本發(fā)明涉及液相色譜與紅外光譜聯(lián)用領(lǐng)域，特別涉及一種提高紅外檢測(cè)信號(hào)的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

高效液相色譜(hplc)與光譜的聯(lián)用被廣泛應(yīng)用于各類混合物的分離。通常情況下，液相色譜與紫外可見光譜聯(lián)用對(duì)許多具有紫外吸收的混合物進(jìn)行分析，然而這類方法對(duì)很多包含沒有紫外吸收物種的體系不適用。傅里葉變換紅外光譜可以提供分離后各物質(zhì)的許多結(jié)構(gòu)信息，即使這些化合物沒有紫外吸收。在具備較完善的傅里葉變換紅外光譜數(shù)據(jù)庫前提下，許多樣品可以被直接鑒定。

雖然具有以上這些特點(diǎn)，但液相色譜-紅外光譜的聯(lián)用方法在應(yīng)用上并不算十分廣泛。液相色譜使用的溶劑一般都具有紅外吸收，因而在直接對(duì)分離產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)時(shí)溶劑經(jīng)常對(duì)譜圖有所干擾，從而影響化合物的鑒定。解決這一問題的思路之一是使用特定的基質(zhì)接收液相色譜分離后的樣品，去除溶劑后再進(jìn)行紅外表征，從而達(dá)到離線紅外檢測(cè)的目的。盛放基質(zhì)的容器稱為紅外附件。用紅外附件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將基質(zhì)首先填入附件中，然后將樣品溶液滴到基質(zhì)上，待溶劑揮發(fā)干凈后即可以在紅外儀器上進(jìn)行測(cè)試。

但是，由于樣品是利用hplc進(jìn)行分離，這也就導(dǎo)致樣品會(huì)被流動(dòng)相稀釋。同時(shí)，由于hplc檢測(cè)的特殊性(微量檢測(cè)方法)，進(jìn)樣時(shí)的濃度不宜過高，因此，降低后續(xù)紅外檢測(cè)的檢出限，導(dǎo)致紅外檢測(cè)信號(hào)低也就成了一個(gè)不可避免的問題。

由于上述原因，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的液相色譜-紅外光譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行了研究，以便設(shè)計(jì)出或制備出一種新型紅外附件以解決上述檢出限低的問題，提高紅外檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度和紅外光譜譜圖的分辨率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在紅外附件上設(shè)置一大一小兩個(gè)孔道，兩個(gè)孔道以設(shè)定角度連接，大孔道接收從hplc流出的溶液，經(jīng)連接處流入盛有基質(zhì)的小孔道，目標(biāo)組分在小孔道內(nèi)富集，紅外光譜儀檢測(cè)小孔道內(nèi)富集的目標(biāo)組分，得到紅外信號(hào)較強(qiáng)的譜圖，從而完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供以下技術(shù)方案：

1.一種提高紅外檢測(cè)信號(hào)的裝置，其中，所述裝置包括塊狀本體，所述塊狀本體內(nèi)部設(shè)置至少一組以設(shè)定角度連通的孔道。

每組孔道包括兩個(gè)孔道即基質(zhì)孔道k1和注液孔道k2，所述基質(zhì)孔道k1用于盛裝固體基質(zhì)，所述注液孔道k2用于盛裝待測(cè)液體樣品，并引導(dǎo)液體樣品流入基質(zhì)孔道k1；所述基質(zhì)孔道k1和注液孔道k2的末端連通。

2.一種提高紅外檢測(cè)信號(hào)裝置的使用方法，其中，所述使用方法包括以下步驟：

步驟(1)，使基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，向基質(zhì)孔道k1中加入設(shè)定量的粉末狀基質(zhì)，墩實(shí)基質(zhì)；

步驟(2)，使注液孔道k2的孔口朝上，向注液孔道k2中注入含有目標(biāo)組分的溶液；

步驟(3)，用塞子堵塞注液孔道k2的孔口，干燥去除其中溶劑；

步驟(4)，使基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，用紅外光譜儀對(duì)基質(zhì)孔道k1中的溶質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，得到目標(biāo)組分的紅外光譜圖。

3.一種液相色譜-紅外光譜聯(lián)用的檢測(cè)方法，其中，所述檢測(cè)方法使用上述1所述裝置；

具體地，所述檢測(cè)方法包括如下步驟：

步驟1，將含有目標(biāo)組分的樣品進(jìn)行溶劑化處理，通過液相色譜進(jìn)行組分分離；

步驟2，使裝置基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，向基質(zhì)孔道k1中加入設(shè)定量粉末狀基質(zhì)，墩實(shí)基質(zhì)；

