CN107080973A - 一种滴管固相萃取装置和方法以及该装置的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滴管固相萃取装置，包括动力装置和固相萃取容器，所述滴管固相萃取装置应用于非水介质固相萃取，所述固相萃取容器的制作材料为玻璃，所述固相萃取容器中盛装的溶剂为非极性或弱极性溶剂，所述动力装置设在固相萃取容器的上方，通过挤压动力装置实现所述固相萃取容器内的固相萃取。本发明还包括一种滴管固相萃取方法和一种滴管固相萃取装置的制备方法和应用。本发明利用玻璃容器作为固相萃取容器，有效规避了传统塑料容器在进行非水介质萃取时塑化剂的干扰。

Description

一种滴管固相萃取装置和方法以及该装置的制备方法
技术领域
本发明涉及样品预处理技术领域，尤其涉及一种滴管固相萃取装置和方法以及该装置的制备方法。
背景技术
小型化固相萃取技术，如吸头固相萃取、注射器固相萃取等，具有操作简单、快速、样品用量小等特点，在样品预处理领域有着良好应用前景。然而，现有小型化固相萃取装置大都以吸头、注射器等塑料制品为萃取装置容器，萃取实验用到的有机溶剂容易从塑料表面溶解塑化剂等物质进如萃取体系，干扰分析测试。例如，实验表明，在萃取原油中酸性物质时使用塑料制品，会引入大量的软脂酸、硬脂酸等塑化剂干扰物。另一方面，在非水介质萃取实验中，由于非极性溶剂或弱极性溶剂流过塑料表面的阻力较大，塑料吸头固相萃取装置中的吸附床在溶液冲刷时容易松动直至被冲垮。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种小型化、滴管固相萃取装置和方法以及该装置的制备方法。
本发明的实施例提供一种滴管固相萃取装置，包括动力装置和固相萃取容器，所述滴管固相萃取装置应用于非水介质固相萃取，所述固相萃取容器的制作材料为玻璃，所述固相萃取容器中盛装的溶剂为非极性或弱极性溶剂，所述动力装置设在固相萃取容器的上方，通过挤压动力装置实现所述固相萃取容器内的固相萃取。
进一步，所述固相萃取容器包括第一连接管和第二连接管，所述第二连接管设在所述第一连接管的下端，并与所述第一连接管一体成型，所述第一连接管和所述第二连接管的连接处的内部设有一吸附床，所述吸附床填满所述第一连接管和所述第二连接管的连接处的内部空间，所述吸附床的长度可调节，所述第一连接管的上端连接动力装置，所述动力装置与所述第一连接管的上端密封，所述动力装置驱动所述第一连接管和所述第二连接管内的气体排出，停止驱动所述动力装置，所述第二连接管吸取待萃取的溶液，待萃取的溶液经所述吸附床萃取后进入所述第一连接管，再次驱动所述动力装置，待萃取的溶液经所述吸附床二次萃取后排入第二连接管，待萃取溶液中的待测物质即吸附在所述吸附床中。
进一步，所述吸附床的长度为2-20mm，所述吸附床包括填料层、第一过滤层和第二过滤层，所述填料层设在第一过滤层和第二过滤层的中间，所述第一过滤层设在填料层的下方。
进一步，所述填料层中的填料为颗粒吸附剂或纤维吸附剂，所述第一过滤层和第二过滤层的材料为棉花，所述颗粒吸附剂的粒径为10-200μm，所述纤维吸附剂的截面直径为10-100μm。
进一步，所述动力装置为胶帽，所述第一连接管和第二连接管内的气体通过挤压胶帽排出。
进一步，所述第一连接管的长度为6-20cm，所述第二连接管的长度为3-10cm，所述第一连接管为直管，所述第二连接管为直管或弯管，所述第一连接管下端的内径与第二连接管上端的内径相一致，所述第二连接管上端的内径大于所述第二连接管下端的内径。
一种滴管固相萃取方法，包括以下步骤：
(1)动力装置工作将第一连接管和第二连接管内的气体排出，将第二连接管的下端插入待萃取的溶液中；
(2)停止驱动所述动力装置，待萃取的溶液进入第二连接管，并经吸附床萃取后进入第一连接管；
(3)驱动所述动力装置，待萃取的溶液经吸附床二次萃取后排入第二连接管；
