CN102120180A

CN102120180A - 固相萃取搅拌饼的制备方法

Info

Publication number: CN102120180A
Application number: CN 201010567808
Authority: CN
Inventors: 黄晓佳; 陈林利; 林福华; 袁东星
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102120180B

Abstract

固相萃取搅拌饼的制备方法，涉及一种搅拌饼。提供一种在搅拌溶液的同时可对目标化合物进行萃取，在萃取过程中不会对萃取介质产生损坏，使用寿命较长的固相萃取搅拌饼及其制备方法。固相萃取搅拌饼设有萃取饼、萃取饼支撑体和搅拌磁子，萃取饼设于萃取饼支撑体上部，在萃取饼支撑体下部设有用于穿过搅拌磁子的1对通孔，在萃取饼支撑体上设有至少1个用于增加溶液在萃取饼支撑体内流动的孔。先制备搅拌磁子，再构建萃取饼支撑体，然后制备萃取饼，最好制备固相萃取搅拌饼。

Description

固相萃取搅拌饼的制备方法

技术领域

本发明涉及一种搅拌饼，尤其是涉及一种固相萃取搅拌饼的制备方法。

背景技术

在整个样品分析过程中，样品前处理对结果的准确性、重复性和可靠性起着至关重要的作用。样品在分析之前，前处理过程不仅可将目标物质从复杂基底中分离出来，而且起到富集的作用。目前，常用的前处理方法有液液萃取(LLE)([1]蔡欣欣，张秀尧，中国卫生检验杂志，2008，18(7)：1252)、固相萃取(SPE)([2]李俊锁，李喜旺，魏广智，畜牧兽医学报，2002，33(4)：29)、搅拌棒固相萃取(SBSE)([3]Huang X.J.，Yuan D.X.，J.Chromatogr.A，2007，1154：152)、固相微萃取(SPME)([4]Lozano J.，Santos J.P.，Horrillo M.C.，J.Food Compos.&Anal.，2008，21(8)：716)、基质固相分散萃取(MSPD)([5]Barker S.A.，Long A.R.，Short C.R.，J.Chromatogr.，1989，475：35)、超临界流体萃取(SFE)([6]Magard，M.A.，Berg H.E.B.，TagessonV.，et.al.，J.Agric.Food.Sci，1995，43：114)、免疫亲和萃取(IAC)([7]Cooper A.D.，Shepherd M.，J.Food.Agric.Immunol，1996，8(3)：20)和分子印迹萃取(MIP)([8]Dias A.C.B.，Figueiredo E.C.，Grassi V.，et al.，Talanta，2008，76(5)：988)等。这些前处理技术在实际应用中各有优点，但仍存在着一定的欠缺。如LLE需要大量的有机溶剂做萃取剂；SPE的选择性能不够，易将干扰物同时萃取，同时在操作过程中仍需一定的有机溶剂；SBSE萃取过程中，搅拌棒与容器的不断摩擦对萃取介质的使用寿命有较大影响；SPME的萃取容量较低；MSPD的重复性不够理想，方法不易标准化；SFE设备较为昂贵；大量性质均一化抗体的不足和非特异性吸附的存在限制了IAC和MIP的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在搅拌溶液的同时可对目标化合物进行萃取，在萃取过程中不会对萃取介质产生损坏，使用寿命较长的固相萃取搅拌饼及其制备方法。

本发所述固相萃取搅拌饼设有萃取饼、萃取饼支撑体和搅拌磁子，萃取饼设于萃取饼支撑体上部，在萃取饼支撑体下部设有用于穿过搅拌磁子的1对通孔，在萃取饼支撑体上设有至少1个用于增加溶液在萃取饼支撑体内流动的孔。

所述萃取饼支撑体可采用筒状支撑体，所述萃取饼支撑体的容积可为1～20mL，所述萃取饼支撑体的长度可为4～20mm；所述用于增加溶液在萃取饼支撑体内流动的孔，可设2～10个。所述萃取饼支撑体的上端部最好设有锯齿状刻槽，所述锯齿状刻槽可设2～20道。所述搅拌磁子的直径可为0.1～3mm，长度可为0.5～5cm。

本发明所述固相萃取搅拌饼的制备方法，包括以下步骤：

1)制备搅拌磁子：截取直径为0.1～3mm的铁芯0.5～5cm，清洗烘干后，放入一小玻璃管，然后将玻璃管两端熔融密封，得搅拌磁子；

2)构建萃取饼支撑体：取一段筒体，根据搅拌磁子的外径在筒体下部钻设用于穿过搅拌磁子的1对通孔，将搅拌棒磁子插入1对通孔中，为了使萃取饼尽可能与溶液接触，在筒体的另一端刻出2～20道的锯齿状刻槽，同时为了增加溶液在筒内的流动，在锯齿状刻槽的下端钻2～10个用于增加溶液在萃取饼支撑体内流动的孔；

