CN103728399A

CN103728399A - 基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法

Info

Publication number: CN103728399A
Application number: CN201410000317.5A
Authority: CN
Inventors: 杜娟
Original assignee: XUZHOU ENVIRONMENT MONITORING CENTRAL STATION
Current assignee: Jiangsu Environmental Monitoring Center; XUZHOU ENVIRONMENT MONITORING CENTRAL STATION
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明涉及一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，利用单壁碳纳米角分散液作为萃取剂，利用漩涡混匀器、注射器、0.45μm一次性尼龙过滤器为作萃取装置，对水中的雌激发进行检测前处理，该技术利用分散的萃取材料吸附大目标化合物，尼龙过滤器滤出萃取材料，再利用微量有机溶剂解析。其中分散的单壁碳纳米具有很大的吸附表面积，对水中的目标物具有很强的吸附能力，0.45μm滤膜可以阻止大分子、颗粒杂质等进入，从而极大程度地去除基质干扰，因此微固相萃取具备样品净化和富集功能，可用于复杂基质样品的直接分析。将该技术用于多种雌激素的同时检测，获得了较好的效果。

Description

基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法

技术领域

本发明涉及一种雌激素检测前的处理方法，具体涉及一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法。

背景技术

内分泌干扰物是指干扰生物体内维持自身稳定性、调节生殖发育和其他行为的荷尔蒙的产生、代谢、结合、交互作用和排泄的外源性物质。研究表明，EDCs可导致动物和人类的内分泌系统、免疫系统、神经系统出现异常现象，引起生物体生殖能力下降以及后代的健康与成活率下降问题。其中雌激素活性物质对野生动物和人类健康的影响备受关注。雌激素类内分泌干扰物在ng/L水平上即可产生内分泌干扰作用。

最常用来萃取和净化雌激素的前处理技术有液液萃取（LLE）或者固相萃取（SPE）。近年来的发展趋势是建立更加简单、经济、节省溶剂使用量的前处理方法。固相微萃取（SPME）、中空纤维液相微萃取（HF-LPME）、超分子液相微萃取（SM-LPME）、液相微萃取（DLLME）以及管内固相微萃取等前处理技术得到了快速发展。然而这些前处理技术在分析一些基质复杂的样品时通常需要富集净化步骤，步骤繁琐且消耗大量的有毒有机溶剂，耗费大量的时间。

分散固相萃取技术是在2003年提出的一种前处理技术，运用于水果和蔬菜中农药的测定，可以有效地提高选择性。在一般的分散固相萃取过程中，固相用来与干扰物（如颜料、糖或脂类等）交互作用，而待测物则保留在液相中。最近，研究表明，通过在样品中加入少量（在非常低的mg范围内）吸附剂，待测物被保留在吸附剂中，最后被洗脱、热解析或直接用光谱技术检测，可以提高此方法的灵敏度。

分散微固相萃取技术中，吸附剂的选择至关重要，因其决定了萃取效率。所用吸附剂必须有较大的比表面积，以便最大的与待测物发生交互作用。这种要求在传统的吸附剂中是难以达到的，但是纳米材料具有这样的优异物理性质。但是纳米材料很容易产生聚集，这就极大的限制了纳米材料在微固相萃取技术中的适用性。因为材料的比表面积与其尺寸有关，纳米材料一旦发生聚集成为颗粒，比表面积会极大地降低。将纳米材料运用于分散微固相萃取中，可以避免纳米材料的聚集，因此可以利用其比表面积大的优势，提高萃取效率。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，用于将雌激素从复杂环境样品中分离、富集、净化，本技术可以排除复杂介质的干扰，提高回收率，并且具有萃取装置简单、操作简便、成本低、节省溶剂等特点。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，包括以下步骤：

