CN103816695A - 一种样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基于水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的固相萃取法包括以下步骤，1）水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的制备：聚丙烯腈以N,N-二甲基甲酰胺溶解，制成电纺溶液，以静电纺丝法制备成基底纳米纤维；将基底纳米纤维浸置于水合肼中，90℃～94℃下反应2～5小时，之后以水和乙醇各清洗2～3次，60℃晾干，即得水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；2）样品中酚类内分泌干扰物的萃取：将水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维安装在膜盘式固相萃取仪上，或装填于固相萃取小柱内，样品溶液通过水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，酚类内分泌干扰物即被吸附在纳米纤维上，样品基质不影响目标物的检测，萃取效率较已商业化生产的固相萃取小柱大为提高。

Description

一种样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法

技术领域

本发明提供了一种样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法。属于分析化学中的样品预处理技术领域。

背景技术

目前内分泌干扰物（Endocrine disrupting chemicals,EDCs）的环境污染已成为全球性的重大问题，EDCs进入人体内将严重干扰天然激素维持体内平衡和调节发育，环境样品中EDCs的监测十分重要。美国国家环保局（USEPA）在1998年8月公布了从86000种商用品和化学品中筛选出的67种（类）危及人体和生物的EDCs，其中酚类EDCs主要是双酚A、烷基酚类、己烯雌酚及其代谢物等。

环境实际样品基体复杂、目标物含量极低(μg/L)，必须经过预处理(Pretreatment)完成干扰成分的去除及目标物的富集，将原始样品制备成待测样品（Samplepreparation），方可进行后续的分析检测。样品预处理对样品分析的灵敏度、准确度和精密度有极大影响，甚至决定了后续分析可行性，是决定分析结果可靠性的关键因素，是分析方法的必要部分和重要环节。具有溶剂使用量少、操作简便快速、选择性高、重现性好、易于实现自动化操作等优势的固相萃取法(Solid Phase Extraction，SPE)，符合样品处理技术的发展趋势，是样品处理技术领域的研究热点。

SPE技术基于萃取介质对目标物的吸附作用，吸附介质（sorbents）是技术的核心，其吸附效能是高效萃取目标物的关键，是由吸附介质的性质决定的。其中，吸附介质的化学性质（chemical properties）决定其对目标物的保留性质，根据“相似相容”原理，吸附介质材料的种类不同（types of materials），其分子结构必不同，化学性质则不同，对目标物的保留性质则各异；而吸附介质的形态性质（morphologicalproperties）即其形式（formats or configuration），如尺寸/尺度、表面形态、形貌等，则与吸附效率密切相关。

SPE介质与目标物形成多种保留性质有利于提高吸附过程的选择性，而吸附效率则与SPE过程的实际吸附容量直接相关，两方面须兼有，方能达到样品预处理的目的----干扰成分的去除及目标物的富集。因此，吸附选择性和吸附容量是SPE吸附介质的核心效能指标。

聚丙烯腈（polyacrylonitrile，PAN）骨架除含有大量的氰基结构之外，还有少量的甲基丙烯酸酯和衣康酸的成分，能与多种试剂作用生成不同的官能团，有很大的功能化改性空间，如可与水合肼反应生成氨基腙，或盐酸羟胺氨肟化，带入大量的N原子可与金属离子配位，或亚氨基质子化与阴离子形成静电相互作用；亦可与二乙基三胺及氯乙酸分别反应，同时修饰上氨基和羧基官能团，且其骨架本身含有的中等极性的氰基也是与目标物作用的功能基团。PAN便于官能团修饰进行功能化，形成适应于不同目标物性质的不同保留性质。

在SPE介质的形态性质方面，纳米纤维独特的形态性质、尤其是其纳米结构带来的特殊效应，使其具有不同于常规微米级SPE介质的独特优势，极具“优越萃取介质”的潜质：纳米纤维与其它物质的相互渗透力极强，目标分子与其作用的厚度很小，分子在纤维中扩散快，从而缩短了吸附及洗脱时间；巨大的比表面积使得目标物在固液两相间有高的分配系数，也使得数毫克量的纤维就足以完成吸附，洗脱溶剂的用量也相应可大为减少，采用几十微升的溶剂就可以将已吸附的分析物洗脱下来。