步驟3，使注液孔道k2的孔口朝上，接收液相色譜儀流出的含有目標(biāo)組分的流動(dòng)相；

步驟4，用塞子堵塞注液孔道k2的孔，干燥去除其中溶劑；

步驟5，使基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，使紅外光可進(jìn)入基質(zhì)孔道k1，用紅外光譜儀對(duì)溶質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，得到目標(biāo)組分的紅外光譜圖。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種提高紅外檢測(cè)信號(hào)的裝置及其使用方法，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明裝置通過注液孔道的儲(chǔ)液功能和基質(zhì)孔道的濃縮功能，即可實(shí)現(xiàn)紅外檢測(cè)檢出限的降低，提高檢測(cè)靈敏度，具體地，目標(biāo)組分的溶液中目標(biāo)組分的濃度可低至10^-5g/ml，相較于初始的10^-3g/ml，檢測(cè)限降低了100倍；

(2)本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，成本低，適合推廣使用；

(3)本發(fā)明裝置中設(shè)置多組孔道，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，提升了檢測(cè)效率。

附圖說明

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中紅外附件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出本發(fā)明中提高紅外檢測(cè)信號(hào)的裝置在基質(zhì)孔道k1向上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出本發(fā)明中所述裝置在注液孔道k2向上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出本發(fā)明中所述裝置包括兩組以上孔道時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出采用本發(fā)明中所述裝置檢測(cè)到的苯甲酰胺紅外光譜圖；其中，圖譜a為使用上述所述裝置測(cè)得的苯甲酰胺的譜圖，圖譜b為苯甲酰胺的標(biāo)準(zhǔn)譜圖。

具體實(shí)施方式

下面通過對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

如上所述，盛放基質(zhì)的容器稱為紅外附件。目前，紅外光譜儀的紅外附件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。紅外附件為具有一定深度的槽體，槽體內(nèi)部盛放用于負(fù)載目標(biāo)組分的承載體即基質(zhì)。由于紅外附件需要接收hplc流出的帶有目標(biāo)組分的流動(dòng)相，其具有較大的體積。這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致滴入的目標(biāo)組分會(huì)在極大程度上擴(kuò)散，單位面積上基質(zhì)的含量太少，加之利用hplc進(jìn)行分離時(shí)流動(dòng)相的稀釋作用，因此，紅外光譜可測(cè)得的濃度一直維持在一個(gè)較高的數(shù)值，即檢出限較高。以目前的檢測(cè)水平來說，溶液中目標(biāo)組分的檢出限在10^-3g/ml。

由于hplc是成熟的適用于微量成分檢測(cè)的分析方法，同時(shí)儀器部件復(fù)雜，對(duì)hplc機(jī)械構(gòu)造的改變以適應(yīng)后續(xù)紅外光譜儀的檢測(cè)是不現(xiàn)實(shí)的，因此，對(duì)紅外附件進(jìn)行研究，將需要檢測(cè)的目標(biāo)組分聚集，以提高檢測(cè)靈敏度和獲得較低的檢出限，同時(shí)保證便捷的使用方式和低成本，就成為了研究高效液相色譜-紅外光譜聯(lián)用技術(shù)的一個(gè)不可避免的問題。

基于以上原因，本發(fā)明人經(jīng)過深入研究，研制出一種可以使目標(biāo)組分聚集、提高紅外檢測(cè)信號(hào)的裝置(相當(dāng)于改進(jìn)的紅外附件)，如圖2～圖4所示。

本發(fā)明公開了一種提高紅外檢測(cè)信號(hào)的裝置，所述裝置包括塊狀本體，所述塊狀本體內(nèi)部設(shè)置至少一組以設(shè)定角度連通的孔道，其中，每組孔道包括兩個(gè)孔道。

本發(fā)明中，每組孔道包括基質(zhì)孔道k1和注液孔道k2，所述基質(zhì)孔道k1用于盛裝固體基質(zhì)，所述注液孔道k2用于盛裝待測(cè)液體樣品，并引導(dǎo)液體樣品流入基質(zhì)孔道k1。

本發(fā)明中，所述基質(zhì)為不具有紅外吸收的物質(zhì)，優(yōu)選為粉末狀過渡金屬氧化物。所述過渡金屬氧化物包括ⅰb族、ⅱb族、ⅲb族(包括鑭系和錒系)、ⅳb族、ⅴb族、ⅵb族、ⅶb族以及ⅷ族金屬的氧化物，優(yōu)選為氧化銅、氧化鎳、氧化鋅、二氧化錳或氧化鈰，其粒徑優(yōu)選為50μm～200μm。