步骤一，制备单壁碳纳米角分散液，其具体制备方法为：

步骤1-1，准确称取10mg纯净的单壁碳纳米角（SWNHs）置于玻璃瓶中；

步骤1-2，将盛装单壁碳纳米角的玻璃瓶放入微波炉，调至800w，作用10min，利用微波将单壁碳纳米角功能化；

步骤1-3，向玻璃瓶中加入50mL超纯水，超声60min，得到单壁碳纳米角分散液；

步骤1-4，将制得的单壁碳纳米角分散液以10000rpm，离心15min，去除分散液中未被功能化的材料；

步骤1-5，将步骤四所得的单壁碳纳米角分散液置于常温下稳定24h，

步骤1-6，使用之前需将单壁碳纳米角分散液再次超声1h，使其分散均匀。

步骤二，利用单壁碳纳米角分散液进行雌激素的分散微固相萃取，其具体方法为：

步骤2-1，将样品瓶中加入水样，再加入步骤一制得的单壁碳纳米角分散液，使萃取材料浓度为0.2g/L；

步骤2-2，立刻将样品瓶密封，用漩涡混匀器以1600rmp转速，搅拌2min；

步骤2-3，萃取完成后，用注射器抽取混合水样，在抽取混合水样时，使其通过已活化好的一次性尼龙过滤器进行过滤；

步骤2-4，将乙腈加入到注射器中，超声10min，将目标化合物洗脱出来，洗脱液用进样小瓶收集，待测。

进一步地，利用单壁碳纳米角分散液进行雌激素的分散微固相萃取，其具体方法为：

步骤2-1，将20mL的样品瓶中加入10mL水样，再加入步骤一制得的单壁碳纳米角分散液，使萃取材料浓度为0.2g/L；

步骤2-3，萃取完成后，用5mL注射器抽取混合水样，使其通过已活化好的一次性尼龙过滤器，尼龙过滤器的滤孔孔径为0.45μm，直径为13mm；

步骤2-4，将500μL乙腈加入到注射器中，超声10min，将目标化合物洗脱出来，洗脱液用进样小瓶收集，待测。

本发明的有益效果是：一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，本发明以单壁碳纳米角分散液作为分散微固相萃取的萃取材料，提供了一种针对复杂样品中雌激素类有机污染物的分析技术，融合了传统的分散固相萃取和固相萃取技术的优点，方法简便，易于操作，成本低廉。实验表明，分散的SWNHs具有很大的吸附表面积，因此具有较强的吸附性能，萃取后只需使用微量的有机溶剂解析。本发明用于萃取5种雌激素时，获得了良好的萃取效果，满足痕量分析要求。

附图说明

图1是基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法的萃取原理示意图。

图2是分散微固相萃取的装置图。

图中，1.漩涡混匀器，2.样水瓶，3.注射器，4.一次性尼龙过滤器。

具体实施方式

结合附图1可以看出，本发明的技术原理是：通过分散的单壁碳纳米角具有很强的吸附能力来完成样品中目标化合物的萃取。分散的SWNHs具有很大的吸附表面积，对水中的目标物具有很强的吸附能力，首先与目标化合物发生交互作用，再通过0.45μm滤膜，可以阻止大分子、颗粒杂质等进入，具有固相萃取不具备的样品净化功能，从而极大程度地去除基质干扰。因此分散微固相萃取具备样品净化和富集功能，可用于复杂基质样品的直接分析。

结合附图2可以看出，将单壁碳纳米角分散液加入到分散微固相萃取装置中，其装置主要由漩涡混匀器1、样品瓶2、注射器3、一次性尼龙过滤器4构成，利用漩涡混匀器1在样品中的搅拌使得SWNHs在样品中分散运行，和目标化合物发生充分的交互作用；萃取完成后，用注射器3和一次性尼龙过滤器4滤出萃取材料；最后利用微量有机溶剂解析出目标化合物。

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体说明。

实施例1

准确称取10mg纯净的单壁碳纳米角（SWNHs）置于玻璃瓶中；将盛装单壁碳纳米角的玻璃瓶放入微波炉，调至800w，作用10min，利用微波将单壁碳纳米角功能化；向玻璃瓶中加入50mL超纯水，超声60min，得到单壁碳纳米角分散液；将制得的单壁碳纳米角分散液以10000rpm，离心15min，去除分散液中未被功能化的材料；将分散液置于常温下稳定24h，使用之前需将分散液再次超声1h，使其分散均匀。

用蒸馏水配置不同浓度的目标雌激素水样各10mL，将水样分别装入20mL的样品瓶2中，再分别加入本发明所制备的单壁碳纳米角分散液，使萃取材料浓度为0.2g/L；立刻将样品瓶2密封，用漩涡混匀器1在1600rmp转速下搅拌2min；萃取完成后，用5mL注射器3分两次抽取10mL混合水样，抽取的过程中使混合水样通过一次性尼龙过滤器4（过滤孔孔径为0.45μm，直径为13mm）过滤，过滤器使用之前依次用10mL甲醇和10mL超纯水活化；接着，将500μL乙腈加入到注射器3中，超声10min，将目标化合物洗脱出来，洗脱液用进样小瓶收集；最后，洗脱液10μL进样。本方案中5种目标雌激素为：E3、BPA、E2、EE2和E1。选用如上述所制备的萃取材料进行前处理后，采用超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱仪进行测定。

