一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台及检测方法_2

文档序号:9470188阅读:来源:国知局
检测方法,包括: (1) 将经由制冷系统冷冻至固态的生物样品和标准溶液,通过激光剥蚀系统进行激光 剥蚀处理,分别形成生物样品和标准溶液的气溶胶; (2) 通过电感耦合等离子体质谱系统将步骤(1)中获得的所述气溶胶载入到等离子体 中电离后进行检测,直接得到所述生物样品和标准溶液的离子强度值,根据所述标准溶液 的离子强度值得到所述标准溶液的关于离子强度值-浓度的校准曲线,并根据从所述校准 曲线得到的关系式用所述生物样品的离子强度值换算得到所述生物样品中的痕量元素的 含量。
[0023] 在本发明的方法中,由于使用了上述检测平台,可以快速地将生物样品和标准溶 液冷冻至固态,再利用激光剥蚀系统和电感耦合等离子体质谱系统对标准溶液和生物样品 进行测试,以标准溶液作为定量依据对生物样品进行定量分析。由于是在统一的低温状态 下同时分析标样和样品,可确保数据的稳定性、提高数据的准确性,从而可快速而准确地 得到生物样品中痕量元素的测量值,且克服了传统湿法分解手段中检测步骤繁琐、及现有 LA-ICP-MS法中的标准样品制备的问题。
[0024] 在本发明中,在所述步骤(1)中,所述激光剥蚀系统采用线扫描剥蚀模式,且所述 激光剥蚀系统发出的激光的波长为213mm,脉冲频率为20Hz,剥蚀孔径为15~200iim,剥蚀 时间为15~200秒。
[0025] 通过上述激光剥蚀系统的参数的选择,可以有效地经过激光剥蚀而得到生物材料 的气溶胶。
[0026] 在本发明中,在所述步骤(2)中,所述电感耦合等离子体质谱系统以跳峰的时间 分辨模式采集数据,且在所述电感耦合等离子体质谱系统中,RF功率为1000W,采样深度为 9mm,工作气体为氩气,等离子体气流量为15.OL/分钟,载气流量为I. 4L/分钟,数据采集时 间为120秒,积分时间为60秒。
[0027] 通过上述电感耦合等离子体质谱系统的参数的选择,可以有效地对经过激光剥蚀 而得到的生物材料的气溶胶进行检测。
[0028] 本发明的有益效果: 在制冷源的制冷作用下将生物样品以及标准溶液快速凝结成固态,从而对样品进行快 速准确的定量分析。制冷系统结构简单,使用方便,制冷迅速,且低温保持恒定。而且放置多 片样品槽能够在同一时间内分析多组样品和标准溶液。在统一的低温状态下同时分析标样 和样品,确保数据的稳定性、提高数据的准确性。此方法解决了传统消解法分析生物样品中 操作步骤繁琐的问题,并且不引入任何化学试剂,更为环保高效,而且解决了样品制备时的 试剂空白过高的问题,提高了检测灵敏度。此方法也解决了以往LA-ICP-MS分析中难以制 备固体标样的问题,相比传统的LA固体标样制备,溶液标样制备更为简单、快速、准确。标 样的均匀性也得到了最大程度的保证。而且在壳体中可以充入各种载气,减少多原子粒子 的干扰。
【附图说明】
[0029] 图1示出了根据本发明的一实施形态的用于测定生物样品中痕量元素的检测平 台的制冷系统的示意图; 图2为图1所示的制冷系统中使用的样品槽的示意图; 图3为图1所示的制冷系统中使用的制冷单元的示意图; 图4为采用本发明的用于测定生物样品中痕量元素的检测平台进行检测的实施例中 制得的校准曲线。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合附图及下述【具体实施方式】进一步说明本发明,应理解,下述实施方式和/ 或附图仅用于说明本发明,而非限制本发明。