液體樣品中溶劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與無機(jī)溶劑的組合，為避免鹽類物質(zhì)對(duì)紅外檢測(cè)的干擾，以及酸堿性物質(zhì)對(duì)基質(zhì)的腐蝕，所述溶劑中不含鹽，其ph為6.0～8.0。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述基質(zhì)孔道k1為棱柱狀孔道、圓柱狀孔道或由外向內(nèi)直徑逐漸縮小的圓錐/臺(tái)狀孔道，考慮到加工難度和空間利用率，優(yōu)選為圓柱狀孔道。

注液孔道k2由于盛裝液體樣品，其體積大于基質(zhì)孔道k1。所述注液孔道k2為棱錐狀孔道、圓柱體和圓錐體組合而成的鉛錘狀孔道，或者由外向內(nèi)直徑逐漸縮小的圓錐狀孔道，優(yōu)選為鉛錘狀孔道。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述基質(zhì)孔道k1和注液孔道k2的末端連通?；|(zhì)孔道k1的中心線和注液孔道k2的中心線之間的夾角為80°～120°，優(yōu)選為90°～100°?？紤]到基質(zhì)孔道k1和注液孔道k2連通的加工難度，優(yōu)選基質(zhì)孔道k1的中心線和注液孔道k2的中心線之間的夾角為90°。

基質(zhì)孔道k1的徑向?qū)挾葢?yīng)盡量小，容納粉末狀基質(zhì)通過即可，孔道的徑向?qū)挾冗^大，在裝置傾斜時(shí)粉末狀基質(zhì)容易流出孔道，不能全部聚集在基質(zhì)孔道k1內(nèi)；同時(shí)，其長度也不宜過長，否則目標(biāo)組分易集中在基質(zhì)孔道k1底部，紅外光所穿過的基質(zhì)的長度有限，導(dǎo)致目標(biāo)組分利用不充分，甚至不能檢測(cè)到目標(biāo)組分。通過多次試驗(yàn)基質(zhì)孔道k1參數(shù)與紅外檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度關(guān)系，確定基質(zhì)孔道k1的徑向?qū)挾葹?.25～0.35mm，長度為2～4mm。

注液孔道k2的徑向?qū)挾群烷L度對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的影響不大，因而對(duì)其參數(shù)選定沒有嚴(yán)格要求，只要其容積足夠盛放所需體積的液體樣品即可?？紤]到本發(fā)明裝置在紅外光譜儀上移動(dòng)的靈活、方便性，以及對(duì)塊狀本體的加工難度，確定注液孔道k2的徑向?qū)挾葹?～5mm，長度為15～25mm。

值得注意的是，在基質(zhì)孔道k1和注液孔道k2連通處k3的通孔應(yīng)盡量小，其徑向?qū)挾葢?yīng)滿足小于粉末狀基質(zhì)的粒徑，使粉末狀基質(zhì)不能通過該通孔由基質(zhì)孔道k1進(jìn)入注液孔道k2。優(yōu)選的，連通處k3的通孔的徑向?qū)挾葹?.05～0.15mm。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，塊狀本體為棱柱狀，使所述裝置可穩(wěn)定維持在靜止?fàn)顟B(tài)，便于加樣等操作處理。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖4所示，塊狀本體內(nèi)部設(shè)置兩組以上的孔道，每組孔道中的基質(zhì)孔道k1平行設(shè)置，注液孔道k2同樣平行設(shè)置。每組孔道的參數(shù)可相同或不同，在此不做限定。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，塊狀本體為金屬或者合金加工制成，如通過金屬鋁材加工而成。

本發(fā)明還提供了一種提高紅外檢測(cè)信號(hào)裝置的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：

步驟(1)，如圖2所示，使基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，向基質(zhì)孔道k1中加入設(shè)定量的粉末狀基質(zhì)，墩實(shí)基質(zhì)；

步驟(2)，如圖3所示，使注液孔道k2的孔口朝上，向注液孔道k2中注入含有目標(biāo)組分的溶液；

步驟(3)，用塞子堵塞注液孔道k2的孔口，干燥去除其中的溶劑；

步驟(4)，將附件按圖2所示放置，使基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，使紅外光可進(jìn)入基質(zhì)孔道k1，用紅外光譜儀對(duì)基質(zhì)孔道k1中的溶質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，得到目標(biāo)組分的紅外光譜圖。

在步驟(2)中，所述含有目標(biāo)組分的溶液中，目標(biāo)組分的濃度可低至10^-5g/ml，相較于初始的10^-3g/ml，檢測(cè)限降低了100倍。

其中，在步驟(3)中，所述塞子可使注液孔道k2的孔口密封，避免干燥時(shí)溶劑由注液孔道k2處蒸發(fā)，目標(biāo)組分無法包裹在基質(zhì)孔道k1的基質(zhì)表面。

