CN104583750A - 溶质提取装置 - Google Patents
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Abstract
以设有间隙的方式填充有第一捕捉剂层(340)和第二捕捉剂层(350)的溶质捕捉柱(300)具有从其主体部(310)的上部延伸的第一分支路径(320)和从两捕捉剂层之间延伸的第二分支路径(330),且在上部连结有精制柱(200)。向精制柱(200)注入二噁英类溶液而供给展开溶剂时,二噁英类从精制柱(200)向溶质捕捉柱(300)流动而由两捕捉剂层捕捉。将精制柱(200)及第一分支路径(320)与大气系统闭锁而从溶质捕捉柱(300)的下端侧供给的提取溶剂提取被第二捕捉剂层(350)捕捉的二噁英类而向第二分支路径(330)流动。将精制柱(200)及第二分支路径(330)与大气系统闭锁而同样地供给的提取溶剂提取被第一捕捉剂层(340)捕捉的二噁英类而向第一分支路径(320)流动。
Description
技术领域
本发明涉及提取装置,特别涉及用于从溶液提取溶质的装置。
背景技术
在溶质的分析中,有时以溶液中的夹杂成分与溶质的分离、溶剂置换为目的而从溶液中提取溶质。例如,在毒性较强的环境污染物质的二噁英(dioxin)类的分析中,通常从包含夹杂成分的二噁英类溶液中选择性地提取二噁英类,使用其提取液作为二噁英类的分析用试料。
专利文献1公开了用于从二噁英类溶液中提取二噁英类的装置。该装置具有填充有多个由二氧化硅层构成的过滤材料的贮存器和填充有氧化铝、活性炭等的能吸附二噁英类的吸附材料的玻璃制的吸附柱,利用具有分支部的直通管将贮存器和吸附柱连结。
在利用该提取装置提取二噁英类时,首先,向贮存器中注入二噁英类溶液,接着向贮存器中供给己烷。被供给至贮存器中的己烷一边将二噁英类溶液的二噁英类溶解一边通过过滤材料,而且经由直通管向吸附柱流动而通过吸附材料。此时,二噁英类溶液所含有的夹杂成分由过滤材料捕捉,从二噁英类分离。另外,溶解于己烷中的二噁英类由吸附材料捕捉,从己烷分离。
接着,对于吸附柱从己烷的通过方向的相反方向侧供给二噁英类的提取溶剂、例如甲苯、二甲亚砜,确保通过了吸附材料的提取溶剂流到直通管的分支部。此时,将提取溶剂确保作为提取了由吸附材料捕捉的二噁英类的溶液。其结果是,能获得夹杂成分被分离出的二噁英类提取液。这样获得的二噁英类提取液根据提取溶剂的种类,利用例如气体色谱质量分析法(GC/MS法)、生物测定法等分析方法进行分析。
顺便说一下,二噁英类通常是将多氯二苯并二噁英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)及类二噁英多氯联苯(DL-PCBs)总称的用语。DL-PCBs是209种多氯联苯(PCBs)中的、显示与PCDDs及PCDFs同样的毒性的PCBs,包含非邻位取代PCBs及单邻位取代PCBs。
因此,利用上述提取装置获得的二噁英类提取液同时包含上述的多种二噁英类。但是,在对那样的提取液进行分析时,其结果缺少可靠性。例如,在利用高分辨率GC/MS法对提取液进行分析的情况下,公知单邻位取代PCBs对PCDDs及PCDFs的定量分析结果产生影响,相反地,PCDDs及PCDFs对单邻位取代PCBs的定量分析结果产生影响。
另外,上述提取装置是欲利用填充于吸附柱的吸附材料捕捉所有种类的二噁英类的装置,因此,存在一部分二噁英类流失而不能回收的情况、一部分二噁英类的回收率大幅降低的情况。在该情况下,也考虑选择二噁英类的吸附能力较高的吸附材料,但使用那样的吸附材料时,可能导致需要使用大量的提取溶剂,或由于二噁英类不易脱附而牺牲二噁英类整体的回收率。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开W02005/062016
发明内容
发明要解决的课题
本发明欲在从溶液提取溶质的情况下对溶质进行区分或提高溶质的回收率。
用于解决课题的手段
本发明涉及用于从溶液中提取溶质的装置,该装置具备:溶质捕捉柱,其在一端具有注入部且在另一端具有排出口,并将能够捕捉溶质的多个捕捉剂层以设有间隙的方式填充,该注入部具备溶液的注入口;第一供给装置,其用于对溶质捕捉柱供给用于使溶质在溶质捕捉柱内展开的展开溶剂;第二供给装置,其用于对溶质捕捉柱供给溶质的提取溶剂。
在此,溶质捕捉柱具有从注入部及上述间隙分别延伸的、用于使来自第二供给装置的提取溶剂流通的分支路径。而且,第二供给装置在其动作时,对于从提取溶剂的供给侧依次选择的分支路径的一个能够设定为使提取溶剂流通,并且对于其他的分支路径及溶质捕捉柱的注入口能够设定为隔断提取溶剂的流通,在第一供给装置动作时,能够设定为隔断展开溶剂向分支路径的流通。
在利用该提取装置从溶液提取溶质的情况下,从注入口对溶质捕捉柱注入溶液。在第一供给装置对注入有溶液的溶质捕捉柱供给展开溶剂时,该展开溶剂依次通过溶质捕捉柱内的多个捕捉剂层,从排出口排出。此时,溶液所含有的溶质一边溶解于展开溶剂一边在多个捕捉剂层上展开,在多个捕捉剂层中被捕捉。而且,在第二供给装置对溶质捕捉柱供给提取溶剂时,该提取溶剂通过溶质捕捉柱的位于供给侧的捕捉剂层而提取出由该捕捉剂层捕捉的溶质,选择性地向该捕捉剂层与下一个捕捉剂层之间的间隙的分支路径流动。第二供给装置将与上述同样的动作反复进行捕捉剂层的个数,利用提取溶剂依次提取由各捕捉剂层捕捉的溶质而向分支路径流动。
结果是,根据该提取装置,能获得从各捕捉剂层分别地提取溶质的多个提取液,因此,能对溶质进行区分地提取或提高溶质的回收率。
在本发明的提取装置的一方案中,多个捕捉剂层的至少一个由不同的捕捉剂形成。另外,在该提取装置的另一方案中,多个捕捉剂层由相同的捕捉剂形成。
本发明的提取装置的第二供给装置例如具有能开闭的通气路径,该通气路径与分支路径分别连通且具有提取溶剂的回收容器,通过通气路径的开闭来控制分支路径的各自的提取溶剂或展开溶剂的流通。在该情况下,通气路径中,例如分支路径与回收容器之间的路径由柔软的材料构成且具有夹管阀。
另外,第二供给装置例如能够从排出口对溶质捕捉柱供给提取溶剂。
优选为,本发明的提取装置还具备用于通过分支路径对溶质捕捉柱供给气流的供气装置。
在本发明的提取装置的一方案中,溶液是二噁英类的脂肪族烃溶剂溶液,多个捕捉剂层能够捕捉二噁英类。在该情况下,溶质捕捉柱例如具备从注入部侧将含活性炭的硅胶与含石墨的硅胶依次层叠而成的第一捕捉剂层和配置在第一捕捉剂层的含石墨的硅胶侧且包含氧化铝的第二捕捉剂层。
另外,该方案的提取装置例如还具备精制柱,该精制柱在一端具有脂肪族烃溶剂溶液的导入部且另一端与溶质捕捉柱的注入口连通,并填充有用于捕捉二噁英类的脂肪族烃溶剂溶液所含有的夹杂成分的精制层。在该情况下,第一供给装置以经由精制柱而向溶质捕捉柱供给展开溶剂的方式与上述导入部连通。
精制柱的精制层例如是包含硝酸银硅胶层和硫酸硅胶层的层叠体。该层叠体优选在上述导入部侧具有硝酸银硅胶层。
本发明的其他目的及效果在以下的详细的说明中述及。
附图说明
图1是本发明涉及的溶质提取装置的一方式的概要的部分剖视图。
图2是表示所述溶质提取装置的动作的一状态的图。
图3是表示所述溶质提取装置的动作的另一状态的图。