在步骤2)中，所述筒体可采用1～20mL的一次性注射器，截取长度为4～20mm的筒体。

3)制备萃取饼：将单体、交联剂、致孔剂和引发剂混合成聚合溶液，取一段筒体，将其中一端密封，然后加入聚合溶液，控制聚合溶液高度为1～10mm，将筒体另一端密封，聚合后取出萃取饼并置于索氏提取器中，以溶剂提取，或将萃取饼置于有机溶剂中，浸泡至液体中无杂质检出；

在步骤3)中，所述筒体可采用1～20mL的一次性注射器；所述聚合的温度可为50～80℃，聚合的时间可为6～48h；所述有机溶剂可选自甲醇，乙睛，乙醇中的一种；所述提取的时间可为4～24h；所述单体可选自甲基丙烯酸十八烷基酯或乙烯基咪唑等；所述交联剂可选自1，4-二乙烯基苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯等；所述致孔剂可选自正丙醇和1，4-丁二醇，或环己醇和正十二醇等；所述引发剂可选引偶氮二异丁腈或AIBN等。

4)制备固相萃取搅拌棒饼：将步骤3)制备的萃取饼的表面及内部的有机溶剂挥发，然后将萃取饼嵌入与之相配套的萃取饼支撑体中，即得到固相萃取搅拌棒饼。

在步骤4)中，所述将步骤3)制备的萃取饼的表面及内部的有机溶剂挥发，可将步骤3)制备的萃取饼置于空气中10～120min。

本发明所设计的固相萃取搅拌饼装置具有制备简便、价格低廉和易于操作等优点，可根据实际需要方便地制备各种不同尺寸固相萃取搅拌饼。另外，利用整体的“原位”合成技术，采用不同单体、交联剂和致孔剂可简便地制备出适合于不同萃取对象和各种规格的萃取饼。固相萃取搅拌饼利用所带有的搅拌磁子对溶液进行搅拌，同时其所带有的萃取饼可对目标化合物进行萃取。由于萃取饼不与容器壁进行接触，因此萃取饼在使用过程中不会发生机械磨损，从而延长使用寿命，降低分析成本。

利用整体材料的“原位”聚合技术制备各种尺寸的萃取饼，使用价格便宜的一次性注射器的注射筒作为萃取饼的支撑体，在注射筒的一端插入搅拌磁子，另一段嵌入萃取饼。所制得的固相萃取搅拌饼在搅拌溶液的同时可对目标化合物进行萃取，由于萃取介质不与容器内壁进行接触，因此萃取过程中不会对萃取介质产生损坏，从而具有良好的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述固相萃取搅拌饼实施例的结构组成示意图。

图2为本发明实施例6中加标50ppb同化类激素的水样萃取前(a)和在不同规格搅拌饼上萃取后(b～e)的HPLC-UV分离谱图。在图2中，横坐标为时间Time(min)，纵坐标为信号Signal(μAU)；1.雌三醇；2.雌二醇；3.炔雌二醇；4.雌酮；5.己烯雌酚；6.甲基-1-睾酮；7.孕酮。

图3为本发明实施例7中加标苯类化合物水样萃取前(a)和后(b)的GC-FID分离谱图。在图3中，横坐标为时间Time(min)；a萃取前加标水样，b萃取液；1.苯2.甲苯3.乙苯4.邻二甲苯5.间二甲苯；标尺为3mV。

图4为本发明实施例8中固相萃取搅拌饼连续搅拌400h后对同化类激素的萃取效果。在图4中，横坐标为时间Time(min)；1.雌二醇；2.炔雌二醇；3.雌酮；4.己烯雌酚；5.甲基-1-睾酮；6.孕酮；标尺为5mAU。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

1)搅拌磁子的制备：截取直径为0.1mm的铁条0.5cm，清洗烘干后，用玻璃将其密封得搅拌磁子。

2)萃取饼支撑体的构建：取1mL的一次性注射器，截取长度为4mm的筒体，根据搅拌磁子的外径在筒体的一端钻两小孔，将搅拌棒磁子插入小孔。同时在筒体的另一端刻出2道的锯齿状刻槽，为了增加溶液在筒内的流动，在锯齿的下端钻2个小孔。