在步驟(3)中，所述干燥方式可為自然揮發(fā)、常壓加熱或真空干燥，由于注液孔道k2的孔口被堵塞，溶質(zhì)只能經(jīng)由基質(zhì)孔道k1揮發(fā)，從而帶動(dòng)目標(biāo)組分進(jìn)入基質(zhì)孔道k1并留在基質(zhì)表面，考慮到基質(zhì)孔道k1的徑向?qū)挾容^小，優(yōu)選干燥方式為真空干燥。

在步驟(4)中，所述紅外光譜儀的檢測(cè)模式為漫反射模式。漫反射模式檢測(cè)原理為：當(dāng)一束光進(jìn)入顆粒內(nèi)部時(shí)，經(jīng)過透射或折射或在顆粒內(nèi)部表面反射以后，從樣品顆粒內(nèi)部射出。這樣，光束在樣品不同顆粒內(nèi)部經(jīng)過多次的透射、折射和反射后，從粉末樣品表面各個(gè)方向射出來，組成漫反射光，這部分漫反射光與樣品分子發(fā)生了相互作用，因此負(fù)載了樣品的結(jié)構(gòu)和組成信息，可用于光譜分析。

本發(fā)明還提供了一種液相色譜-紅外光譜聯(lián)用的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法使用上述裝置；

具體地，液相色譜-紅外光譜聯(lián)用的檢測(cè)方法包括如下步驟：

步驟1，將含有目標(biāo)組分的樣品進(jìn)行溶劑化處理，通過液相色譜進(jìn)行組分分離；

若樣品為固體，將其用溶劑溶解后進(jìn)液相色譜進(jìn)行組分分離；若樣品為液體，可直接進(jìn)液相色譜進(jìn)行組分分離，或?qū)⑷軇┺D(zhuǎn)換為適于液相色譜分離的溶劑后再進(jìn)行組分分離；

步驟2，使裝置基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，向基質(zhì)孔道k1中加入設(shè)定量粉末狀基質(zhì)，墩實(shí)基質(zhì)；

步驟3，使注液孔道k2的孔口朝上，接收液相色譜儀流出的含目標(biāo)組分的流動(dòng)相；

步驟4，用塞子堵塞注液孔道k2的孔口，干燥去除其中溶劑；

步驟5，將附件按圖2所示放置，使基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，使紅外光可進(jìn)入基質(zhì)孔道k1，用紅外光譜儀對(duì)溶質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，得到目標(biāo)組分的紅外光譜圖。

實(shí)施例

液相色譜分析條件：

島津公司的液相色譜系統(tǒng)(泵：lc-20ad)；

色譜柱：迪馬科技c18柱(150mm×2.1mm，5μm)；

進(jìn)樣量：20.0μl；

流動(dòng)相：甲醇；

流速：0.400ml/min。

紅外光譜分析條件：

顯微紅外光譜儀，thermoscientific^tmnicoletin10mx

光譜分辨率4cm^-1，

掃描次數(shù)：256次。

實(shí)施例1

稱取0.05g苯甲酰胺，用甲醇配制為10ml的苯甲酰胺甲醇溶液。取100微升以上配好的溶液于10ml容量瓶中稀釋。配制為5×10^-5g/ml的苯甲酰胺的甲醇溶液。

將附件正面放著時(shí)，基質(zhì)孔道k1的孔口朝上，此時(shí)向基質(zhì)孔道k1中加入氧化銅，盡量敦實(shí)。當(dāng)氧化銅灌滿之后，將裝置如圖3所示放置，在注液孔道k2中灌入提前配好的苯甲酰胺的甲醇溶液。當(dāng)液體從連通處k3的通孔流入基質(zhì)孔道k1浸濕氧化銅以后，將其放入真空干燥器進(jìn)行抽真空，直至溶劑揮發(fā)干凈為止。此時(shí)，將附件按圖2所示放置，用顯微紅外光譜儀對(duì)溶質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)得到的光譜圖如圖5所示。

由圖5可知，分離后的苯甲酰胺在3371和3177cm^-1處有n–h伸縮振動(dòng)吸收峰，在1658和1625cm^-1處有羧基的兩個(gè)反對(duì)稱振動(dòng)吸收峰，且在1578cm^-1處有c＝c伸縮振動(dòng)的吸收峰。上述吸收峰均為苯甲酰胺的特征吸收峰。同時(shí)，分離后的樣品譜圖與標(biāo)準(zhǔn)樣品譜圖具有很好的一致性，說明本發(fā)明裝置可以應(yīng)用于實(shí)際體系的液相色譜-紅外光譜分離檢測(cè)。

以上結(jié)合具體實(shí)施方式和范例性實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，不過這些說明并不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案及其實(shí)施方式進(jìn)行多種等價(jià)替換、修飾或改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。