图4是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图5是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图6是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图7是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图8是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图9是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图10是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
图11是表示所述溶质提取装置的动作的又一状态的图。
具体实施方式
参照图1说明本发明涉及的溶质提取装置的一方式。图1是表示溶质提取装置的概要的图,并未正确地反映各部分的结构、形状及大小等。
在图1中,溶质提取装置100是以二噁英类的分析为目的、用于从二噁英类溶液中提取作为其溶质的二噁英类的装置,主要具备以立起状态配置的精制柱200及溶质捕捉柱300以及供给装置400。
精制柱200用于将二噁英类溶液所含有的二噁英类以外的夹杂成分从二噁英类分离,由至少具有耐溶剂性、耐药品性及耐热性的材料、例如具备上述特性的玻璃、树脂或金属等构成。精制柱200具有在内部填充有精制层230的主体部210和从主体部210的下部延伸的连通部220。
主体部210形成为大致圆筒状,在上端部具有成为二噁英类溶液的导入部211的开口。连通部220形成为比主体部210小径的圆筒状,且下端开口。
精制层230是从导入部211侧起依次将硝酸银硅胶层231、第一硅胶层232、硫酸硅胶层233及第二硅胶层234以层叠状态配置的多层硅胶层。
硝酸银硅胶层231由硝酸银硅胶构成,用于对混入二噁英类溶液中的夹杂成分的一部分进行分解或吸附。在此所用的硝酸银硅胶通过在粒径40~210μm左右的粒状的硅胶(通常是通过加热而提高了活性度的活性硅胶)的表面均匀地添加硝酸银的水溶液之后、通过减压加热将水分除去而调制成。硝酸银水溶液相对于硅胶的添加量通常优选设定为硅胶的重量的5~20%。
硝酸银硅胶层231中的硝酸银硅胶的填充密度没有特别限定,但通常优选设定为0.3~0.8g/cm3,更优选设定为0.4~0.7g/cm3。
硫酸硅胶层233由硫酸硅胶构成,用于对混入二噁英类溶液中的二噁英类以外的夹杂成分的一部分进行分解或捕捉。在此所用的硫酸硅胶通过在粒径40~210μm左右的粒状的硅胶(通常为通过加热提高了活性度的活性硅胶)的表面均匀地添加浓硫酸而调制成。浓硫酸相对于硅胶的添加量通常优选设定为硅胶的重量的10~130%。
硫酸硅胶层233中的硫酸硅胶的填充密度没有特别限定,但通常优选设定为0.3~1.1g/cm3,更优选设定为0.5~1.0g/cm3。
第一硅胶层232为了避免硝酸银硅胶层231与硫酸硅胶层233直接接触相互发生化学反应而配置,由粒径40~210μm左右的粒状的硅胶构成。在此所用的硅胶也可以通过加热来适当地提高活性度。
第二硅胶层234由与第一硅胶层232同样的硅胶构成,用于捕捉与硫酸硅胶层233反应而被分解出的夹杂成分的一部分、分解生成物及从硫酸硅胶层233溶出的硫酸,防止它们向溶质捕捉柱300移动。
在精制层230中,就硝酸银硅胶层231与硫酸硅胶层233的比率而言,优选将硫酸硅胶层233相对于硝酸银硅胶层231的重量比设定为1.0~50倍,更优选设定为3.0~30倍。硫酸硅胶层233的重量比超过50倍时,硝酸银硅胶层231的比例相对变小,因此,在精制层230中,存在二噁英类溶液所含有的夹杂成分的捕捉能力不充分的可能性。相反地,硫酸硅胶层233的重量比小于1.0倍时,在精制层230中,存在二噁英类溶液所含有的夹杂成分的分辨率不充分的可能性。
精制柱200的大小能根据利用溶质提取装置100进行处理的二噁英类溶液的量适当设定,没有特别限定,但例如在二噁英类溶液量为1~20mL左右的情况下,能填充精制层230的部分的大小优选设定为内径10~20mm、长度为100~300mm左右。
精制柱200以包围其外周的方式配置有第一加热装置250。第一加热装置250用于对精制层230的硝酸银硅胶层231及第一硅胶层232和硫酸硅胶层233的一部分、即硝酸银硅胶层231的附近部分进行加热。
溶质捕捉柱300用于捕捉二噁英类溶液所含有的二噁英类,形成为使用与精制柱200同样的材料形成的、上端及下端开口的圆筒状。
溶质捕捉柱300具有在内部填充有多个捕捉剂层、即第一捕捉剂层340与第二捕捉剂层350的主体部310和从主体部310突出设置的两个分支路径、即在主体部310中设有间隙地突出的第一分支路径320与第二分支路径330。
第一捕捉剂层340包括含活性炭的硅胶层341和含石墨的硅胶层342。
含活性炭的硅胶层341在第一捕捉剂层340中配置于精制柱200侧,由活性炭与粒状的硅胶的混合物构成。这样的混合物可以为单纯地将活性炭与硅胶混合而获得的活性炭分散硅胶,也可以为使硅酸钠(水玻璃)和活性炭的混合物与矿酸反应而获得的活性炭埋藏硅胶。活性炭可以使用市售的各种活性炭,但通常为粒径40~100μm左右的粒状或粉末状,利用BET法测定的比表面积优选为100~1,200m2/g,特别优选为500~1,000m2/g。活性炭分散硅胶中的硅胶使用与第一硅胶层232同样的硅胶。
活性炭与硅胶的混合物中的活性炭的比例优选为0.013~5.0重量%,更优选为0.1~3.0重量%。在活性炭小于0.013重量%的情况或超过5.0重量%的情况下,在第一捕捉剂层340中,存在氯数较多的PCDDs或氯数较多的PCDFs的捕捉能力降低的可能性。
含活性炭的硅胶层341的填充密度没有特别限定,但通常优选设定为0.3~0.8g/cm3,更优选设定为0.45~0.6g/cm3。
含石墨的硅胶层342在第一捕捉剂层340中与含活性炭的硅胶层341相邻地配置,由单纯地将石墨与粒状的硅胶混合而获得的混合物构成。石墨可以使用市售的各种石墨,但通常为粒径40~200μm左右的粒状或粉末状,利用BET法测定的比表面积优选为10~500m2/g,特别优选为50~200m2/g。另外,硅胶使用与第一硅胶层232同样的硅胶。
石墨与硅胶的混合物中的石墨的比例优选为2.5~50重量%,更优选为5~25重量%。在石墨小于2.5重量%的情况下,在第一捕捉剂层340中,存在非邻位取代PCBs的捕捉能量降低的可能性。相反地,在石墨超过50重量%的情况下,在第一捕捉剂层340中,存在非DL-PCBs、特别是氯数1~2的非DL-PCBs容易捕捉的可能性。
含石墨的硅胶层342的填充密度没有特别限定,但通常优选设定为0.2~0.6g/cm3,更优选设定为0.3~0.5g/cm3。