综上，本发明兼顾SPE介质的分子结构和纳米结构，提供一种基于水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的酚类内分泌干扰物的固相萃取法，用于样品预处理。

发明内容

技术问题：本发明提供一种基于水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的固相萃取法，进行多种实际样品中酚类内分泌干扰物的萃取，完成高选择性高效率的样品预处理。

技术方案：本发明提供的一种样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是该方法包括以下步骤：

1.）水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的制备：聚丙烯腈以N,N-二甲基甲酰胺溶解，制成电纺溶液，以静电纺丝法制备成基底纳米纤维；将基底纳米纤维浸置于水合肼中，90℃～94℃下反应2～5小时，之后以水和乙醇各清洗2～3次，60℃晾干，即得水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；

2.）样品中酚类内分泌干扰物的萃取：将水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维安装在膜盘式固相萃取仪上，或装填于固相萃取小柱内；水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维依次经活化溶剂与水的循环洗涤；取待检样品，经沉淀、过滤、研磨、匀浆、超声、沉淀蛋白、水解蛋白或脱脂初步处理，或经如前的两项或两项以上的初步处理；以无机酸碱、有机酸碱或缓冲溶液调节pH值至酚类内分泌干扰物的pKa±2，和/或加入无机盐或有机盐调节离子强度，降低酚类内分泌干扰物在水相中的分配系数，制成水性基质的样品溶液；取样品溶液加在如前处理过的水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维上，静置1～5分钟后，连续流动或“流动-停止-流动”间歇式地通过水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，酚类内分泌干扰物即被吸附在水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；抽真空或高速离心，使残留的样品中的水完全脱离水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；以清洗剂淋洗水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，去除可能与酚类内分泌干扰物共同吸附的杂质；抽真空或高速离心，使清洗剂带入的残留水分完全脱离水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；以洗脱剂将酚类内分泌干扰物从水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维上洗脱下来，进行分析检测。

所述的水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维依次经活化溶剂与水的循环洗涤，其循环洗涤的次数为2～3次，水-活化溶剂-水依次加在水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维上，其中活化溶剂静置1～5分钟后、水不经静置，连续地通过水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，再离心或抽真空使残留的活化溶剂或水完全脱离水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维。

所述的待检样品包括水体样品、土壤、血液、尿液、动物组织或植物。

所述的活化溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜。

所述的清洗剂为无机酸或碱、有机酸或碱的水溶液、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺，或其中两种或两种以上的混合溶液。

所述的洗脱剂为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、无机酸或碱、有机酸或碱的水溶液，或其中两种或两种以上的混合溶液。

有益效果：本发明提供的基于水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的固相萃取法，仅用数毫克的纳米纤维，数百微升的洗脱溶剂，即可实现对各种实际样品中酚类内分泌干扰物的高选择性高效萃取，样品基质不影响目标物的检测，萃取效率较已商业化生产的固相萃取小柱大为提高。

具体实施方式

通过以下实施例进一步说明本发明，但本发明的权利要求不仅限于实施例。

实施例1：

样品：环境水样

目标物质：己烯雌酚

称取2.0mg水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维装入膜盘式固相萃取仪，水→甲醇→水（各100μL）活化洗涤，其中甲醇静置3分钟；抽真空使水和甲醇完全从纳米纤维脱离；50mL环境水样过滤后，以盐酸调节pH至7.0，以3mL/min速度连续通过纳米纤维，抽真空脱水；200μL0.01mol/L乙酸水溶液清洗后，抽真空脱水；200μL甲醇洗脱吸附于纳米纤维上的己烯雌酚，取洗脱液行高效液相色谱-紫外吸收检测。

