CN102109505A

CN102109505A - 一种萃取液净化前处理方法

Info

Publication number: CN102109505A
Application number: CN2009102437426A
Authority: CN
Inventors: 张庆华; 王璞; 李英明; 李晓敏; 丁磊; 江桂斌
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-06-29

Abstract

一种萃取液中二恶英、多氯联苯和多溴联苯醚的净化前处理方法，在全自动固相萃取仪的萃取模块上安装有复合硅胶柱、碱性氧化铝柱和弗罗里土柱组成的净化柱；其中：复合硅胶柱内的填料自下而上依次组成为：硅胶、碱性硅胶、硅胶、酸性硅胶、硅胶和无水硫酸钠，洗脱液为正己烷；碱性氧化铝柱内的填料自下而上依次组成为：碱性氧化铝和无水硫酸钠，洗脱液为正己烷和二氯甲烷的混合液；弗罗里土柱内的填料自下而上依次组成为弗罗里土和无水硫酸钠，洗脱液按步骤先后分为两种，第一步洗脱液为正己烷和二氯甲烷的混合液，第二步洗脱液为二氯甲烷；在各净化柱间，洗脱液均被转移至在线浓缩器中蒸发浓缩后，再转移至下一个净化柱上进行净化处理。

Description

一种萃取液净化前处理方法

技术领域

本发明涉及一种全自动净化样品萃取液的净化前处理方法，具体地说，涉及一种萃取液中二恶英、多氯联苯和多溴联苯醚的净化前处理方法。

背景技术

环境分析测试技术的快速发展为环境样品中污染物的检测分析提供了有效的手段，尤其是对于环境中存在的痕量超痕量持久性有机污染物(POPs)，如二恶英(PCDD/Fs)，多氯联苯(PCBs)，多溴联苯醚(PBDEs)等，色谱和质谱技术的发展大大提高了此类污染物的分析能力。分析此类污染物一般包括样品萃取，样品净化浓缩，仪器检测分析等步骤，但目前针对PCDD/Fs，PCBs和PBDEs的样品净化手段仍然以传统的人工填装色谱柱为主，劳动工作量大，样品净化周期长，是限制此类污染物快速分析的主要环节。目前针对PCDD/Fs和PCBs开发的商业化的自动净化设备仅有美国的FMS系统，其价格昂贵，分析样品成本高，批处理能力有限，对于提高实验分析能力仍然存在较多限制，此外，对于PBDEs的净化尚无商业化的自动净化设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种样品萃取液中PCDD/Fs、PCBs和PBDEs的净化前处理方法，以实现过程的全自动化，提高样品的处理能力，同时大大降低样品的分析成本。

为实现上述目的，本发明提供的样品萃取液中PCDD/Fs、PCBs和PBDEs的净化前处理方法，采用全自动固相萃取仪进行，该全自动固相萃取仪的萃取模块上安装有复合硅胶柱、碱性氧化铝柱和弗罗里土柱组成的净化柱；其中：

复合硅胶柱内的填料自下而上依次组成为：硅胶、碱性硅胶、硅胶、酸性硅胶、硅胶和无水硫酸钠，洗脱液为正己烷；

碱性氧化铝柱内的填料自下而上依次组成为：碱性氧化铝和无水硫酸钠，洗脱液为正己烷和二氯甲烷的混合液，正己烷和二氯甲烷的体积比为1∶1。

弗罗里土柱内的填料自下而上依次组成为：弗罗里土和无水硫酸钠，洗脱液按步骤先后分为两种，第一步洗脱液为正己烷和二氯甲烷的混合液，体积比为18-20∶1，优选的体积比为19∶1，洗脱多氯联苯和多溴联苯醚，第二步洗脱液为二氯甲烷，洗脱二恶英；

在各净化柱间，洗脱液均被转移至在线浓缩器中蒸发浓缩后，再转移至下一个净化柱上进行净化处理。

所述的方法中，复合硅胶柱中的填料在使用前先进行处理，具体为：

硅胶于450-550℃进行活化；

碱性硅胶为活化后的硅胶中加入氢氧化钠溶液混匀而成；

酸性硅胶为活化后的硅胶中加入浓硫酸混匀而成；

无水硫酸钠于560-660℃烘烤处理。

碱性氧化铝柱中的碱性氧化铝在使用前于500-600℃进行活化。

弗罗里土柱中的弗罗里土在使用前于130-150℃进行活化。

所述的方法中，净化柱上下均安装有筛板衬垫。

本发明是将净化过的样品溶液经蒸发浓缩后再上样，有效减少了样品在净化柱上的色谱带展宽，充分保证了洗脱净化的有效性；弗罗里土柱的引入实现了PCBs/PBDEs和PCDD/Fs的高效分离，保证了样品在高分辨色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)仪器上均得到良好的分析检测；多个样品净化通道实现了不同样品间连续进行净化处理的过程，有效缩短大批量样品分析的周期，减少实验人员的工作量。

