毛細管電泳新檢測技術(shù)及其在法醫(yī)毒物分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、毛細管電泳新檢測技術(shù)及其在法醫(yī)毒物分析中的應(yīng)用研究專業(yè)：法醫(yī)學(xué)博士生：潘愛華導(dǎo)師：伍新堯教授隨著全球化學(xué)品、藥品、新型毒品的不斷涌現(xiàn)，毒(藥)物分析的對象在不斷增加，分析技術(shù)也面臨新的挑戰(zhàn)。不斷地探索和研究毒(藥)物快速分離和高靈敏檢測的新分析技術(shù)，是法醫(yī)毒物分析的主要任務(wù)。 近十多年來，毛細管電泳(Capillaryelectrophoresis，CE)以其分析速度快、分離效率高、樣品和試劑消耗少等顯著特點，發(fā)展極為迅速，成為

2、分析領(lǐng)域極其重要的分離和檢測技術(shù)之一。而新檢測器的研究和應(yīng)用，是CE發(fā)展的核心問題之一。微流控芯片毛細管電泳(Microfluidic-chipbasedcapillaryelectrophoresis，MCE)是近年發(fā)展起來的基于微機電加工技術(shù)(Microelectromechanicalsystems，MEMS)和CE原理的一種超高速、高效、高靈敏分析技術(shù)，是當前微全分析系統(tǒng)(Miniaturizedtotalchemicalana

3、lysissystems，μ-TAS)最活躍的領(lǐng)域和發(fā)展前沿。由于激光誘導(dǎo)熒光(Laser-inducedfluorescence，LIF)檢測是目前最靈敏的檢測方法之一，因此它是當前微流控分析中最受關(guān)注的一種檢測方式。 結(jié)合前沿分析技術(shù)的優(yōu)勢和毒物分析檢測的需要，本論文擬研究基于毛細管電泳和微流控毛細管電泳檢測的新技術(shù)，建立常見藥毒物的快速、靈敏、高效、經(jīng)濟的分析方法，促進毒物分析檢測技術(shù)的發(fā)展。論文內(nèi)容分為以下六個部分：1.

4、采用毛細管電泳高頻電導(dǎo)檢測器(HighFrequencyConductivityDetector,HFCD)，建立了尿液中MDMA(3，4-(methylenedioxy)-methamphetamine)及其主要代謝物MDA(3，4-(methylenedioxy)-amphetamine)的毛細管電泳快速分析方法。該法運用固相萃取技術(shù)制備樣品，在優(yōu)化條件下，9min內(nèi)實現(xiàn)了MDMA和MDA的分離和檢測。在2.5～80μg/mL線性范

5、圍內(nèi)，檢測限均達1.0μg/mL(S/N=3)，不同添加濃度尿樣，日間和日內(nèi)RSD均小于5％。本法快速、準確、靈敏，適于法醫(yī)毒物分析和臨床藥物監(jiān)測的需要。 2.采用反向電泳分離模式，建立了谷粒中殺鼠藥氟乙酸鈉的毛細管電泳高頻電導(dǎo)檢測方法。該法采用超聲萃取處理樣品，在優(yōu)化條件下，氟乙酸鈉在8.5min內(nèi)獲得了分離檢測。在5.0～250μg/mL線性范圍內(nèi)，檢出限為3μg/mL(S/N=3)，不同添加濃度谷粒樣品的日間和日內(nèi)RSD均

6、小于5％。本法高效、快速、靈敏，適于法醫(yī)和臨床中毒急救中氟乙酸鈉的快速分析。 3.采用反向電泳分離模式，建立了多種飲料中新型濫用藥物γ-羥基丁酸(GHB)的毛細管電泳高頻電導(dǎo)檢測技術(shù)。飲料樣品經(jīng)稀釋后直接進樣，在優(yōu)化條件下，6.5min內(nèi)可實現(xiàn)GHB的快速分析。該法在10.0～150μg/mL線性范圍內(nèi)，檢出限為3μg/mL(S/N=3)。不同添加濃度的飲料樣本，日間和日內(nèi)RSD均小于5％，回收率均在95％以上，適于體外檢材中G

