固相微萃取探针如何实现10分钟完成人体样本采集与分析

2020年7月31日 11:42:34 来源: 暨南大学质谱仪器与大气环境研究所
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  人体口腔、鼻腔和皮肤含有大量与人体生理、病理及行为有关的标志物。通常采用棉签拭子擦拭来获取这些人体样本用于后续的标志物筛查与鉴定。棉签拭子具有良好的非侵入性和经济性,适用于大规模的样本采集,特别是在临床检验,由于人体样本含有大量的干扰物,如无机盐、有机小分子、蛋白质和生物颗粒,因此,痕量标志物的检测需要经过过程复杂耗时的样品预处理,包括样品的提取,干扰物的去除,标志物的富集、分离与鉴定,且常规棉签拭子在检测人体样本时通常需要数小时甚至数天才能获得检测结果。这些复杂的预处理极大地限制人体样本的快速分析。

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  近日,暨南大学质谱仪器与大气环境研究所科研团队巧妙地将医用棉签与固相微萃取探针结合设计了一种新型固相微萃取拭子(SPME swab),成功地用于人体口腔、鼻腔和皮肤表面无创采样和对目标生物标志物的富集与检测,10分钟内可完成单个人体样本的采集与分析。

  在这项研究中,具有富集功能的固相微萃取探针直接插入医用棉签构成固相微萃取拭子。固相微萃取拭子既保留了医用棉签对人体无损采样的优点,可以直接放入口腔、鼻腔和皮肤进行无创采样;同时,又结合了固相微萃取探针可选择性富集人体样本中目标标志物的功能,极大地减少了生物基质的干扰。固相微萃取探针富集样本后可以从棉签中直接抽出,然后进行纳升喷雾电离质谱检测。10分钟内可完成人体样本的采集,目标分析物的富集,基质干扰物的淋洗,目标分析物的洗脱、电离及质谱检测。该工作展示了人体吸收烟草烟雾后口腔唾液中残留尼古丁的检测,检出限达到1皮克/毫升,并且可实现宽动态范围的定量检测。固相微萃取拭子还探索了唾液中痕量毒品的检测,灵敏度也达到皮克/毫升水平。固相微萃取拭子还应用于鼻腔和皮肤表面的药物残留、接触物和代谢物的无创采集与快速检测,与普通棉签拭子直接擦拭方式相比,固相微萃取拭子的灵敏度提高了100倍左右。固相微萃取拭子具有制作简单,使用简便、快速的特点,在疾病诊断、药物分析、刑侦法医分析等领域具有广泛的应用前景。

  固相微萃取拭子已申请国家发明专利,相关研究成果近日发表在知名分析化学期刊(Analytica Chimica Acta 2020,1124, 71-77)上。该研究受到国家自然科学基金青年基金、中央高校基本科研基金和暨南大学科研启动基金等项目的资助。

  文献链接:In vivo solid-phase microextraction swab sampling of environmental pollutants and drugs in human body for nano-electrospray ionization mass spectrometry analysis


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