从上个世纪80年代开始迅速崛起的毛细管电泳(Capillary Electrophoresis,CE)液相分离分析技术,因其具有分离模式多、分离效率高、所需样品少、成本低等特点,已经在食品药品分析、药物筛选、环境监测、医学鉴定、生物技术等领域得到了广泛的应用,CE技术的理论和应用研究已是分析化学最活跃的领域之一。然而由于进样量小,光程短和检测器等的限制,检测灵敏度不能满足生物体系中痕量组分检测的需求,所以现阶段对CE的研究课题主要在于怎样提高方法的检测灵敏度。安培检测(AD)因具有选择性好,灵敏度高,设备简单,易操作等优点而被应用到不同分析领域。近来,研究者纷纷将多种在线富集技术应用到CE技术中,有效地提高了方法的灵敏度,但在线富集技术在毛细管电泳-安培检测(CE-AD)联用技术中的应用很少见。本论文基于CE-AD联用技术高效、快速、灵敏、方便的优势,建立新的实验体系对氨基酸、多元糖醇、生物胺等物质进行同时分离检测,并且实际运用到尿液、血清等复杂体系中。将CE-AD与在线富集技术结合,不仅提高了检测灵敏度,改善了分离效果,更有效地规避了AD技术中电极易污染的问题。在此基础上,该技术成功的用于对尿液、河水等体系中低浓度有益或有害成分进行在线富集与分离,实验结果理想可靠。本论文主要分为六章,具体研究内容如下：1.毛细管电泳的概述本章首先综述了毛细管电泳的发展概况、基本原理、分离模式、检测方法和毛细管电泳在线富集技术,以及CE在不同分析领域的研究进展,并简要介绍了论文研究目的和意义。2.毛细管电泳-安培检测联用技术分离检测血清中神经活性氨基酸的应用研究在分离方面,毛细管电泳虽然有样品溶剂耗量小,操作简单等优点,然而对于复杂体系,因为其中含有许多成分干扰,会导致一些物质峰的非基线分离或叠加。考虑到检测限和分离度的问题,本文在分离和检测阶段分别使用不同的缓冲溶液对血清中的六种兴奋性氨基酸进行检测。在最优的实验条件下,六种神经活性氨基酸在30min之内实现基线分离,在线性范围5×10-4～5×10-6mol L-1之间时,检测限为2.8×10-6～5.5×10-7mol L-1(S/N=3)。样品经简单的预处理之后,使用该方法进行人血清中兴奋性氨基酸的分离检测,回收率结果理想。3.毛细管电泳-安培检测联用技术对人体尿液中七种多元醇及其多重同分异构体的同时分离与检测本文运用CE-AD联用技术在铜电极上对七种多元醇进行同时分离与检测。通过硼砂缓冲体系中硼酸根与1,2-二醇化合物可以形成阴离子络合物,提高了分子间立体选择性从而实现了两组同分异构体(木糖醇、阿拉伯糖醇、阿东醇和甘露醇、山梨醇、半乳糖醇)的同时分离,检测限在1.33×10-6～5.8×10-7mol L-1(S/N=3)之间,线性关系良好(0.9984<R2<0.9997),实验结果理想可靠。将此方法成功用于对正常人和糖尿病患者尿液中的多元醇含量的对比分析,发现糖尿病患者体内阿拉伯醇,甘露醇以及半乳糖醇含量有明显升高。此方法有望为人类多元醇代谢缺陷症的预防和监测提供一种经济简便的方法。4.毛细管电泳-安培检测技术结合场放大样品进样-移动取代边界方法在线富集氨基糖苷类抗生素的研究与应用本文在CE-AD联用技术中首次运用冠醚(18C6H4)作为伪稳定相,使场放大样品进样(Field-enhanced sample injection,FESI)和移动取代边界(Movingsubstitution boundary,MSB)两种富集方法结合在一起,实现了氨基糖苷类抗生素(AGs)的有效富集与分离。FESI技术可以有效地增大样品的进样量；MSB富集则依靠18C6H4与AGs结合的络合物(18C6H4-AG complexes)与背景缓冲溶液中的Na+发生取代反应,抗生素分子被释放后因有效迁移率的迅速降低而在取代边界发生瞬时富集。在最佳的实验条件下,与传统的“进样”相比,新霉素,链霉素和卡那霉素的富集倍数分别为940,692,415；检测限依次为0.62,5.9,8.6nmol L-1(S/N=3)。该FESI-MSB方法的另一优势是冠醚仅存在样品和伪稳定相区带,解决了多数富集方法缓冲溶液中的有机添加剂对电极表面造成污染的问题。样品经简单SPE除盐处理后,成功应用到河水样品中加标AGs的分析,回收率结果理想,有进一步应用到更多实际样品分析的潜力。5.毛细管电泳-安培检测技术场放大进样-瞬时捕获在线富集氨基酸的方法研究本实验建立了一种场放大样品进样(Field-amplified sample injection, FESI)-瞬时捕获技术(Transient trapping)在线富集多种氨基酸的方法,弥补了CE-AD技术对氨基酸的检测灵敏度较低的缺陷。实验中采用多段式进样使两种富集技术相结合以达到提高灵敏度的目的。为实现样品的大体积进样,样品溶在低电导率低pH值的缓冲溶液中。瞬时捕获则是在充满缓冲溶液的毛细管中,通过部分填充技术引入30s的含有20mM SDS的胶束用来“扫集”样品分子。在最佳实验条件下,与传统CE-AD相比,检测灵敏度提高几十倍；在长达90s进样之后,氨基酸的检测限达到7.0～67.4nmol L-1。6.毛细管电泳-安培检测联用技术结合动态pH界面在线富集尿液中生物胺的研究与应用本文采用动态pH界面(Dynamic pH junction)在线富集技术,通过CE-AD联用技术对六种生物胺进行同时富集、分离和检测(多巴胺,肾上腺素,去甲肾上腺素,酪胺,色胺和5-羟色胺)。动态pH界面富集技术基于酸性样品溶液与碱性运行缓冲溶液酸碱中和反应后产生一个动态pH连接区,在电场作用下,分析物运行到该区域后因为pH值的剧变导致有效电泳迁移率剧减进而使分析物在此区域瞬时富集。在最优化的实验条件下,六种分析物的检测限在5.3～68.3nmol L-1(S/N=3)之间,灵敏度提高1-2个数量级。与此同时,经过简单的样品前处理,把该方法成功应用到健康人尿液中生物胺的检测,回收率和重现性结果均良好。