7、HB的快速篩選分析。 4.自行設(shè)計和研制了一種正交型非共聚焦激光誘導(dǎo)熒光檢測—微流控芯片毛細管電泳分析系統(tǒng)(Microfluidic-chipbasedcapillaryelectrophoreticsystemwithnon-confocallaser-inducedfuorescencedetectionbasedonorthogonalconfiguration，MCE-LIF)，數(shù)十秒內(nèi)，可很好地分離模型物質(zhì)熒光素和羅丹

8、明B。在優(yōu)化檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用玻璃芯片和動態(tài)涂層技術(shù)改性的PDMS/玻璃復(fù)合型芯片為分離載體，通過對模型物質(zhì)的分離和檢測，對微流控芯片系統(tǒng)的分析性能進行了評估，并對兩種芯片的特性進行了表征，為芯片在微流控分析中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明，玻璃芯片的分析性能明顯優(yōu)于PDMS/玻璃復(fù)合型芯片；該系統(tǒng)采用有效長度為36mm的玻璃芯片、以10mmol/LNa284O7溶液為分離介質(zhì)、2kV電壓分離熒光素，檢測限可低至0.1

9、μmol/L，而塔板數(shù)為8711，塔板高僅為4.1μm，遷移時間RSD小于2％。 5.采用自組裝微流控芯片系統(tǒng)，運用FITC(fluoresceinisothiocyanate)熒光衍生技術(shù)，建立了四種常見苯丙胺類化合物的芯片膠束電動毛細管色譜分析方法，并對該類化合物在芯片電泳中的分離效率和檢測性能進行了研究。實驗結(jié)果表明，在有效長度為34mm的玻璃芯片微通道中，采用470V/cm的場強，苯丙胺類衍生物在150s內(nèi)得到了完全分離

10、，而分離塔板數(shù)最大為23711，分離塔板高度最小僅為1.4μm，檢測靈敏度達到了100ng/mL水平。該方法的建立為苯丙胺類化合物的超高速、高效分離和高靈敏檢測提供了一種極具前景的分析技術(shù)。 6.運用熒光試劑DTAF(5-([4,6-Dichlorotriazin-2-yl]amino)fluorescein)，成功標記了鴉片類化合物嗎啡。采用自行研制的微流控分析系統(tǒng)，對鴉片類化合物的熒光衍生產(chǎn)物進行了芯片毛細管電泳分離和激光誘

11、導(dǎo)熒光檢測，根據(jù)分析結(jié)果的對比分析，對鴉片類化合物的DTAF熒光反應(yīng)機理進行了推測與合理的解釋。在有效長度為34mm的玻璃芯片微通道中，采用529V/cm的場強，鴉片類DTAF衍生混合物在60s內(nèi)得到了超高速的完全分離，分離塔板數(shù)最高可達34439，最小塔板高度為1.0μm，嗎啡—DTAF的檢測限可低至0.5ppM，基本上可滿足生物樣本中嗎啡檢測靈敏度的需要，將來有望用于與實際樣品中嗎啡的檢測。 結(jié)論：本文建立的毛細管電泳高頻電

12、導(dǎo)檢測技術(shù)，具有快速、簡便、經(jīng)濟、靈敏度高、精密度好等優(yōu)點，為藥毒物的檢測提供了一種新的分離和分析方法，在法醫(yī)藥毒物分析中具有較好的應(yīng)用前景。自行研制的基于微制造技術(shù)的微流控芯片毛細管電泳激光誘導(dǎo)熒光檢測系統(tǒng)，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點?；诖思夹g(shù)平臺所建立的藥毒物的微芯片分離和激光誘導(dǎo)熒光檢測方法，在超高速、高效分離、高靈敏檢測中顯示了卓越的優(yōu)勢。該技術(shù)平臺的建立和完善，將促進藥毒物分析儀器的微型化，并推動法庭化學(xué)實驗室向“