3)基于整体材料萃取饼的制备：将甲基丙烯酸十八烷基酯(单体)、1，4-二乙烯基苯(交联剂)、正丙醇和1，4-丁二醇(致孔剂)和偶氮二异丁腈(引发剂)混合成均匀溶液，取1mL的一次性注射器筒体，将其中一端密封，然后加入上述聚合溶液，控制聚合溶液高度1mm，将另一端密封，50℃聚合6h，聚合完后取出萃取饼并置于索氏提取器中，以甲醇为溶剂，提取4h以除去未交联的单体、交联剂和致孔剂。

4)固相萃取搅拌棒饼的制备：将上述萃取饼置于空气中10min，使其表面及内部的有机溶剂挥发，然后小心将萃取饼嵌入步骤3所制备好的支撑体中，即可得到固相萃取搅拌棒饼。

所制得的固相萃取搅拌棒饼的结构组成参见图1，在图1中，固相萃取搅拌饼设有萃取饼1、萃取饼支撑体2和搅拌磁子3，萃取饼1设于萃取饼支撑体2上部，在萃取饼支撑体2下部设有用于穿过搅拌磁子3的1对通孔，在萃取饼支撑体2上设有2～10个用于增加溶液在萃取饼支撑体2内流动的孔4。所述萃取饼支撑体2的上端部设有2～20道锯齿状刻槽5。

实施例2

1)搅拌磁子的制备：截取直径为1mm的铁条1cm，清洗烘干后，用玻璃将其密封得搅拌磁子。

2)萃取饼支撑体的构建：取2.5mL的一次性注射器，截取长度为5mm的筒体，根据搅拌磁子的外径在筒体的一端钻两小孔，将搅拌棒磁子插入小孔。同时在筒体的另一端刻出6道的锯齿状刻槽，为了增加溶液在筒内的流动，在锯齿的下端钻6个小孔。

3)基于整体材料萃取饼的制备：将乙烯基咪唑(单体)、1，4-二乙烯基苯(交联剂)、环己醇和正十二醇(致孔剂)和偶氮二异丁腈(引发剂)混合成均匀溶液，取2.5mL的一次性注射器筒体，将其中一端密封，然后加入上述聚合溶液，控制聚合溶液高度3mm，将另一端密封，65℃聚合24h，聚合完后取出萃取饼并置于乙腈中，浸泡24h以除去未交联的单体、交联剂和致孔剂。

4)固相萃取搅拌棒饼的制备：将上述萃取饼置于空气中30min，使其表面及内部的有机溶剂挥发，然后小心将萃取饼嵌入步骤3所制备好的支撑体中，即可得到固相萃取搅拌棒饼。

实施例3

1)搅拌磁子的制备：截取直径为3mm的铁条5cm，清洗烘干后，用玻璃将其密封得搅拌磁子。

2)萃取饼支撑体的构建：取20mL的一次性注射器，截取长度为10mm的筒体，根据搅拌磁子的外径在筒体的一端钻两小孔，将搅拌棒磁子插入小孔。同时在筒体的另一端刻出20道的锯齿状刻槽，为了增加溶液在筒内的流动，在锯齿状刻槽的下端钻20个小孔。

3)基于整体材料萃取饼的制备：将乙烯基咪唑(单体)、1，4-二乙烯基苯(交联剂)、正丙醇和1，4-丁二醇(致孔剂)和偶氮二异丁腈(引发剂)混合成均匀溶液，取20mL的一次性注射器筒体，将其中一端密封，然后加入上述聚合溶液，控制聚合溶液高度10mm，将另一端密封，80℃聚合48h，聚合完后取出萃取饼并置于乙醇中，浸泡24h以除去未交联的单体、交联剂和致孔剂。

4)固相萃取搅拌棒饼的制备：将上述萃取饼置于空气中120min，使其表面及内部的有机溶剂挥发，然后小心将萃取饼嵌入步骤3所制备好的支撑体中，即可得到固相萃取搅拌棒饼。

实施例4

搅拌磁子的制备同实施例2，但铁条的长度分别为8mm、12mm、15mm和18mm。萃取饼支撑体的构建同实施例2，但一次性注射器的容积分别为1.0mL、2.5mL、5mL和10mL。萃取饼的制备同实施例2，但乙烯基咪唑与1，4-二乙烯基苯的重量百分含量比为15％/85％；引发剂AIBN为1％(w/w)；致孔剂混合物组分的重量百分含量比为：环己醇90％，正十二醇10％；单体混合物与致孔剂混合物组分的重量百分含量比在55％/45％。按上述比例称取相应反应试剂，反应液混匀后，将上述溶液分别倒入1.0mL、2.5mL、5mL和10mL一次性注射器，并使反应液高度均为3mm。