在第一捕捉剂层340中,含活性炭的硅胶层341和含石墨的硅胶层342的比例优选设定为后者(B)相对于前者(A)的体积比(A∶B)为1∶1~1∶12,更优选设定为1∶1~1∶9。在含活性炭的硅胶层341的比例小于该体积比的情况下,在第一捕捉剂层340中,存在PCDDs及PCDFs的一部分、特别是氯数为8的PCDDs及PCDFs的捕捉能力降低的可能性。相反地,在含活性炭的硅胶层341的比例较多的情况下,在第一捕捉剂层340中,存在单邻位取代PCBs容易捕捉的可能性。
第二捕捉剂层350在主体部310内与第一捕捉剂层340设有间隙地配置,使用粒状的氧化铝形成。在此所用的氧化铝可以为碱性氧化铝、中性氧化铝及酸性氧化铝中的任一种。另外,氧化铝的活性度没有特别限定。氧化铝的优选的粒径通常为40~300μm。
第二捕捉剂层350中的氧化铝的填充密度没有特别限定,但通常优选设定为0.5~1.2g/cm3,更优选设定为0.8~1.1g/cm3。
第一分支路径320从主体部310的上端侧的开口(相当于二噁英类溶液的注入口)与第一捕捉剂层340之间的部分(相当于具有二噁英类溶液的注入口的注入部)沿水平方向突出,内部通到主体部310内且前端开口。第二分支路径330从第一捕捉剂层340与第二捕捉剂层350之间沿水平方向突出,内部通到主体部310内且前端开口。
溶质捕捉柱300的主体部310的大小与精制柱200相同,能与利用溶质提取装置100进行处理的二噁英类溶液的量相应地适当设定,没有特别限定,但例如在二噁英类溶液量为1~20mL左右的情况下,优选设定为内径3~10mm、能填充第一捕捉剂层340的部分的长度为20~80mm左右、且能填充第二捕捉剂层350的部分的长度为20~80mm左右。
溶质捕捉柱300以包围第一捕捉剂层340的填充部分的外周的方式配置有第二加热装置360,而且,以包围第二捕捉剂层350的填充部分的外周的方式配置有第三加热装置370。
溶质捕捉柱300的主体部310的上端部通过连结件260与精制柱200的连通部220连结。连结件260例如形成为使用对于各种有机溶剂、特别是烃溶剂具有耐性的树脂材料、其他材料形成的圆筒状,将精制柱200的连通部220与溶质捕捉柱300的主体部310的上端部分别从两端的开口插入,从而将精制柱200与溶质捕捉柱300液密且能分离地连结。
供给装置400兼作用于通过精制柱200向溶质捕捉柱300供给展开溶剂的第一溶剂供给装置、用于向溶质捕捉柱300供给提取溶剂的第二溶剂供给装置及用于对溶质捕捉柱300供给气流的供气装置,主要具备用于供给展开溶剂的第一供给路径500、用于供给提取溶剂的第二供给路径550、第一通气路径600、第二通气路径700、供气路径800及用于切换供给装置400的动作的动作切换装置900。
第一供给路径500从动作切换装置900延伸,具有第一阀510。第一阀510用于开闭第一供给路径500。第一供给路径500的前端部对于精制柱200的导入部211能装卸,在安装于导入部211时能将导入部211气密地闭锁。
第二供给路径550从动作切换装置900延伸,具有第二阀560。第二阀560是三通阀,将与溶质捕捉柱300下端的开口部气密地连通的导入路570和用于供来自溶质捕捉柱300的废液流动的废液路580连通。导入路570是由橡胶、树脂等柔软的材料构成的管,能更换地安装。
第一通气路径600从第一分支路径320延伸,且具有第一路径610,该第一路径610具有夹管阀620。第一路径610是由橡胶、树脂等柔软的材料构成的能更换的管,一端与第一分支路径320气密地连通,另一端气密地插入用于回收溶剂的第一回收容器630内。第一路径610在第一通气路径600中能更换。第一路径610之外的第二路径640的一端气密地插入第一回收容器630。第二路径640与第三阀650连通。第三阀650是三通阀,将向大气的开放路660与后述的供气路径800的第一供气路径810连通。
第二通气路径700从第二分支路径330延伸,且具有第一路径710,该第一路径710具有夹管阀720。第一路径710是由橡胶、树脂等柔软的材料构成的能更换的管,一端与第二分支路径330气密地连通,另一端气密地插入用于回收溶剂的第二回收容器730内。第一路径710在第二通气路径700内能更换。第一路径710之外的第二路径740的一端气密地插入第二回收容器730。第二路径740与第四阀750连通。第四阀750是三通阀,将向大气的开放路760和后述的供气路径800的第二供气路径820连通。
供气路径800从动作切换装置900延伸,分支为第一供气路径810和第二供气路径820这两个路径。第一供气路径810与第一通气路径600的第三阀650连通。第二供气路径820与第二通气路径700的第四阀750连通。
动作切换装置900具备五通阀910和四通阀920,这些阀通过具有泵931的连通路径930连通。
在五通阀910连通有第一供给路径500、第二供给路径550及供气路径800,还连通有溶剂回收路径970。溶剂回收路径970具有废弃溶剂容器971。五通阀910能切换连通路径930和第一供给路径500、第二供给路径550、供气路径800及溶剂回收路径970中的任一个路径的连通。
在四通阀920连通有从用于储存展开溶剂的第一溶剂容器941延伸的第一流路940、从用于储存提取溶剂的第二溶剂容器951延伸的第二流路950及具有空气过滤器961的大气导入路960。四通阀920能切换连通路径930与第一流路940、第二流路950及大气导入路960中的任一个流路的连通。
储存于第一溶剂容器941的展开溶剂能溶解二噁英类,通常为脂肪族烃溶剂,优选为碳数5~8个的脂肪族饱和烃溶剂。例如为n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、异辛烷或环己烷等。这些溶剂可以适当混合地使用。
储存于第二溶剂容器951的提取溶剂能溶解二噁英类,能与后述的二噁英类的分析方法相应地选择。在采用气体色谱法作为分析方法的情况下,可以使用适于该方法的溶剂、例如甲苯或苯。另外,也可以使用对甲苯或苯添加了脂肪族烃溶剂或有机氯系溶剂的混合溶剂。在使用混合溶剂的情况下,甲苯或苯的比例设定为50重量%以上。作为在混合溶剂中使用的脂肪族烃溶剂,例如可举出n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、异辛烷或环己烷等。另外,作为有机氯系溶剂,例如可举出二氯甲烷、三氯甲烷或四氯甲烷等。在这些提取溶剂中,从少量的使用就能够有效地提取二噁英类的方面出发,特别优选甲苯。
在采用生物测定法作为分析方法的情况下,使用适于该方法的溶剂、例如二甲亚砜(DMSO)、甲醇等亲水性溶剂。
溶质提取装置100具备用于控制其动作的、未图示的控制装置。控制装置是例如计算机,按照程序控制溶质提取装置100的各部的动作。
接着,参照图1至图11说明上述的溶质提取装置100的动作。在各图中,为了便于理解,第一阀510、第二阀560、第三阀650、第四阀750及夹管阀620、720用涂成黑色来表示连通时的状态。另外,同样地为了便于理解,在各种路径中,路径成立的部分用粗线表示,同时标记表示溶剂等的流通方向的箭头。
在操作者启动溶质提取装置100时,控制装置将溶质提取装置100设定为如下那样的初期状态(参照图1)。在初期状态下,五通阀910及四通阀920的位置没有特别限定。
■第一阀510:闭锁
■第二阀560:将导入路570与废液路580连通