附图说明

图1是本发明的样品净化流程图。

具体实施方式

本发明是基于全自动固相萃取仪(SPE，J₂ scientific PrepLinc)的自动净化样品萃取液中PCDD/Fs、PCBs和PBDEs的分析前处理技术。

本发明采用的技术方案包括以下五个部分：

1)样品净化柱：包括复合硅胶柱(Multilayer Silica Column)、碱性氧化铝柱(Basic Alumina Column)、弗罗里土柱(Florisil Column)。其中：

A)复合硅胶柱自下而上的组成为：0.5g硅胶，2g碱性硅胶，0.5g硅胶，5g酸性硅胶，1g硅胶，0.5cm无水硫酸钠，填装于12ml SPE萃取柱中，上下衬垫筛板密封保存。

其中，硅胶(0.063-0.100mm)，Merck公司(Darmstadt，Germany)，于550℃活化12小时；碱性硅胶由1.2g氢氧化钠(NaOH)溶解于30ml去离子水中再加入到100g活化硅胶中配制而成；酸性硅胶由44g优级纯浓硫酸加入到100g活化硅胶中配制而成。无水硫酸钠于660℃烘烤6小时。

洗脱条件：溶剂为正己烷(n-hexane)，50ml，上样流速为1.5ml/min；洗脱泵流速为1.5ml/min。

B)碱性氧化铝柱自下而上的组成为：6g碱性氧化铝，0.5cm无水硫酸钠，填装于6ml SPE萃取柱中，上下衬垫筛板密封保存。

碱性氧化铝(150mesh)，Aldrich公司(USA)，于600℃活化24小时。

洗脱条件：溶剂为正己烷(n-hexane)∶二氯甲烷(DCM)＝1∶1(v/v)，40ml，泵流速为1.5ml/min。

C)弗罗里土柱自下而上的组成为：3g弗罗里土，0.5cm无水硫酸钠，填装于3ml SPE萃取柱中，上下衬垫筛板密封保存。

弗罗里土(0.150-0.250mm)，Riedel de Haen公司(USA)，于140℃活化至少7小时，降温后封存使用。

洗脱条件：PCBs/PBDEs：溶剂为n-hexane∶DCM＝19∶1(v/v)，30ml，泵流速为1.5ml/min；PCDD/Fs：溶剂为DCM，50ml，泵流速为1.5ml/min。

2)全自动固相萃取仪(SPE，J₂ scientific PrepLinc)：包括电源HUB，自动进样模块，9通道样品萃取模块，样品瓶，样品接收盘等附属器件。

3)样品在线蒸发浓缩器(AccuVap，J₂ scientific)。

4)溶剂系统：包括n-hexane和DCM，及其不同配比的混合。

5)电脑软件控制系统：实现对样品净化的实时操作和监控。

本发明与技术背景相比较，具有的有益效果是：

本发明是一套专门针对样品萃取液中PCDD/Fs、PCBs和PBDEs的全自动净化处理技术，具有快速方便，样品处理通量大(9通道)，净化安全有效等优点。

本发明的样品萃取液经SPE仪的自动进样器汲取转移至复合硅胶柱上，用合适的溶剂洗脱，洗脱液进入样品蒸发浓缩器中浓缩。浓缩液经碱性氧化铝柱净化后，洗脱液转移到样品浓缩器中浓缩。浓缩液上弗罗里土柱进行净化，洗脱液再次进入样品浓缩器中浓缩，最后转移至样品接收瓶中。

下面结合附图对本发明的流程作进一步说明。

如图1样品净化流程包括：

样品净化系统：复合硅胶柱(Multilayer Silica Column)，碱性氧化铝柱(Basic Alumina Column)和弗罗里土柱(Florisil Column)分别按照技术方案中条件填装，SPE柱上下端加筛板后用避光包装材料真空密封保存。

全自动固相萃取仪(SPE，J₂ scientific PrepLinc)：包括电源HUB(电压：200-230V)，自动进样模块，三个9通道样品萃取柱安装模块，10ml样品接收瓶和10ml进样瓶，两个样品瓶放置盘等附属器件。样品的进样及不同净化柱间输送由两个不同模块上的5ml活塞泵推动。溶剂的选择依靠溶剂选择阀实现。

样品浓缩系统：具有温度和真空度控制传感器的样品在线浓缩器(AccuVap，J₂ scientific)，可实时根据浓缩器中样品量调整溶剂蒸发速率；氮气用来对浓缩完成后的浓缩杯降温。

