[发明专利]一种内嵌样品净化模块的表面等离子共振谱仪及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于食品安全和环境分析检测领域，特别涉及一种内嵌样品净化模块的表面等离子共振谱仪，可实现目标分析物与干扰物的在线快速分离，具有样品需求量小、干扰小、准确度高的检测方法。

背景技术

近年来，越来越多的有毒有害物质出现在食品和环境中，造成严重的食品安全事故和大面积环境污染，危害人民身体健康。污染物的种类多种多样，例如食品安全中兽残、农残、生物毒素，消费品安全中塑化剂、重金属、高关注度化学物质等等。因此，开发相应快速检测装置迫在眉睫。

表面等离子共振谱仪(SPR)，也称分子相互作用谱仪，是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统。与传统的相互作用分析技术相比较，它具有实时监控、无需标记、耗样量极少、操作简单等特点。作为一种超灵敏快速检测技术，在食品安全、分析化学、生物分子相互作用分析、临床诊断、环境检测等领域呈现出巨大的应用前景。已有大量文献报道SPR生物传感器可快速测定食品中抗生素、细菌、农药残留、重金属离子等危害因子，具有高灵敏度、快速响应性、在线分析能力等特点，已成为食品安全检测的理想工具之一。

众所周知，食品安全和环境检测的样品预处理过程是一个重要环节，约占整个分析时间的三分之二。目前，传统的样品预处理方法主要是色谱、固相萃取等方法。这些方法存在耗时长、样品用量大、操作步骤繁琐等缺点，迫切需要开发在SPR检测前实现简单快速分离目标物和干扰物的器件，减少操作时间。

发明内容

本发明提供一种内嵌样品净化模块的表面等离子共振谱仪及其检测方法，技术方案如下：

一种表面等离子共振谱仪，包括样品瓶、适配体或抗体溶液、流动相、微流泵、微型膜透析组件、废液瓶、混合池、连接组件、微射流卡盘、传感器芯片和光学检测系统，该仪器在样品引入的通道上嵌入了净化模块，即微型膜透析组件，所述的微型膜透析组件内部由表面功能化的中空纤维膜组成，位于样品进样接头与微量混合池之间。

所述的微型膜透析组件，具体包括常规压力透析去除大分子模式、常规压力透析去除小分子模式和接枝纤维吸附-解析模式三种模式的膜组件，检测过程根据目标分析物的性质进行选择或组合，以实现样品净化，从而提高分析准确性。

（1）当目标分析物为分子量小于10kDa的小分子时，选择压力透析去除大分子模式组件，该组件内部是由孔径在5-50纳米的中空纤维膜组成，其内部流道为：样品中的小分子目标检测物，在通过进样阀进入膜透析组件后，在泵所提供的气压或液压下，透过中空纤维膜壁上的孔进入表面等离子共振仪的检测池，大分子干扰物留在纤维空腔内，经清洗进入废液池；

（2）当目标分析物为分子量大于10kDa的大分子时，选择压力透析去除小分子模式组件；该组件内部是由孔径在5-50纳米的中空纤维膜组成，其内部流道为：样品中小分子干扰物被透析出来后，进入废液池；而大分子目标物则通过中空纤维膜的内部被导入检测区域；

（3）当目标分析物或干扰物为可被选择性吸附时，选择接枝纤维吸附-解析模式组件；该组件内部是由官能化接枝的无孔中空纤维膜组成；该组件的分离净化过程有两种不同方式：其一是干扰物被选择性吸附在纤维材料上，而目标物不被吸附，直接在压力下被导入系统的检测部分，而后干扰物再被清洗出去，进入废液；其二是目标物首先被选择性吸附在纤维上，干扰物被清洗进入废液，而后选用另一种流动相将目标物再洗脱下来，被导入系统的检测部分。

所述的微型膜透析组件，针对不同样品，采用多种官能化接枝纤维与中空纤维膜材料。

所述的官能团为氨基和/或羧基。

以上所述的表面等离子共振谱仪的应用方法，包括下述步骤：

（1）根据样品的复杂程度以及目标分析物的特性，从压力透析去除大分子、压力透析去除小分子、吸附-解析等三种模式的微型膜透析组件进行选择或组合，并将其置于样品进样接头与微量混合池之间；

（2）根据目标分析物的分子量大小选择传感器芯片，对于分子量大于10kDa的目标分析物，直接选用链霉亲和素修饰的芯片；对于分子量小于10kDa的分析物，则选用该分析物修饰的芯片；

（3）根据目标物分子量的大小选择样品和适配体进样方式，对于分子量大于10kDa的分析物，先将生物素修饰的适配体或抗体通入微射流卡盘，流经传感器芯片进行连接，再将样品注入微型膜透析组件，去除干扰物后，流经微量混合池、微射流卡盘，在传感器芯片上进行检测；对于分子量小于10kDa的分析物，则先将样品经微型膜透析组件净化，进入微量混合池，与适配体或抗体进行混合，再通入微射流卡盘，流经传感芯片检测，再通过微射流卡盘流到废液瓶中；