免疫亲和萃取-LC-MS联用技术在痕量农残分析中的应用研究

论文摘要

液相色谱串联质谱是环境分析的主要技术手段之一,其具有超低的检测限和强大的定性能力,但在复杂样品中的痕量化合物定量过程中易受样品基质的干扰。免疫亲和萃取技术因在富集样品的同时可完成样品的纯化而有望解决上述问题。异丙隆和敌草隆是代表性的苯脲类除草剂,因易于经土壤和地下水进入人畜饮水系统而受到广泛关注。本论文将免疫亲和萃取技术与LC-MS/MS联用测定了复杂水样中的痕量异丙隆和敌草隆,定量结果不受样品基质干扰。本论文首次采用溶胶凝胶法制备了异丙隆免疫亲和萃取柱,对该免疫柱的应用特性进行了系统地评价,全面比较了各种降低非特异性吸附的方法,系统测定了六十种农药在免疫柱内的非特异性吸附,首次量化了免疫柱的特异性。该免疫柱与LC-MS/MS以离线方式联用,测定了河水中ng/L水平的异丙隆,并灵活利用两种异丙隆单克隆抗体在活性上的差异,完成了河水中痕量异丙隆和其代谢产物的同时检测。首次制备了敌草隆抗体免疫柱,全面考察了制备免疫柱时适宜的抗体密度范围,深入研究了免疫柱消除基质效应的机理。将该免疫柱与LC-MS/MS在线联用,测定了河水和废水中ng/L水平的敌草隆,其定量结果不受样品基质干扰,这为生态污染物的监测和普查提供了一种新方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 农药残留分析概述
• 1.2.1 农药残留检测的现代仪器分析方法
• 1.2.1.1 气相色谱法及GC-MS 联用技术
• 1.2.1.2 高效液相色谱法及LC-MS 联用技术
• 1.2.2 农药分析中的样品预处理技术
• 1.2.2.1 液液萃取技术
• 1.2.2.2 固相萃取技术
• 1.2.2.3 固相微萃取技术
• 1.3 免疫色谱技术
• 1.3.1 免疫色谱技术概述
• 1.3.1.1 抗体的产生和结构
• 1.3.1.2 抗体抗原反应
• 1.3.1.3 固定基质和抗体的固载方法
• 1.3.2 免疫色谱技术的应用形式
• 1.3.2.1 高效免疫亲和色谱
• 1.3.2.2 非均相流动注射免疫分析
• 1.3.2.3 免疫亲和萃取
• 1.3.2.3.1 免疫亲和萃取概述
• 1.3.2.3.2 免疫亲和萃取的富集方式
• 1.3.2.3.3 免疫亲和萃取技术在农残分析中的应用
• 1.3.2.3.4 免疫亲和萃取技术的发展趋势
• 1.4 溶胶凝胶技术固载生物活性物质研究进展
• 1.4.1 溶胶凝胶固载技术简介
• 1.4.2 溶胶凝胶生物材料的特点
• 1.4.3 溶胶凝胶生物材料的应用
• 1.4.3.1 生物传感器
• 1.4.3.1.1 电化学生物传感器
• 1.4.3.1.2 光学生物传感器
• 1.4.3.2 生物亲和色谱
• 1.4.3.3 药物缓释
• 1.5 本课题的提出
• 参考文献
• 第二章 SPE-HPLC 联用测定水中15 种取代脲类农药
• 2.1 引言
• 2.2 十六种农药的高效液相色谱分析方法的建立及评价
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 仪器与试剂
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.2.1 高效液相色谱分析方法的确定
• 2.2.2.2 高效液相色谱分析方法的精密度
• 2.2.2.3 高效液相色谱分析方法的工作曲线和检测限
• 2.3 离线SPE-HPLC 方法测定饮用水中16 种农药
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.1.1 试剂和仪器
• 2.3.1.2 固相萃取操作步骤
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.2.1 固相萃取材料的选择
• 2.3.2.2 PPL 固相萃取过程的优化
• 2.3.2.2.1 洗脱剂的选择
• 2.3.2.2.2 样品组成对回收率的影响
• 2.3.2.2.3 样品溶液流速和体积的确定
• 2.3.2.2.4 样品中异丙醇的含量对回收率的影响
• 2.3.2.2.5 与HRP、C18 柱的比较
• 2.3.2.3 离线PPL-HPLC 分析方法的标准曲线
• 2.4 在线SPE-HPLC 方法测定水中取代脲类化合物
• 2.4.1 单富集柱的在线SPE-HPLC 分析系统
• 2.4.1.1 实验部分
• 2.4.1.1.1 试剂和仪器
• 2.4.1.1.2 On-line PPL-HPLC 装置的连接
• 2.4.1.1.3 On-line PPL-HPLC 分析水样中农药的实验方法