溶剂系统：包括n-hexane和DCM，及其不同配比的混合。样品净化系统配置有n-hexane，n-hexane∶DCM＝19∶1(v/v)，n-hexane∶DCM＝1∶1(v/v)和DCM四种溶剂；样品浓缩系统配置有n-hexane和DCM两种溶剂。

电脑软件控制系统：集成了SPE和样品在线浓缩方法编辑和运行控制程序，实时操作并监控样品处理过程。

工作过程如下：

先将净化柱包装打开，依次将复合硅胶柱、碱性氧化铝柱和弗罗里土柱安装固定在全自动SPE的三个萃取模块上，根据样品数量选择合适的净化柱(每批次可连续处理9个样品)。样品净化前先对净化柱进行预处理。在电脑软件控制下，调整溶剂选择阀1汲取n-hexane溶剂，由六通阀导向复合硅胶柱，预淋洗液经三通阀导入废液瓶中收集，泵流速设置为1.5ml/min；接着依次对碱性氧化铝柱和弗罗里土柱进行预处理，方法相同。净化柱预处理完成后，自动进样针从样品瓶中汲取样品，保存在样品定量环中，再由注射器泵将样品转移至复合硅胶柱上，活塞泵1通过溶剂选择阀1汲取n-hexane溶剂，开始对复合硅胶柱上目标物进行洗脱；洗脱液经三通阀导入样品在线浓缩器中进行蒸发浓缩，在线浓缩器根据进入杯体的洗脱液体积可自动调整蒸发速率(升高温度和增加真空度)，浓缩完成后，样品溶液导入碱性氧化铝柱中，活塞泵1经溶剂选择阀1汲取n-hexane∶DCM＝1∶1(v/v)溶剂，对碱性氧化铝柱上目标物进行洗脱；洗脱液经三通阀再次导入样品在线浓缩器中蒸发浓缩，浓缩液导向弗罗里土柱；活塞泵1经溶剂选择阀1选择汲取n-hexane∶DCM＝19∶1(v/v)溶剂先对弗罗里土柱上的PCBs和PBDEs组分进行洗脱，洗脱液进入样品在线浓缩器中浓缩后，经自动进样针输出到样品接收瓶中；待PCBs和PBDEs组分转移完成后，活塞泵1经溶剂选择阀1选择汲取DCM溶剂对弗罗里土柱上的PCDD/Fs组分进行洗脱，洗脱液再进入样品在线浓缩器中浓缩，最后由自动进样针输出到不同的样品接收瓶中，活塞泵2经溶剂选择阀2选择汲取DCM溶剂对浓缩杯进行清洗，清洗液同样转移至样品接收瓶中，完成一个样品的全净化过程。

整个过程由电脑软件控制，每批样品的净化通过一个运行序列完成。泵流速保持1.5ml/min，进样量3ml，浓缩液体积控制在1-2ml。净化后的样品再经过适量的氮吹浓缩，添加回收率内标即可用高分辨色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)进行分析检测。

Claims

1.一种样品萃取液中二恶英、多氯联苯和多溴联苯醚的净化前处理方法，采用全自动固相萃取仪进行，该全自动固相萃取仪的萃取模块上安装有复合硅胶柱、碱性氧化铝柱和弗罗里土柱组成的净化柱；其中：

碱性氧化铝柱内的填料自下而上依次组成为：碱性氧化铝和无水硫酸钠，洗脱液为正己烷和二氯甲烷的混合液；其中正己烷和二氯甲烷的体积比为1∶1；

弗罗里土柱内的填料自下而上依次组成为：弗罗里土和无水硫酸钠，洗脱液按步骤先后分为两种，第一步洗脱液为正己烷和二氯甲烷的混合液，其中正己烷和二氯甲烷的体积比为18-20∶1；第二步洗脱液为二氯甲烷；

2.如权利要求1所述的方法，其中，复合硅胶柱中的填料在使用前先进行处理，具体为：

硅胶于450-550℃进行活化；

碱性硅胶为活化后的硅胶中加入氢氧化钠溶液混匀而成；

酸性硅胶为活化后的硅胶中加入浓硫酸混匀而成；

无水硫酸钠于560-660℃烘烤处理。

3.如权利要求1所述的方法，其中，碱性氧化铝柱中的碱性氧化铝在使用前于500-600℃进行活化。

4.如权利要求1所述的方法，其中，弗罗里土柱中的弗罗里土在使用前于130-150℃进行活化。

5.如权利要求1所述的方法，其中，弗罗里土柱的第一步洗脱液正己烷和二氯甲烷的体积比为19∶1。

6.如权利要求1所述的方法，其中，净化柱上下均安装有筛板衬垫。