■第三阀650:将第二路径640与第一供气路径810连通
■第四阀750:将第二路径740与第二供气路径820连通
■夹管阀620、720:闭锁
■泵931:维持停止状态
利用该初期设定,第一通气路径600及第二通气路径700设定为相对于大气系统闭锁的状态。
在该初期状态下,操作者能从精制柱200的导入部211拆下第一供给路径500,从导入部211向精制柱200内注入二噁英类溶液。
在此,能注入的二噁英类溶液例如为使用溶剂从大气、土壤等环境试料、食品试料等有可能包含二噁英类的试料中提取二噁英类的提取液,但也可以为有可能包含二噁英类的鱼油(fish oil)等油状的食品本身。这样的二噁英类溶液的化学结构、化学性能与二噁英类类似,多数情况下作为夹杂成分而含有可能给二噁英类的分析结果带来影响的PCDE、非DLPCBs等多环芳香族烃类等。
另外,在来自土壤试料的提取液的情况下,该提取液多数情况下作为夹杂成分而含有在土壤中包含较多的链烷烃(直链烃化合物类)。公知链烷烃容易与PCDDs、PCDFs及非邻位取代PCBs一起吸附于碳系的吸附剂,且容易与PCDDs、PCDFs及非邻位取代PCBs一起从该吸附剂提取,因此,在利用GC/MS法(特别是GC-HRMS法)对二噁英类进行分析的情况下,成为影响分析精度的锁定质量数变动的原因物质。
二噁英类的提取液通常使用脂肪族烃溶剂,可以直接向精制柱200注入。另外,在提取液为通过使用脂肪族烃溶剂以外的有机溶剂、例如甲苯等芳香族烃溶剂的提取获得的提取液的情况下,该提取液通过将提取用的芳香族烃溶剂置换为脂肪族烃溶剂而能向精制柱200注入。提取或溶剂置换所用的脂肪族烃溶剂通常优选碳数为5~10的脂肪族烃溶剂,例如可以举出n-己烷、异辛烷、壬烷及葵烷等。特别优选便宜的n-己烷。
二噁英类溶液向精制柱200的注入量通常优选1~10mL左右。所注入的溶液也可以通过蒸馏溶剂的一部分而预先浓缩。
在二噁英类溶液为鱼油等的油状的溶液的情况下,该二噁英类溶液也可以与能溶解其的脂肪族烃溶剂一起或作为预先溶解于该溶剂的溶液注入精制柱200。在该情况下,二噁英类溶液和脂肪族烃溶剂的合计量设定为上述注入量。
操作者注入的二噁英类溶液浸透并保持于精制层230。
在注入二噁英类溶液之后,操作者再将第一供给路径500安装于导入部211,则控制装置使第一加热装置250动作,对精制柱200进行加热。第一加热装置250的加热温度设定为35℃以上,优选设定为50℃以上,更优选设定为60℃以上。通过该加热,二噁英类溶液所含有的二噁英类以外的夹杂成分的一部分与精制层230反应而被分解。在加热温度小于35℃的情况下,夹杂成分与精制层230的反应难以进行,有可能在利用溶质提取装置100获得的二噁英类的提取液中容易残留夹杂成分的一部分。加热温度的上限没有特别限定,但从安全性的观点出发,通常优选为沸腾温度以下。
在加热时,硝酸银硅胶层231及硫酸硅胶层233由于隔着第一硅胶层232层叠,因此能抑制相互的反应。
从加热开始经过10~60分钟之后,控制装置一边维持精制柱200的加热一边执行展开溶剂的供给工序。在该工序中,控制装置将各部的设定从初期状态如下那样地改变(参照图2)之后使泵931动作。
第一阀510:开放
五通阀910:将第一供给路径500与连通路径930连通
四通阀920:将第一流路940与连通路径930连通
如图2所示,进行工作的泵931吸引储存于第一溶剂容器941的展开溶剂,通过第一流路940、连通路径930及第一供给路径500向精制柱200内连续地供给。需要说明的是,在精制柱200及溶质捕捉柱300设定为前述的大小的情况下,展开溶剂的供给速度利用泵931的控制通常优选设定为0.5~5.0mL/分钟,另外,供给的展开溶剂的总量通常优选设定为50~150mL。
供给至精制柱200的展开溶剂将二噁英类溶液所含有的二噁英类、夹杂成分的分解生成物及未分解而残留的夹杂成分(在该夹杂成分中包含非DL-PCBs)溶解,作为包含二噁英类的展开溶剂溶液、即二噁英类的脂肪族烃溶剂溶液通过精制层230。此时,分解生成物及夹杂成分的一部分吸附于硝酸银硅胶层231、第一硅胶层232、硫酸硅胶层233及第二硅胶层234。另外,通过精制层230的展开溶剂在通过未由第一加热装置250加热的部分、即硫酸硅胶层233的下部及第二硅胶层234时被自然地冷却。
通过了精制层230的展开溶剂向溶质捕捉柱300流动而通过第一捕捉剂层340和第二捕捉剂层350,从下端的开口向导入路570流动,通过废液路580而被废弃。此时,来自精制层230的展开溶剂所含有的二噁英类在第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350展开而被捕捉,与展开溶剂分离。更具体而言,二噁英类中的非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs被第一捕捉剂层340捕捉,而且单邻位取代PCBs被第二捕捉剂层350捕捉。因此,展开溶剂所含有的二噁英类在溶质捕捉柱300被区分为包含非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs的二噁英群和单邻位取代PCBs。
通过了精制层230的展开溶剂所含有的夹杂成分的一部分与展开溶剂一起通过溶质捕捉柱300而被废弃,而且一部分被第一捕捉剂层340或第二捕捉剂层350捕捉。例如,非DL-PCBs及PCDE与单邻位取代PCBs一起被第二捕捉剂层350捕捉。另一方面,链烷烃与展开溶剂一起通过溶质捕捉柱300,通过废液路580而被废弃。
需要说明的是,在上述的展开溶剂的供给工序中,在供给装置400中,五通阀910将供气路径800与各部的连通隔断,而且夹管阀620、720闭锁,因此,第一通气路径600及第二通气路径700成为与大气系统的连通被隔断的状态。因此,从精制柱200流到溶质捕捉柱300的展开溶剂被限制向第一分支路径320及第二分支路径330流入,顺利地通过各捕捉剂层340、350而从废液路580废弃。
展开溶剂的供给工序之后,控制装置使第一加热装置250及泵931停止,执行精制柱200内的精制层230以及溶质捕捉柱300内的第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的干燥工序。在该工序的最初的动作(干燥动作1)中,控制装置将各部的设定从展开溶剂的供给工序如下那样改变(参照图3)之后使泵931工作。
四通阀920:将大气导入路960和连通路径930连通
在干燥动作1中,如图3所示,泵931从大气导入路960吸引大气,通过了空气过滤器961的清净的空气通过连通路径930及第一供给路径500连续地向精制柱200内供给。
供给至精制柱200内的空气通过该柱内的精制层230及溶质捕捉柱300的第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350,经由导入路570从废液路580排出。此时,残留于精制层230以及第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350中的展开溶剂被通过的空气挤出,与通过的空气一起从废液路580排出。