• 2.4.1.2 结果与讨论
• 2.4.1.2.1 系统的建立
• 2.4.1.2.2 on-line PPL-HPLC 测定水中14 种农药的标准曲线
• 2.4.2 双富集柱的在线SPE-HPLC 分析系统
• 2.4.2.1 实验部分
• 2.4.2.1.1 试剂和仪器
• 2.4.2.1.2 On-line tandem SPE-HPLC装置的连接示意图
• 2.4.2.1.3 On-line tandem SPE-HPLC的实验方法
• 2.4.2.2 结果与讨论
• 2.4.2.2.1 系统的建立
• 2.4.2.2.2 PPL 柱的洗脱条件
• 2.4.2.2.3 预柱（C18 小柱）的再富集条件的确定
• 2.4.2.2.4 On-line tandem SPE-HPLC方法的回收率
• 2.4.2.2.5 On-line tandem SPE-HPLC 方法测定水中13 种农药
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 溶胶凝胶免疫亲和萃取柱的制备
• 3.1 引言
• 3.2 抗体浓度定量测定方法
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.1.1 仪器与材料
• 3.2.1.2 Bradford法测定抗体的标准曲线
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 抗体定量方法的选定参考文献
• 3.2.2.2 Bradford法的操作步骤的确定
• 3.2.2.3 Bradford法测定抗体的标准曲线
• 3.3 溶胶凝胶免疫亲和柱的制备方法的选择
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.1.1 仪器与材料
• 3.3.1.2 湿凝胶免疫亲和柱的制备
• 3.3.1.3 干凝胶免疫亲和柱的制备
• 3.3.1.4 淋洗液的收集和前处理
• 3.3.1.5 淋洗液中抗体含量的测定
• 3.3.2 凝胶的失重比
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.3.3.1 溶胶凝胶法的制备原料的选择
• 3.3.3.2 湿凝胶法的抗体包埋比例
• 3.3.3.3 干凝胶法制备免疫亲和柱
• 3.3.3.3.1 干凝胶法的老化曲线
• 3.3.3.3.2 干凝胶法的较佳失重比
• 3.3.3.3.3 干凝胶法制备免疫亲和柱的抗体包埋比例
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 异丙隆单抗溶胶凝胶免疫亲和柱的应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 理论背景部分
• 4.2.1 前沿分析、吸附曲线和穿透曲线
• 4.2.2 绝对柱容量、有效柱容量、吸附率和回收率
• 4.2.3 多克隆抗体和单克隆抗体
• 4.2.4 抗体的特异性和亲和力
• 4.3 异丙隆低活性单抗溶胶凝胶免疫亲和柱与LC-MS/MS 联用测定河水中异丙隆
• 4.3.1 实验部分
• 4.3.1.1 试剂
• 4.3.1.2 仪器及其工作条件
• 4.3.1.3 异丙隆低活性单抗溶胶凝胶免疫亲和柱的制备
• 4.3.1.4 SG-LIAC 的绝对柱容量
• 4.3.1.5 SG-LIAC 的特异性评价
• 4.3.1.6 空白值的确定
• 4.3.1.7 SG-LIAC 的有效柱容量
• 4.3.1.8 离线SG-LIAC-LC-MS/MS 方法测定河水中异丙隆
• 4.3.2 结果和讨论
• 4.3.2.1 SG-LIAC 对异丙隆萃取过程的优化研究
• 4.3.2.1.1 样品流速对吸附率的影响
• 4.3.2.1.2 样品体积对回收率的影响
• 4.3.2.1.3 洗脱条件的选择
• 4.3.2.2 SG-LIAC 的绝对柱容量和固载效率
• 4.3.2.3 SG-LIAC 的特异性研究
• 4.3.2.3.1 降低非特异性吸附的方法研究
• 4.3.2.3.2 SG-LIAC 的特异性评价
• 4.3.2.4 SG-LIAC 的可重复利用性
• 4.3.2.5 离线 SG-LIAC-LC-MS/MS 方法测定河水中异丙隆的标准曲线
• 4.4 异丙隆高活性单抗溶胶凝胶免疫亲和柱与 LC-MS/MS 联用测定河水中去甲基异丙隆
• 4.4.1 实验部分
• 4.4.1.1 仪器与试剂
• 4.4.1.2 异丙隆高活性单抗溶胶凝胶免疫亲和柱的制备