色谱条件：色谱柱是EclipsePlus-C18 色谱柱（2.1×30 mm, 粒径1.8μm）；流动相A为2mmol/L醋酸铵水溶液，流动相B为甲醇，采用梯度洗脱：0min (10%B)→0.5min (10%B)→7min (80%B)→7.5min (25%B)，流速是0.3ml/min，柱温30℃，进样量为5 μL。

质谱条件：带有喷射流离子聚焦的电喷雾离子源（ESI），负离子模式，干燥气体温度325℃，干燥气流量6 L/min，喷雾气压35psi，鞘气温度350℃，鞘气流量9 L/min，毛细管电压4000V，喷嘴电压500V；采用多重反应监测（MRM）模式；五种雌激素和内标物的MRM参数为：

检测结果如表1所示。

表1 方法的回收率、相对标准偏差和检测限

实施例2

将采自南京城北污水处理厂的进水和出水，以每份10mL的量分别加入20mL的样品瓶2中，再分别加入本发明所制备单壁碳纳米角分散液，使萃取材料浓度为0.2g/L；立刻将样品瓶2密封，用漩涡混匀器1在1600rmp转速下搅拌2min；萃取完成后，用5mL注射器3分两次抽取10mL混合水样，抽取的过程中使混合水样通过一次性尼龙过滤器4（滤孔孔径为0.45μm，直径为13mm）过滤，过滤器使用之前依次用10mL甲醇和10mL超纯水活化；接着，将500μL乙腈加入到注射器3中，超声10min，将目标化合物洗脱出来，洗脱液用进样小瓶收集；最后，洗脱液10μL进样。本方案中5种目标雌激素为：E3、BPA、E2、EE2和E1。选用如上述所制备的萃取材料进行前处理后，采用超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱仪进行测定。

目标物	母离子分子量	子离子分子量	碎裂电压（V）	碰撞电压（V）
					EE2	295	145	160	44
E3	287	171	180	37
					E2-d₄	275.2	147	160	42
E2	271	183	180	44
					E1	269	145	170	42
BPA	227	133	90	22

检测结果如表2所示。

表2 污水厂进出水中雌激素浓度的检测结果

实施例3

将采自南京城北污水处理厂的出水，以每份10mL的量分别加入20mL的样品瓶2中，并分别加入不同浓度的目标雌激素，再加入本发明所制备单壁碳纳米角分散液，使萃取材料浓度为0.2g/L；立刻将样品瓶密封，用漩涡混匀器1在1600rmp转速下搅拌2min；萃取完成后，用5mL注射器3分两次抽取10mL混合水样，抽取的过程中使混合水样通过一次性尼龙过滤器4（滤孔孔径为0.45μm，直径为13mm）过滤，过滤器使用之前依次用10mL甲醇和10mL超纯水活化；接着，将500μL乙腈加入到注射器3中，超声10min，将目标化合物洗脱出来，洗脱液用进样小瓶收集；最后，洗脱液10μL进样。本方案中5种目标雌激素为：E3、BPA、E2、EE2和E1。选用如上述所制备的萃取材料进行前处理后，采用超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱仪进行测定。

检测结果如表3所示。

表3 污水厂出水中雌激素的加标回收率

综上可知，本发明的萃取方法具有很高的萃取效率，并且操作简便，节省溶剂使用量，可用于测定实际水样中痕量雌激素，检测效果良好。

Claims

1.一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，制备单壁碳纳米角分散液，其具体制备方法为：

步骤1-5，将步骤四所得的单壁碳纳米角分散液置于常温下稳定24h；

步骤1-6，使用之前需将单壁碳纳米角分散液再次超声1h，使其分散均匀；

2.根据权利要求1所述的一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，其特征是，利用单壁碳纳米角分散液进行雌激素的分散微固相萃取，其具体方法为：

3.根据权利要求1或2所述的一种基于单壁碳纳米角分散液的分散微固相萃取方法，其特征是，所述的雌激素包括雌三醇、双酚A、17β-雌二醇、17α-乙炔基雌二醇和雌酮。