实施例2：

样品：尿液

目标物质：双酚A、辛基酚、壬基酚。

称取4.0mg水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维装入膜盘式固相萃取仪，水→氯仿→水（各100μL）活化洗涤，其中氯仿静置2分钟；抽真空使水和氯仿完全从纳米纤维脱离；20mL尿液过滤后，加0.1g氯化钠调节离子强度，以2mL/min速度连续通过纳米纤维，抽真空脱水；300μL甲醇-水（20:80，v/v）清洗后，抽真空脱水；300μL甲醇仿洗脱吸附于纳米纤维上的双酚A，300μL氯仿洗脱吸附于纳米纤维上的辛基酚和壬基酚，挥干溶剂后以200μL流动相复溶，取溶液行高效液相色谱-紫外吸收检测。

实施例3：

样品：大棚覆膜蔬菜

目标物质：双酚A

称取4.0mg水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维填入固相萃取小柱，水→丙酮→水→丙酮→水（各200μL）活化洗涤，其中丙酮静置2分钟；抽真空使水和丙酮完全从纳米纤维脱离；10.0g样品加50mL水匀浆、沉淀、过滤后，以3mL/min速度流动-停止-流动-停止-流动，间歇式地通过纳米纤维，抽真空脱水；200μL正己烷、200μL0.01mol/L乙酸水溶液依次清洗后，抽真空脱水；200μL甲醇洗脱吸附于聚吡咯纳米纤维上的碱性橙，取洗脱液行液相色谱-质谱检测。

Claims (6)

1.一种样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是该方法包括以下步骤：

1.）水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维的制备：聚丙烯腈以N,N-二甲基甲酰胺溶解，制成电纺溶液，以静电纺丝法制备成基底纳米纤维；将基底纳米纤维浸置于水合肼中，90℃～94℃下反应2～5小时，之后以水和乙醇各清洗2～3次，60℃晾干，即得水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；

2.）样品中酚类内分泌干扰物的萃取：将水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维安装在膜盘式固相萃取仪上，或装填于固相萃取小柱内；水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维依次经活化溶剂与水的循环洗涤；取待检样品，经沉淀、过滤、研磨、匀浆、超声、沉淀蛋白、水解蛋白或脱脂初步处理，或经如前的两项或两项以上的初步处理；以无机酸碱、有机酸碱或缓冲溶液调节pH值至酚类内分泌干扰物的pKa±2，和/或加入无机盐或有机盐调节离子强度，降低酚类内分泌干扰物在水相中的分配系数，制成水性基质的样品溶液；取样品溶液加在如前处理过的水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维上，静置1～5分钟后，连续流动或“流动-停止-流动”间歇式地通过水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，酚类内分泌干扰物即被吸附在水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；抽真空或高速离心，使残留的样品中的水完全脱离水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；以清洗剂淋洗水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，去除可能与酚类内分泌干扰物共同吸附的杂质；抽真空或高速离心，使清洗剂带入的残留水分完全脱离水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维；以洗脱剂将酚类内分泌干扰物从水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维上洗脱下来，进行分析检测。

2.如权利要求1所述的样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是所述的水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维依次经活化溶剂与水的循环洗涤，其循环洗涤的次数为2～3次，水-活化溶剂-水依次加在水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维上，其中活化溶剂静置1～5分钟后、水不经静置，连续地通过水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维，再离心或抽真空使残留的活化溶剂或水完全脱离水合肼功能化聚丙烯腈纳米纤维。

3.如权利要求1所述的样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是所述的待检样品包括水体样品、土壤、血液、尿液、动物组织或植物。

4.如权利要求1所述的样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是所述的活化溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜。

5.如权利要求1所述的样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是所述的清洗剂为无机酸或碱、有机酸或碱的水溶液、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺，或其中两种或两种以上的混合溶液。

6.如权利要求1所述的样品中酚类内分泌干扰物的固相萃取法，其特征是所述的洗脱剂为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、无机酸或碱、有机酸或碱的水溶液，或其中两种或两种以上的混合溶液。