合物的分离和检测具有良好的性能。然而，由于旁路换管程序繁琐，使得在ASM中精确控制稀释系数十分困难。随着技术的进一步发展，华南理工大学周婷教授课题组于2016年提出了一种泵辅助柱前稀释技术，成功地实现了对稀释因子的大范围自由调节。不同于旁路稀释，该技术添加了一个独立的转移泵将样品溶液输送到第二维中，而第二维流动相不再流经样品回路，通过在阀后的混合器达到混合、稀释和富集的目的。随后，湖南师范大学杜伊斯堡
‑
埃森大学辅助泵的添加虽然有效实现了稀释因子的精确可控，但是额外增加了分析系统自身和操控的复杂性。
[0004]鉴于此，专利技术人对现有的液相色谱仪进行改进，提出本申请。
[0005]高负载在线增敏型液相色谱仪、液质联用设备以及检测方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高负载在线增敏型液相色谱仪、液质联用设备以及检测方法，该技术基于柱前湍流稀释捕获，通过该方法可有效提升液质联用系统的进样负载量，有助于显著提高液质联用检测方法的灵敏度和适用性，能够直接适配于大多数商业液质联用系统，且改造费用低。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]第一方面，本申请提供一种高负载在线增敏型液相色谱仪，液相色谱仪包括储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器和记录仪，进样器与色谱柱通过输液管路连接；
[0009]液相色谱仪还包括用于形成柱前湍流的缓冲组件，缓冲组件包括多个相互连接的缓冲管体，缓冲管体设置于输液管路的中部，且缓冲管体的内径是输液管路内径的1.2～20倍。
[0010]进一步地，在本申请较佳的实施例中，上述缓冲管体由耐高压金属材料制成。
[0011]进一步地，在本申请较佳的实施例中，上述缓冲管体的容量≥50μL。
[0012]进一步地，在本申请较佳的实施例中，上述缓冲管体的长度≥40mm，内径≥0.12mm。
[0013]进一步地，在本申请较佳的实施例中，上述多个缓冲管体之间由输液管路连接，多个缓冲管体通过串联或并联的方式形成缓冲组件。
[0014]进一步地，在本申请较佳的实施例中，上述缓冲管体为内径均一的中空管体，或为内径可变的中空管体。
[0015]第二方面，本申请提供一种高负载在线增敏型液质联用设备，其通过将如上的高负载在线增敏型液相色谱仪与质谱进行串联制备得到。
[0016]第三方面，本申请提供一种基于柱前湍流稀释捕获的高负载在线增敏型液质联用检测方法，其使用如上的高负载在线增敏型液质联用设备进行检测；
[0017]检测方法包括：
[0018]使用初始流动相灌注缓冲组件并平衡色谱柱；
[0019]通过液质联用设备进行自动进样、分离与检测分析。
[0020]进一步地，在本申请较佳的实施例中，在自动进样后，待待测物质进入色谱柱后，还包括：通过阀体控制，减少流动相流经缓冲管体的距离，以减小色谱系统的死体积。
[0021]第四方面，本申请提供一种基于柱前湍流稀释捕获的高负载在线增敏型液质联用检测方法，其包括：
[0022]在液相色谱仪的进样系统与色谱分离系统之间设置缓冲组件，缓冲组件包括多个相互连接的缓冲管体，缓冲管体设置于液相色谱仪的输液管路中部，且缓冲管体的内径是输液管路内径的1.2～20倍；
[0023]使用初始流动相灌注缓冲组件并平衡色谱柱；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高负载在线增敏型液相色谱仪，其特征在于，所述液相色谱仪包括储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器和记录仪，所述进样器与所述色谱柱通过输液管路连接；所述液相色谱仪还包括用于形成柱前湍流的缓冲组件，所述缓冲组件包括多个相互连接的缓冲管体，所述缓冲管体设置于所述输液管路的中部，且所述缓冲管体的内径是所述输液管路内径的1.2～20倍。2.根据权利要求1所述高负载在线增敏型液相色谱仪，其特征在于，所述缓冲管体由耐高压金属材料制成。3.根据权利要求1所述高负载在线增敏型液相色谱仪，其特征在于，所述缓冲管体的容量≥50μL。4.根据权利要求3所述高负载在线增敏型液相色谱仪，其特征在于，所述缓冲管体的长度≥40mm、内径≥0.12mm。5.根据权利要求1～4任一项所述高负载在线增敏型液相色谱仪，其特征在于，多个所述缓冲管体之间由所述输液管路连接，多个所述缓冲管体通过串联或并联的方式形成所述缓冲组件。6.根据权利要求1～4任一项所述高负载在线增敏型液相色谱仪，其特征在于，所述缓冲管体为内径均一的中空管体，或为内径可变的中空管体。7.一种高负载在线...

【专利技术属性】
技术研发人员：白艳红，季宝成，许旭，韩雨，杨澜瑞，侯铸琛，吕佳，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：