新型流动注射电化学发光分析系统及性能表征.pdf

第38卷
分析化学( FENXI HUAXUE)仪器装置与实验技术
第9期
2010年9月
Chinese Journal of Analytical Chemistry
1377~1380
DOI:10.3724/SP.J、1096.2010.01377
新型流动注射电化学发光分析系统及性能表征
石鑫'2王捷2刘仲明2
(华南理工大学生物科学与工程学院,广州51000602(广州军区广州总医院医学实验科,广州510010)
摘要为研发电化学发光体外诊断试剂,设计了一种流动注射池,构建了喷射式流动注射电化学发光分析
系统,并运用Ru(bpy)3:/PA混合进样模式对此系统进行了评估。在检测电位1.18V,进样量100L,进样
速度50uLs,TPA浓度10mol/L,样品缓冲液100mmo/LPBS(pH8.4),载体缓冲液10mmol/LPBS
(pH8.4)最优条件下,获得Ru(bpy)3的检出限(S/N=3)为0.005gmol/L;线性范围为0.01~5molL
RSD为1.02%。结果表明,此分析系统灵敏度高,线性范围宽,分析速度快,样品用量少,实现了进样、检测及
清洗过程自动化。
关键词流动注射;电化学发光;三联吡啶钉;三丙胺
电化学发光以其灵敏度高,线性范围宽,分析时间短等特性而备受关注,且已广泛应用于葡萄
糖り、蛋白质2、核酸、药物“、免疫5?等分析领域。随着电化学发光的日趋成熟,各种技术与电化
学发光的联用成为一种趋势。如在分析自动化、微型化和实时在线分析方面显示强大生命力的流动注
射电化学发光”?,具有分离效率高,样品用量少等特性的毛细管电泳电化学发光?,具有有效的痕
量和超痕量分析能力的高效液相色谱电化学发光等联用技术一直都是研究的热点。
本研究应用流动注射泵构建了一种新型的流动注射电化学发光分析系统,并采用Ru(bpy)3'/TPA
混合进样模式对此系统进行性能评估,为电化学发光体外诊断试剂的研制提供理论基础。
2实验部分
1仪器与试剂
流动注射电化学发光分析系统,采用MPI-A型毛细管电泳电化学发光检测仪(西安瑞迈有限公司)
改装而成,系统流程见图1。其中进样端口1距注射泵管道内容积约为200u,进样端口2距注射泵管
道内容积约为50L,阀顶端口距检测池管道内容积约有300uL。注射器容量为500uL。流动检测池
结构见图2。采用金电极作为工作电极(WE),P丝为对电极(CE),Ag/AgCI(饱和KCl)为参比电极
(RE)。样品通过正对工作电极的钢管喷射到电极上,并从溢流孔流出。PH510台式套装酸度计(OAK-
TON PH 510 series)
Ru(bpy)3C2·6H20(西安瑞迈有限公司);三正丙胺(国药集团化学试剂有限公司);Na2HPO4,
NaH2PO2(广州化学试剂厂)。除三丙胺为化学纯外,其它化学试剂为分析纯。实验用水为超纯水。
2.2实验方法
采用Ru(bpy)3/TPA发光体系,将Ru(bpy)3和TPA溶于100mmol/L磷酸盐缓冲液(PBS,
pH8.4),作为测试仪器性能的检測样,即样品2。其中TPA的浓度为10mmol/L。样品2由0.01mol/L
PBS(pH8.4)即样品1推入至检测池中。每次检测前,用10mol/LPBS(pH8.4)清洗检测池,直至无
电化学发光信号。在检测时,由于进样品的管口到注射管中有50L容积,舍去第一组数据。检测样品
时泵参数设置:样品2(进样量100L,进样速度100u/s,出样量100pL,出样速度100uI/s);
样品1(进样量500J,进样速度100L/s,出样量500wL,出样速度50uL/s)。每测一个数据,都通
201002-02收稿;2010-04-12接受
本文系广东省科技计划项目(No.2009BO30801280)资助
E-mail. shixin114 120@163
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分析化学
第38卷
辅助电极
I Potentiostat
Auxiliary electrode
参比电极
Dark box CE RE
Flow cell
钢管喷射
Flow 3
PMI
工作电极
Sampling I
Working electrode
Recorder
进样
进样
Waste
Carrie
arl
solution
溢流孔
solution
solution
Overflow
图1流动注射电化学发光分析系统流程图
图2喷射式流动检测池结构示意图
Fig 1 Schematic diagram of FLA-ECL detection system
Fig 2 Diagram of flow jet detector cell
过样品1对检测池进行清洗,直至无发光信号。更换样品时,通过样品2对检测池进行清洗,直至无发
光信号。实验采用恒电位法进行检测,检测电位1.18V。光电倍増管放大级数为3;高压900V。
3结果与讨论
3.1电极电位的影响
在电化学发光体系中,发光的强度依赖于反应速率,而反应速率又与电极电位密切相关。因此,本
实验在1.12~1.24V之间考察了电极电位与发光强度的关系(图3)。电位在1.18V时,发光强度最
大;此后随着电位的增加,发光强度减少。这可能是因为溶液中的水被氧化,对实验产生负面影响造成
的,故选用1.18V为工作电位。
3.2进样量与流速的影响
④400
350
由于Ru(bpy)3*喷射到电极上发生反应,发出
光子是个瞬时过程,因此发出的光子量与喷射到电25
极上的样品量及喷射速度有关。本实验考察了样品?200
的进样量与推动样品到电极上的速度对发光强度的150
影响。保持进样量在100pL,在30~100pL/s范围
10012141.161381:20121.24
内考察推速的影响。推速为30uLs时,电化学发光
的峰很小,并且比较笕;推速为50ul/s时,电化学发图3电极电位对发光强度的影响
光的峰窄且高;再次提高推速对发光强度的影响变Fig.3 Influence of voltage on ECL intensity
化不大。故选用50pL/s为推动样品进人检测池的速度
保持推速为50ルIL/s,在50~200pL范围内考察进样量的影响。进样量为100以L时,发光强度已
经很大;再提高进样量对强度的影响较小。为了节约样品,进样量选择为100L。
3.3TPA浓度的影响
900
TPA作为与Ru(bpy)3'反应放出光子的共反应
700
物,其浓度也直接影响电化学发光的强度。结合
600
TPA的溶解度,在5~15mmol/L间考察TPA浓度对500
发光强度的影响(图4)。当TPA浓度在5
10mmol/L间时,发光强度随TPA浓度的增大而显
200
著增强;当TPA浓度大于10mmol/L时,发光强度基
本不变。因此,TPA最佳浓度选择10mmol/L
Concentration of T P/(mmol/T
3.4缓冲液浓度及pⅡ值的影响
纲4三丙胺的浓度对发光强度的影响
在FCL反应体系中,缓冲