干燥动作1中的空气的供给量优选在1.0~10mL/分钟的范围内逐渐提高流速,总量设定为40~100mL。
干燥动作1之后,控制装置使泵931停止而将干燥动作1中的各部的设定状况如下那样改变(参照图4),之后使泵931工作而执行如下的干燥动作(干燥动作2)。
第一阀510:闭锁
五通阀910:将连通路径930与供气路径800连通
夹管阀620:开放
在干燥动作2中,如图4所示,来自大气导入路960的清净的空气从连通路径930向供气路径800流动。在此,第二通气路径700的夹管阀720由于为闭锁状态,因此,向供气路径800流动的空气向第一供气路径810流动,经由第二路径640、第一回收容器630及第一路径610而从第一分支路径320向溶质捕捉柱300内连续地供给。而且,供给至溶质捕捉柱300内的空气通过第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350,经由导入路570而从废液路580排出。此时,残留于第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350内的展开溶剂被通过的空气挤出,与通过的空气一起从废液路580排出。由此,能更有效地除去残留于第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的展开溶剂,特别是成为使第一捕捉剂层340进一步干燥的状态。
干燥动作2中的空气的供给量通常优选以50~200mL/分钟的流速设定为几分钟左右。
干燥动作2之后,控制装置在使泵931工作的状态下将干燥动作2中的各部的设定如下那样改变(参照图5),再执行如下的干燥动作(干燥动作3)。
夹管阀720:开放
在干燥动作3中,如图5所示,从连通路径930流到供气路径800的空气分流为第一供气路径810和第二供气路径820。而且,流到第一供气路径810的空气与干燥动作2时同样地从第一分支路径320向溶质捕捉柱300内连续地供给而通过第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350,经由导入路570而从废液路580排出。另一方面,流到第二供气路径820的空气经由第二路径740、第二回收容器730及第一路径710而从第二分支路径330向溶质捕捉柱300内连续地供给。而且,从第二分支路径330供给至溶质捕捉柱300内的空气与通过了第一捕捉剂层340的空气合流而通过第二捕捉剂层350,经由导入路570而从废液路580排出。
在这样的干燥动作3中,残留于第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的展开溶剂被通过的空气挤出,与通过的空气一起从废液路580排出。由此,能更有效地除去残留于第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的展开溶剂,特别是成为使第二捕捉剂层350进一步干燥的状态。
干燥动作3中的空气的供给量通常优选以50~200mL/分钟的流速设定为几分钟左右。
干燥动作1~3的干燥工序之后,控制装置使泵931停止而将溶质提取装置100设定为初期状态。而且,使第二加热装置360及第三加热装置370工作,开始溶质捕捉柱300内的第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的加热。在此,第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350均优选加热至其内部的温度为80~95℃左右。另外,该加热通常优选继续到后述的提取工序完成。
接着,控制装置执行在溶质捕捉柱300捕捉的二噁英类的提取所用的准备工序。在该准备工序的最初的动作(准备动作1)中,控制装置将溶质提取装置100从初期状态如下那样改变(参照图6),使泵931工作。
五通阀910:将连通路径930与溶剂回收路径970连通
四通阀920:将连通路径930与第二流路950连通
如图6所示,进行工作的泵931对储存于第二溶剂容器951中的提取溶剂进行吸引。吸引出的提取溶剂在第二流路950、连通路径930及溶剂回收路径970中流动,被废弃溶剂容器971回收。由此,第二流路950及连通路径930被提取溶剂充满。
准备动作1之后,控制装置使泵931停止而将准备动作1中的各部的设定如下那样改变(参照图7),再次使泵931动作而执行如下的准备动作(准备动作2)。
五通阀910:将连通路径930与第二供给路径550连通
第二阀560:将第二供给路径550与废液路580连通
在准备动作2中,如图7所示,动作了的泵931对储存于第二溶剂容器951中的提取溶剂进行吸引。吸引出的提取溶剂在第二流路950、连通路径930及第二供给路径550中流动,经由第二阀560而从废液路580排出。由此,除了第二流路950及连通路径930之外,第二供给路径550也被提取溶剂充满。
在准备动作1~2的准备工序之后,控制装置使泵931停止,执行来自溶质捕捉柱300的二噁英类的提取工序。在该工序的最初的动作(提取动作1)中,控制装置将准备动作2中的各部的设定如下那样改变(参照图8)之后,使泵931工作。
第二阀560:将第二供给路径550与导入路570连通
夹管阀720:开放
第四阀750:将第二路径740与开放路760连通
在提取动作1中,如图8所示,利用泵931从第二溶剂容器951吸引出的提取溶剂在第二流路950、连通路径930及第二供给路径550中流动,经由第二阀560而从导入路570向溶质捕捉柱300内供给。
由于第一阀510处于闭锁状态、且第一通气路径600处于与大气系统的连通被隔断的状态,因此,供给至溶质捕捉柱300内的提取溶剂通过第二捕捉剂层350之后向第一捕捉剂层340方向的流通被限制,选择性地向第二分支路径330流动。因此,提取溶剂从第二分支路径330向第一路径710流动,被第二回收容器730回收。此时,提取溶剂将吸附于第二捕捉剂层350的单邻位取代PCBs及非DL-PCBs溶解,作为这些PCBs的提取溶液而被第二回收容器730回收。在此得到的提取溶液由于在干燥工序中从第二捕捉剂层350除去展开溶剂,因此展开溶剂的混入较少。
在提取动作1中,利用第三加热装置370对第二捕捉剂层350进行加热,因此,能利用少量的提取溶剂有效地提取由第二捕捉剂层350捕捉的上述PCBs。例如,将向溶质捕捉柱300供给的提取溶剂的流速设定为0.1~1.0mL/分钟时,能利用0.5~1.5mL左右的提取溶剂提取上述PCBs。
在提取动作1之后,控制装置使泵931停止而将提取动作1中的各部的设定状况如下那样改变(参照图9)之后,使泵931工作而执行如下的提取动作(提取动作2)。
夹管阀720:闭锁
第四阀750:将第二路径740与第二供气路径820连通
夹管阀620:开放
第三阀650:将第二路径640与开放路660连通