[0031] 根据本发明的一方面提供了一种用于测定生物样品中痕量元素的检测平台,所述 检测平台包括:将所述生物样品冷冻至固态的制冷系统;对冷冻至固态的生物样品进行激 光剥蚀的激光剥蚀系统;以及用于将激光剥蚀得到的生物样品的气溶胶载入到等离子体中 电离化、并检测所述生物样品中的痕量元素含量的电感耦合等离子体质谱系统。
[0032] 本发明提供的检测平台,能够有效地将生物样品快速冷冻至固态,得到适合在 LA-ICP-MS法中使用的固体标样,而且在检测过程中没有引入任何化学试剂,环保高效,有 利于后续检测工序的开展。本发明的检测平台结构简单,使用方便,制冷迅速,可快速测定 生物样品中痕量元素的含量。
[0033] 图1示出了根据本发明的一实施形态的用于测定生物样品中痕量元素的检测平 台的制冷系统的示意图;图2为图1所示的制冷系统中使用的样品槽的示意图。如图1和 图2所示,该制冷系统包括:存放生物样品用的样品槽6 ;在顶部具有开口且容纳至少一个 样品槽6的壳体2 ;能够封住所述开口且允许激光剥蚀系统发出的激光穿透的盖体1 ;用于 冷冻生物样品并进行保温的制冷单元;以及用于测量所述生物样品的温度的测温单元。该 激光剥蚀系统可以是现有技术中常用的激光剥蚀系统,在此省略其结构的详细描述。
[0034] 在上述壳体2中可以同时容纳多个样品槽6,可以同时经由制冷单元将多个样品 进行冷冻并保温。通过盖体1可与壳体2完全密封,形成密闭空腔,例如在图1所示的实施 形态中形成为正方体状的密闭空腔。并且激光剥蚀系统发出的激光可穿透盖体1,对容纳于 壳体2中的冷冻至固态的生物样品进行激光剥蚀,从而得到后续以LA-ICP-MS法进行检测 的气溶胶。并且,通过设置测温单元可有利于控制制冷单元以对冷冻后的生物样品进行保 温。
[0035] 具体地,上述壳体2采用耐低温、高强度的不锈钢材料制备,能够耐受_50°C左右 的低温且不变形。上述盖体1的材质为通透无气泡的石英玻璃,该石英玻璃材料允许激光 能量穿过而不迅速衰减,并聚焦到生物材料样品表面。
[0036] 此外,上述样品槽6的材质可以是两面抛光的氮化铝陶瓷,且在该样品槽6的一面 加工出光滑的凹陷的槽体7,用来放置生物样品或者标准溶液。氮化铝陶瓷导热系数大,耐 强酸强碱不易受到样本腐蚀,在低温下不易变形碎裂。由其制作的样品槽能快速而均匀的 传导热量,能使整个槽体均匀冷却并能较好的保持低温状态。并且其可以承载各种酸性和 碱性的样本,而且可以重复多次使用,相比较其他的类似不锈钢和氧化铝等材料体现出其 优良的性能。
[0037] 此外,上述制冷单元具备用于向壳体2内提供制冷介质以冷冻生物样品的制冷管 路和根据上述测温单元检测到的温度控制制冷管路中的制冷介质的流速的流量控制构件, 以便有效地冷冻生物样品并进行保温。在本发明的一实施形态中,该制冷介质可以是氮气, 从而可以更快速地制冷。
[0038] 具体地,图3为图1所示的实施形态的制冷系统中使用的制冷单元的示意图。在本 实施形态中,使用氮气作为制冷源。如图1和图3所示,上述制冷管路包括分别设于壳体2 的侧壁上的作为制冷介质入口部的氮气输入管4和作为制冷介质出口部的氮气输出管4'、 以及连接于氮气输入管4和氮气输出管4'之间并设置于壳体2内的用于载置样品槽6的 管体10。在本实施形态中,该制冷管路例如可以由不锈钢管制成。且流量控制构件5设于 该氮气输入管4处。在本实施形态中,该流量控制构件5例如可以是流量控制阀。
[0039] 如图3中的箭头所示,从氮气输入管4流入的作为制冷源的诸如氮气的制冷介质 流经设于壳体2内的管体10后从氮气输出管4'流出。从而可通过在管体10内流通的制 冷介质有效地对载置于该管体10上的样品槽6中的生物样品进行冷冻。并且,通过设置于 氮气输入管4的流量控制阀5可有效地
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