• 4.4.1.3 离线SG-HIAC-LC-MS
• 4.4.2 结果与讨论
• 4.4.2.1 异丙隆在SG-HIAC 的保留和洗脱
• 4.4.2.2 去甲基异丙隆在SG-HIAC 的保留和洗脱
• 4.4.2.3 SG-HIAC 对去甲基异丙隆萃取过程的优化
• 4.4.2.4 离线 SG-HIAC-LC-MS/MS 方法测定河水中去甲基异丙隆的标准曲线
• 4.5 串联溶胶凝胶免疫亲和柱与 LC-MS/MS 联用同时测定河水中异丙隆和去甲基异丙隆
• 4.5.1 实验部分
• 4.5.1.1 仪器与试剂
• 4.5.2 结果与讨论
• 4.5.2.1 串联SG-IAC 方法的建立
• 4.5.2.2 串联SG-IAC-LC-MS/MS方法测定河水中异丙隆和去甲基异丙隆的标准曲线
• 4.6 小结
• 参考文献
• 第五章 敌草隆单抗溶胶凝胶免疫亲和柱的应用研究
• 5.1 引言
• 5.2 敌草隆单抗溶胶凝胶免疫亲和柱与 LC-MS/MS 离线联用测定河水中敌草隆
• 5.2.1 实验部分
• 5.2.1.1 仪器与试剂
• 5.2.1.2 敌草隆单抗溶胶凝胶免疫亲和柱的制备
• 5.2.1.3 SG-DIAC 的绝对柱容量
• 5.2.1.4 SG-DIAC 的特异性评价
• 5.2.1.5 SG-DIAC 的穿透点浓度监测
• 5.2.1.6 离线SG-DIAC-LC-MS/MS 方法测定河水中敌草隆
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.2.2.1 SG-DIAC 对敌草隆萃取过程的优化研究
• 5.2.2.1.1 样品体积对回收率的影响
• 5.2.2.1.2 淋洗液的选择
• 5.2.2.1.3 洗脱液的选择
• 5.2.2.2 SG-DIAC 的绝对柱容量和固载效率
• 5.2.2.3 SG-DIAC 中抗体密度对柱容量的影响
• 5.2.2.4 上样浓度和速度对SG-DIAC 吸附性能的影响
• 5.2.2.5 SG-DIAC 的特异性
• 5.2.2.6 SG-DIAC 的重复利用性
• 5.2.2.7 离线 SG-DIAC-LC-MS/MS 测定河水中敌草隆的校准曲线和检测限
• 5.3 在线 SG-DIAC-HPLC-DAD 方法测定河水中的敌草隆
• 5.3.1 理论背景介绍
• 5.3.1.1 抗体的变性和失活
• 5.3.2 实验部分
• 5.3.2.1 仪器与试剂
• 5.3.2.2 在线SG-DIAC-HPLC方法测定河水中敌草隆
• 5.3.2.3 SG-DIAC 吸附等温线的测量
• 5.3.2.4 在线SPE-HPLC 分析方法
• 5.3.2.5 敌草隆在SG-DIAC 的容量因子k 的测量
• 5.3.3 结果和讨论
• 5.3.3.1 在线SG-DIAC-HPLC分析系统的构建
• 5.3.3.2 在线SG-DIAC-HPLC分析过程的确定
• 5.3.3.3 在线SG-DIAC-HPLC连续分析的间歇时间
• 5.3.3.4 SG-DIAC 的吸附等温线
• 5.3.3.5 在线SG-DIAC-HPLC的选择性
• 5.3.3.6 草不隆在SG-DIAC 的交叉反应研究
• 5.3.3.6.1 SG-DIAC 法测定草不隆的交叉反应率
• 5.3.3.6.2 草不隆和敌草隆的共存对回收率的影响
• 5.3.3.7 在线SG-DIAC-HPLC测定河水中敌草隆的校准曲线
• 5.4 在线 SG-DIAC-LC-MS/MS 方法测定河水及排污水中的敌草隆
• 5.4.1 理论背景介绍
• 5.4.1.1 LC-MS/MS 痕量分析中的基质效应
• 5.4.1.2 基质效应的补偿与消除方法
• 5.4.2 实验部分
• 5.4.2.1 仪器与试剂
• 5.4.2.2 在线SG-DIAC-LC-MS/MS 方法测定水中敌草隆
• 5.4.2.3 SG-DIAC 对排污水样品基质效应的消除
• 5.4.3 结果与讨论
• 5.4.3.1 On-line SG-DIAC-LC-MS/MS 分析方法运行程序的确定
• 5.4.3.2 在线SG-DIAC-LC-MS
• 5.4.3.3 SG-DIAC 对排污水样品基质效应的消除
• 5.4.3.4 在线SG-DIAC-LC-MS/MS 方法测定排污水样中敌草隆
• 5.5 小结
• 参考文献
• 附录Ⅰ 缩写表
• 附录Ⅱ 16 种农药的紫外吸收光谱图
• 附录Ⅲ 农药在LC-MS/MS 分析中的保留时间和特征母子离子对
• 作者简介
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 攻读博士学位期间申请的专利
• 致谢