在提取动作2中,如图9所示,利用泵931从第二溶剂容器951吸引的提取溶剂与提取动作1的情况同样地向溶质捕捉柱300内供给。由于第一阀510处于闭锁状态、且第二通气路径700处于与大气系统的连通被隔断的状态,因此供给至溶质捕捉柱300内的提取溶剂通过第二捕捉剂层350之后向第二分支路径330的流通被限制,而通过第一捕捉剂层340选择性地向第一分支路径320流动。因此,提取溶剂从第一分支路径320向第一路径610流动,被第一回收容器630回收。此时,提取溶剂将包含由第一捕捉剂层340捕捉的非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs的二噁英群溶解,作为这些二噁英群的提取溶液而被第一回收容器630回收。在此得到的提取溶液由于在干燥工序中从第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350除去展开溶剂,因此,展开溶剂的混入较少。
在提取动作2中,由于利用第二加热装置360对第一捕捉剂层340进行加热,因此,能利用少量的提取溶剂有效地提取由第一捕捉剂层340捕捉的上述二噁英类。例如将向溶质捕捉柱300供给的提取溶剂的流速设定为0.1~1.0mL/分钟时,能利用0.5~1.5mL左右的提取溶剂提取上述二噁英类。
利用以上的提取工序,能分别得到在第二回收容器730中回收的PCBs的提取溶液、即单邻位取代PCBs的分析用试料和在第一回收容器630中回收的二噁英类的提取溶液、即非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs的分析用试料。
在提取动作1~2的提取工序之后,控制装置使泵931停止,执行溶质捕捉装置100的清洗工序。在该工序的最初的动作(清洗动作1)中,控制装置将各部的设定从提取动作2的状态如下那样改变(参照图10)之后,使泵931时间地动作。
五通阀910:将连通路径930与溶剂回收路径970连通
四通阀920:将大气导入路960与连通路径930连通
第三阀650:将第二路径640与第一供气路径810连通
夹管阀620:闭锁
在清洗动作1中,如图10所示,瞬间进行动作的泵931从大气导入路960吸引大气,将该空气从连通路径930向溶剂回收路径970输送。由此,残留于连通路径930内的提取溶剂被向溶剂回收路径970挤出,被废弃溶剂容器971回收。
在清洗动作1之后,控制装置使泵931停止而与干燥动作2同样地设定各部的设定状况(参照图4)之后,使泵931工作而执行如下的清洗动作(清洗动作2)。在此,从大气导入路960吸引的空气与干燥动作2的情况同样地流动,从第一分支路径320向溶质捕捉柱300内供给,通过第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350之后经由导入路570而从废液路580排出。此时,残留于第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的提取溶剂被通过的空气挤出,与通过的空气一起从废液路580排出。
在清洗动作2之后,控制装置使泵931停止而与干燥动作3同样地设定各部的设定状况(参照图5)之后,使泵931工作而执行如下的清洗动作(清洗动作3)。在此,从大气导入路960吸引的空气与干燥动作3的情况同样地流动,从第一分支路径320及第二分支路径330向溶质捕捉柱300内供给,通过第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350之后经由导入路570而从废液路580排出。此时,残留于第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350的提取溶剂被通过的空气挤出,与通过的空气一起从废液路580排出。
在清洗动作3之后,控制装置使泵931停止而与准备工序1同样地设定各部的设定状况(参照图6)之后,使泵931工作而执行如下的清洗动作(清洗动作4)。在此,从第二溶剂容器951吸引的提取溶剂在第二流路950、连通路径930及溶剂回收路径970中流动而被废弃溶剂容器971回收,因此,第二流路950及连通路径930被提取溶剂充满。
在清洗动作4之后,控制装置使泵931停止而将各部的设定状况如下那样改变(参照图11),再次使泵931短时间工作而执行如下的清洗动作(清洗动作5)。
五通阀910:将连通路径930与第二供给路径550连通
第二阀560:将第二供给路径550与导入路570连通
夹管阀620:开放
第三阀650:将第二路径640与开放路660连通
夹管阀720:开放
第四阀750:将第二路径740与开放路760连通
在清洗动作5中,利用泵931从第二溶剂容器951吸引的提取溶剂在第二流路950、连通路径930及第二供给路径550中流动,经由第二阀560而从导入路570向溶质捕捉柱300流动。但是,泵931的工作时间为短时间,因此,提取溶剂由于压损而难以通过第二捕捉剂层350,积存至充满导入路570的程度。其结果是,第二阀560被提取溶剂清洗。
在清洗动作5之后,控制装置使泵931停止,与清洗动作1同样地设定各部的设定状况(参照图10)之后,使泵931瞬间工作而执行如下的清洗动作(清洗动作6)。在此,从大气导入路960吸引的空气从连通路径930向溶剂回收路径970流动,将连通路径930及溶剂回收路径970内的提取溶剂向废弃溶剂容器971挤出。
在清洗动作6之后,控制装置使泵931停止而与干燥动作2同样地设定各部的设定状况(参照图4)之后,使泵931瞬间工序而执行如下的清洗动作(清洗动作7)。在此,与干燥动作2时同样地从大气导入路960吸引的空气通过第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350,经由导入路570而向废液路580流动。其结果是,导入路570内的提取溶剂被向废液路580挤出。
在清洗动作7之后,控制装置使泵931停止而干燥动作3同样地设定各部的设定状况(图5参照)之后,使泵931瞬间工作而执行如下的清洗动作(清洗动作8)。在此,与干燥动作3时同样地从大气导入路960吸引的空气通过第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350,经由导入路570而向废液路580流动。其结果是,在清洗动作7之后,残留于导入路570及第二阀560的提取溶剂被更可靠地向废液路580挤出。
清洗动作5~7可以反复多次。在该情况下,能提高第二阀560的清洗效果。
在由清洗动作1~7构成的清洗工序结束之后,溶质提取装置100若更换新的精制柱200、溶质捕捉柱300、第一通气路径600的第一路径610及第一回收容器630、第二通气路径700的第一路径710及第二回收容器730以及导入路570,则可以用于自其他的二噁英类溶液提取二噁英类。
使用溶质提取装置100获得的两种分析用试料分别适用于二噁英类的分析。作为分析方法,根据使用的提取溶剂的种类,通常可以使用GC-HRMS、GC-MSMS、GC-QMS或离子陷阱GC/MS等的GC/MS法或GC/ECD法等气体色谱法或生物测定法。