实施例5

搅拌磁子的制备同实施例2，但铁条的长度为15mm，萃取饼支撑体的构建同实施例2，但一次性注射器的容积5mL。萃取饼的制备同实施例2，但单体为甲基丙烯酸十八烷基酯，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，其重量百分含量比为50％/50％，引发剂AIBN为1％(w/w)；致孔剂混合物组分的重量百分含量比为：正丙醇60％，1，4-丁二醇40％；单体混合物与致孔剂混合物组分的重量百分含量比在40％/60％。按上述比例称取相应反应试剂，反应液混匀后，将上述溶液分别倒入一次性注射器，并使反应液高度为3mm。

实施例6

配制含7种同化类激素，加标浓度均为50ppb的水溶液100mL。将实施例4制备好的四种不同规格的搅拌饼分别放置上述加标溶液，室温下在300r/min下萃取2h，取出搅拌饼用3.0mL乙睛在300r/min下解吸2h，然后氮吹至干，用乙腈定容至0.5mL后直接进行液相色谱分析。色谱条件为色谱柱Kromasil C18 column(5μm particle size，250mm×4.6mm i.d.)，流速1.0mL/min，进样量20μL，检测波长为230nm，利用梯度洗脱(如表1所示)。吸附前的HPLC谱图参见图2中的曲线a，注射器容积为1.0mL、2.5mL、5mL和10mL制得搅拌饼对目标化合物吸附后的谱图参见图2中的曲线b～e。

表1

实施例7

配制含5种苯的化合物，加标浓度均为200ppb的水溶液50mL，置入按实施例5制备的搅拌棒，室温下在300r/min下萃取2h，取出搅拌棒，用3.0mL正己烷/甲醇(V/V＝9/1)在300r/min下解吸2h。气相色谱条件如下：DB-624column(75m×0.53mm，3μm，J&WScientific Inc.Folsom.CA.USA).

升温程序：50℃保持3min，以5℃/min的速度升到130℃后，保持2min；进样口高纯氮：20pis；进样口温度：300℃；检测器温度：250℃；检测器中：H₂(20pis)；Air(40pis)。图3为加标水样萃取前(a)和后(b)的GC-FID分离谱图。

实施例8

搅拌萃取饼使用寿命考察。取实施例4制备的搅拌饼，但用2.5mL注射器做萃取饼支撑体。将萃取饼放在Milli-Q水联系搅拌400h，然后放入含6种同化类激素，加标浓度均为50ppb的100mL水溶液，按实施6进行萃取和HPLC测定。新制备萃取饼和连续搅拌400h后，萃取饼的萃取结果参见图4。

Claims

1.固相萃取搅拌饼，其特征在于设有萃取饼、萃取饼支撑体和搅拌磁子，萃取饼设于萃取饼支撑体上部，在萃取饼支撑体下部设有用于穿过搅拌磁子的1对通孔，在萃取饼支撑体上设有至少1个用于增加溶液在萃取饼支撑体内流动的孔。

2.如权利要求1所述的固相萃取搅拌饼，其特征在于所述萃取饼支撑体为筒状支撑体；所述萃取饼支撑体的容积为1～20mL，所述萃取饼支撑体的长度为4～20mm；所述用于增加溶液在萃取饼支撑体内流动的孔最好设2～10个。

3.如权利要求1所述的固相萃取搅拌饼，其特征在于所述萃取饼支撑体的上端部设有锯齿状刻槽；所述锯齿状刻槽最好设2～20道。

4.如权利要求1所述的固相萃取搅拌饼，其特征在于所述搅拌磁子的直径为0.1～3mm，长度为0.5～5cm。

5.如权利要求1所述的固相萃取搅拌饼的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的固相萃取搅拌饼的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述筒体为1～20mL的一次性注射器截取长度为4～20mm的筒体。

7.如权利要求5所述的固相萃取搅拌饼的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述聚合的温度为50～80℃，聚合的时间为6～48h。

8.如权利要求5所述的固相萃取搅拌饼的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述有机溶剂选自甲醇，乙睛，乙醇中的一种；所述提取的时间为4～24h。

9.如权利要求5所述的固相萃取搅拌饼的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述单体选自甲基丙烯酸十八烷基酯或乙烯基咪唑；所述交联剂选自1，4-二乙烯基苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述致孔剂选自正丙醇和1，4-丁二醇，或环己醇和正十二醇；所述引发剂选自偶氮二异丁腈或AIBN。

10.如权利要求5所述的固相萃取搅拌饼的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述将步骤3)制备的萃取饼的表面及内部的有机溶剂挥发，是将步骤3)制备的萃取饼置于空气中10～120min。