在单邻位取代PCBs的分析用试料的分析中,该分析用试料实质上不包括含有非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs的二噁英群,因此,不受这些二噁英群的影响而能高精度地使单邻位取代PCBs定量。另外,该分析用试料包含单邻位取代PCBs以及非DL-PCBs,因此,能同时高精度地对二噁英类溶液所含有的非DL-PCBs进行定量。例如,在欧盟(EU)的食品限制基准(COMMISSION REGULATION(EU)No1259/2011)中,作为牛肉、猪肉等食用肉以及鸡蛋等食品中所含有的有害物质的分析对象,确定二噁英类以及规定的非DL-PCBs(IUPAC号为#28、#52、#101、#138、#153及#180的、氯数为3~7的六种PCBs),但这些PCBs能通过该分析用试料的分析进行定量。
另一方面,在非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs的分析用试料的分析中,该分析用试料实质上不包含单邻位取代PCBs及非DL-PCBs,因此不受这些PCBs的影响而能高精度地对非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs进行定量。
其他实施方式
(1)在上述的实施方式中使用的精制柱200,在精制层230中,以位于导入部211侧的方式配置有硝酸银硅胶层231,但能将硝酸银硅胶层231与硫酸硅胶层233的顺序交换。
但是,在将硝酸银硅胶层231与硫酸硅胶层233交换的情况下,氯数少的非DL-PCBs与硫酸硅胶层233发生反应,可能导致在分析用试料中氯数少的非DL-PCBs的回收率降低。因此,在需要与二噁英类一起对非DL-PCBs、特别是氯数少的非DL-PCBs进行分析的情况下(例如在利用EU的食品限制基准对食品的二噁英类进行分析的情况下),在精制层230中,优选以硝酸银硅胶层231位于导入部211侧的方式进行配置。
(2)在上述的实施方式中说明的精制柱200,在精制层230可以省略第一硅胶层232及第二硅胶层234。
(3)上述的实施方式涉及的溶质提取装置100具备用于对精制柱200进行加热的第一加热装置250、用于对溶质捕捉柱300进行加热的第二加热装置360及第三加热装置370,但这些加热装置可以省略。
(4)在上述的实施方式中,在溶质捕捉柱300中,填充第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350这两个捕捉剂层,但用于捕捉溶质的捕捉剂层也可以与第一捕捉剂层340及第二捕捉剂层350同样地设有间隙地填充三个以上的多段。在该情况下,溶质捕捉柱在捕捉剂层之间的间隙部分分别设置分支路径,在各分支路径安装与上述的实施方式中的第一通气路径600及第二通气路径700同样的通气路径。而且,在溶质提取装置100的动作的各工序中,模仿上述的实施方式地控制各分支路径与大气系统的连通,能分别回收来自所对应的捕捉剂层的提取溶剂。
(5)在上述的实施方式中,在溶质捕捉柱300中,使用由不同的材料构成的捕捉剂来形成多个捕捉剂层,但也可以将各捕捉剂层利用由相同材料构成的捕捉剂形成。
例如,在与上述的实施方式相同地从二噁英类溶液中提取二噁英类的情况下,作为捕捉剂,使用具有二噁英类整体的捕捉能力的捕捉剂(例如将活性炭、石墨碳、硅胶、氧化铝、根皮苷、沸石或多孔质树脂或类似的材料作为母材而担载过渡金属等而成的物质等)。这样,未被最初的捕捉剂层捕捉而通过的二噁英类能用以后的捕捉剂层依次捕捉,因此,能抑制二噁英类与展开溶剂一起流失,能提高二噁英类整体的回收率。
在该情况下,能利用提取溶剂分别地提取由各捕捉剂层捕捉的二噁英类,将各提取溶液合在一起后进行分析。因此,在利用高分辨率GC/MS法的定量分析中,由于二噁英类的种类之间的影响,二噁英类的个别种类的分析结果可能缺少可靠性,但使用GC-TOFMS作为GC/MS法时,对于各种二噁英类混合的提取液也能高精度地对二噁英类的个别种类进行分析。
需要说明的是,在多个捕捉剂层由相同的捕捉剂形成的情况下,通过对捕捉剂层的数量以及展开溶剂的种类、供给速度等进行设计,能利用多个捕捉剂层按种类展开二噁英类,因此,在该情况下能对二噁英类进行区分地提取。这在多个捕捉剂层的一部分使用不同的捕捉剂形成的情况下也同样。
(6)在上述的实施方式中,以从二噁英类溶液中提取二噁英类的情况为例进行了说明,但本发明的溶质提取装置在从二噁英类溶液以外的溶液提取溶质的情况也能同样地利用。二噁英类溶液以外的溶液也可以包含多个溶质。在该情况下,根据溶液的状态等,也可以不使用用于从溶液中除去夹杂成分的精制柱,而对于溶质捕捉柱直接供给展开溶剂。
在该情况下,通过适当选择用于形成在溶质捕捉柱填充的多个捕捉剂层的捕捉剂的种类,能对溶质进行区分地提取或提高溶质整体的回收率。
实验例
在以下的实验例中,使用下述的鱼油试料作为二噁英类溶液,从该鱼油试料中提取二噁英类。该实验例并不限定本发明。
鱼油试料:
对于利用日本工业规格JISK0311(2005)记载的方法确认了实质上不含有二噁英类的鱼油(Sigma-Aldrich Japan社的商品名“Fish oil,frommenhaden”),添加二噁英类标准物质(Wellington Laboratories社的商品名“DF-LCS-A”)及PCBs标准物质(Wellington Laboratories社的商品名“PCB-LCS-A1”)而成的试料。鱼油包含微量的PCDE作为夹杂成分。二噁英类标准物质包含被标记了13C12的PCDDs、PCDFs及DL-PCBs。PCBs标准物质包含氯数为1~8的、被标记了13C12的如下的八种8非DL-PCBs(括弧内为IUPA号)。
13C12-4-MoCB(#3)
13C12-4,4’-DiCB(#15)
13C12-2,4,4’-TrCB(#28)
13C12-2,2’,5,5’-TeCB(#52)
13C12-2,3’,4,4’,5-PeCB(#118)
¨C12-2,2’,4,4’,5,5’-HxCB(#153)
13C12-2,2’,3,4,4’,5,5’-HpCB(#180)
13C12-2,2’,3,3’,4,4’,5,5’-OcCB(#194)
这八种非DL-PCBs包含EU的食品限制对象的#28、#52、#101、#138、#153及#180的六种PCBs异构体(氯数为3~7的PCBs异构体)中的、#28、#52、#153及#180这四种异构体,但不包含#101(氯数5)及#138(氯数6)这两种异构体。但是,EU的食品限制容许代替对象的异构体而将相同氯数的其他异构体作为测定对象,上述八种非DL-PCBs包含氯数分别与#101及#138相同的#118及#153,因此,实质上包含成为EU的食品限制对象的六种PCBs。
在以下的实验例中,填充于精制柱中的精制剂及填充于溶质捕捉柱中的捕捉剂如下所述。
<精制柱>
硝酸银硅胶层:
使用如下调制成的硝酸银硅胶:对于100g的活性硅胶(关东化学株式会社制),添加了在30mL的蒸留水中溶解有11.2g的硝酸银(和光纯药工业株式会社制)而成的全部水溶液并均匀地混合之后,使用旋转蒸发器在减压下将该活性硅胶加热至70℃而干燥,从而调制成。
硫酸硅胶层:
使用对于100g的活性硅胶(关东化学株式会社制)均匀地添加了78.7g的浓硫酸(和光纯药工业株式会社制)之后进行干燥而调制成的硫酸硅胶。
<溶质捕捉柱>
含活性炭的硅胶层:
使用对于活性硅胶(关东化学株式会社制)添加活性炭(KurarayChemical株式会社的商品名“Kuraray-coal PK-DN”)并均匀地混合而得到的含活性炭的硅胶。
含石墨的硅胶层:使用对于活性硅胶(关东化学株式会社制)添加石墨(Sigma-Aldrich Japan社的商品名“ENVI-Carb”)并均匀地混合而得到的含石墨的硅胶。
氧化铝层:
使用Merck社制的商品名“Aluminium Oxide90active basic-(activitystageI)for column chromatography”(粒径0.063~0.200mm)。
实验例1~4
使用图1所示的、溶质捕捉装置从鱼油试料中提取二嗯英类,并对该二嗯英类进行分析。在溶质提取装置中使用的精制柱及溶质捕捉柱的规格如下所述。
<精制柱>
在设定为外径18.5mm、内径12.5mm、长度200mm的管体内,如图1所示,在8.5g的硫酸硅胶(填充高度80mm)上层叠4.4g的硝酸银硅胶(填充高度60mm)而形成(省略了第一硅胶层及第二硅胶层的层叠)。
<溶质捕捉柱>
在设定为外径8mm、内径6mm、长度30mm的管体内,如图1所示,通过填充0.25g的含石墨的硅胶(填充高度25mm)及0.065g的含活性炭的硅胶(填充高度5mm)而形成第一捕捉剂层,而且通过填充0.77g的氧化铝(填充高度30mm)而形成第二捕捉剂层。含活性炭的硅胶所含有的活性炭的比例、含石墨的硅胶所含有的石墨的比例及第一捕捉剂层中的含活性炭的硅胶层与含石墨的硅胶层的层叠比(体积比)如表1所述。
在二嗯英类的提取操作中,向精制柱的硝酸银硅胶层添加约4mL的鱼油试料溶液,将精制柱内的精制层加热至60℃。然后,对于精制柱从硝酸银硅胶层侧逐渐供给85mL的n-己烷,使该n-己烷通过精制柱和溶质捕捉柱。在n-己烷通过了溶质捕捉柱之后,使空气通过而对第一捕捉剂层及第二捕捉剂层进行干燥处理。然后,将第一捕捉剂层及第二捕捉剂层加热至90℃之后,从第二捕捉剂层侧向溶质捕捉柱内供给甲苯1.0mL,将通过了第二捕捉剂层的甲苯通过第二分支路径回收而获得第一提取溶液。接着,从第二捕捉剂层侧向溶质捕捉柱内供给甲苯1.5mL,将依次通过了第二捕捉剂层及第一捕捉剂层的甲苯通过第一分支路径回收而获得第二提取溶液。从鱼油试料的添加到获得第二提取溶液所需要的时间为约两小时。这在后述的实验例5中也是同样的。
分别利用HRGC/HRMS法对第一提取溶液及第二提取溶液个别地进行定量分析,算出二嗯英类及非DL-PCBs的回收率。结果示于表2中。
实验例5
在精制柱中,除了硝酸银硅胶层与硫酸硅胶层的层叠顺序相反及不对精制柱进行加热而维持为室温(20℃)这一点之外,与实验例4同样地提取鱼油试料所含有的二噁英类,获得第一提取溶液及第二提取溶液。然后,分别利用HRGC/HRMS法分别地对第一提取溶液及第二提取溶液进行定量分析,算出二噁英类及非DL-PCBs的回收率。结果示于表2中。
[表1]
表1
*1:含活性炭的硅胶所含有的活性炭的比例
*2:含石墨的硅胶所含有的石墨的比例
*3∶含活性炭的硅胶层(A)与含石墨的硅胶层(B)的体积比(A:B)
[表2]
表2
根据表2,第二提取溶液以高回收率包含PCDDs、PCDFs及非邻位取代PCBs。另一方面,第一提取溶液以高回收率包含单邻位取代PCBs。该结果表示,在实验例1~5中,能够将包含非邻位取代PCBs、PCDDs及PCDFs的二噁英群从单邻位取代PCBs高精度地分离。
另外,根据表2,在实验例1~5中获得的第一提取溶液以EU的食品限制中的适当范围的回收率(60~120%)包含EU的食品限制对象的非DL-PCBs,能与单邻位取代PCBs一起对EU的食品限制对象的非DL-PCBs进行定量分析。
第二提取溶液由于在利用HRGC/HRMS法的定量中未发现PCDE引起的实质的干扰峰,因此认为能有效地分离PCDE。
本发明可以在不脱离其精神或主要的特征的范围内以各种形式实施。因此,上述的实施方式或实施例的所有点只不过是例示,并不做限定性地解释。本发明的范围由权利要求公开,丝毫不局限于说明书。而且,属于与权利要求等同意义范围的变形、变更均在本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种溶质提取装置,用于从溶液中提取溶质,其中,
具备:
溶质捕捉柱,其在一端具有注入部且在另一端具有排出口,并将能够捕捉所述溶质的多个捕捉剂层以设有间隙的方式填充,该注入部具备所述溶液的注入口;
第一供给装置,其用于对所述溶质捕捉柱供给用于使所述溶质在所述溶质捕捉柱内展开的展开溶剂;
第二供给装置,其用于对所述溶质捕捉柱供给所述溶质的提取溶剂,
所述溶质捕捉柱具有从所述注入部及所述间隙分别延伸的、用于使来自所述第二供给装置的所述提取溶剂流通的分支路径,
所述第二供给装置在其动作时,对于从所述提取溶剂的供给侧依次选择的所述分支路径的一个能够设定为使所述提取溶剂流通,并且对于其他的所述分支路径及所述注入口能够设定为隔断所述提取溶剂的流通,在第一供给装置的动作时,能够设定为隔断所述展开溶剂向所述分支路径的流通。
2.根据权利要求1所述的溶质提取装置,其中,
多个所述捕捉剂层的至少一个由不同的捕捉剂形成。
3.根据权利要求1所述的溶质提取装置,其中,
多个所述捕捉剂层由相同的捕捉剂形成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的溶质提取装置,其中,
所述第二供给装置具有能开闭的通气路径,该通气路径与所述分支路径分别连通且具有所述提取溶剂的回收容器,通过所述通气路径的开闭来控制所述分支路径的各自的所述提取溶剂或所述展开溶剂的流通。
5.根据权利要求4所述的溶质提取装置,其中,
所述通气路径中,所述分支路径与所述回收容器之间的路径由柔软的材料构成且具有夹管阀。
6.根据权利要求1所述的溶质提取装置,其中,
所述第二供给装置能够从所述排出口对所述溶质捕捉柱供给所述提取溶剂。
7.根据权利要求1所述的溶质提取装置,其中,
该溶质提取装置还具备用于通过所述分支路径对所述溶质捕捉柱供给气流的供气装置。
8.根据权利要求1所述的溶质提取装置,其中,
所述溶液是二噁英类的脂肪族烃溶剂溶液,
多个所述捕捉剂层能够捕捉所述二噁英类。
9.根据权利要求8所述的溶质提取装置,其中,
所述溶质捕捉柱具备从所述注入部侧将含活性炭的硅胶与含石墨的硅胶依次层叠而成的第一捕捉剂层和配置在所述第一捕捉剂层的含石墨的硅胶侧且包含氧化铝的第二捕捉剂层。
10.根据权利要求8或9所述的溶质提取装置,其中,
该溶质提取装置还具备精制柱,该精制柱在一端具有所述脂肪族烃溶剂溶液的导入部且另一端与所述溶质捕捉柱的所述注入口连通,并填充有用于捕捉所述脂肪族烃溶剂溶液所含有的夹杂成分的精制层,
所述第一供给装置以经由所述精制柱而向所述溶质捕捉柱供给所述展开溶剂的方式与所述导入部连通。
11.根据权利要求10所述的溶质提取装置,其中,
所述精制层是包含硝酸银硅胶层和硫酸硅胶层的层叠体。
12.根据权利要求11所述的溶质提取装置,其中,
所述层叠体在所述导入部侧具有所述硝酸银硅胶层。
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