(4)根据实际情况重复步骤(2)和步骤(3)以保证待测物质充分吸附于吸附床；
(5)将第二连接管的下端插入清洗溶液中，重复步骤(2)和步骤(3)，即去除待测物质中的杂质；
(6)将第二连接管的下端插入解吸溶液中，重复步骤(2)和步骤(3)，即吸附在吸附床中待测物质解吸。
一种滴管固相萃取装置的制备方法，包括以下步骤：
(1)将第一过滤层填入第一连接管和第二连接管的连接处，并压实，再在第一过滤层的上方填入填料层，并压实，再在填料层的上方填入第二过滤层，并压实；
(2)在第一连接管的上端连接动力装置，并将动力装置和第一连接管的连接处密封，即，制得滴管固相萃取装置。
进一步，所述步骤(1)中，压实通过细玻璃棒捣实，所述细玻璃棒的截面直径小于所述第一连接管的内径，所述细玻璃棒的截面直径为1.5-3mm，所述填料层中的填料为颗粒吸附剂或纤维吸附剂，所述颗粒吸附剂的用量为1-30mg，所述纤维吸附剂的用量为1-50mg，所述第一过滤层和第二过滤层的材料为棉花，所述棉花的用量均为1-5mg。
一种滴管固相萃取装置的应用，所述滴管固相萃取装置应用于原油样品的前处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明一次操作可以有效实现两次萃取平衡，萃取率和萃取效率大大提高；
2、本发明所述的滴管固相萃取装置采用玻璃材质的萃取装置容器，无塑化剂等塑料来源的有机溶剂可溶物干扰；
3、本发明所述的滴管固相萃取装置的吸附床在有机溶剂冲刷时更加稳定，非极性或弱极性有机溶剂流过玻璃表面时的阻力较小；
4、本发明所述的滴管固相萃取操作简便、快速、样品和溶剂用量少，无需电设备辅助，适用于野外现场制样。
5、本发明所述的滴管固相萃取装置适用范围广，特别适用于非水介质萃取，例如原油、食用油、挥发油等样品的分离分析。
附图说明
图1为本发明一种滴管固相萃取装置的一示意图。
图2为本发明一种滴管固相萃取方法的一流程图。
图3为本发明一萃取效率的一对比图。
图4为本发明一萃取效率的另一对比图。
图5为本发明一萃取效率的另一对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例1
请参考图1，本发明的实施例提供了一种滴管固相萃取装置，包括动力装置4和固相萃取容器10，所述滴管固相萃取装置应用于非水介质固相萃取，所述固相萃取容器10的制作材料为玻璃，所述固相萃取容器10中盛装的溶剂为非极性或弱极性溶剂，所述动力装置4设在固相萃取容器10的上方，通过挤压动力装置4实现所述固相萃取容器10内的固相萃取。本装置采用玻璃作为固相萃取容器10的制作材料，使本装置在固相萃取过程中能有效规避非水介质萃取时塑化剂的干扰，例如：样品为石油样品时，萃取过程主要用到非极性或弱极性溶剂，这些溶剂很容易从塑料器皿表面溶解下来塑化剂等有机可溶物。
固相萃取容器10包括第一连接管1和第二连接管2，所述第二连接管2设在所述第一连接管1的下端，并与所述第一连接管1一体成型，所述第一连接管1和第二连接管2均为玻璃管，所述第一连接管1的长度优选为6-20cm，所述第二连接管2的长度优选为3-10cm，所述第一连接管1为直管，所述第二连接管2为直管或弯管，所述第一连接管1下端的内径与第二连接管2上端的内径相一致，所述第二连接管2上端的内径大于所述第二连接管2下端的内径。
第一连接管1和所述第二连接管2的连接处的内部设有一吸附床3，所述吸附床3填满所述第一连接管1和所述第二连接管2的连接处的内部空间，所述吸附床3的长度可调节，在一实施例中，所述吸附床3的长度优选为2-20mm，所述吸附床3包括填料层31、第一过滤层32和第二过滤层33，所述填料层31设在第一过滤层32和第二过滤层33的中间，所述第一过滤层32设在填料层31的下方。在一实施例中，所述填料层31中的填料为颗粒吸附剂或纤维吸附剂，所述第一过滤层32和第二过滤层33的材料为棉花，所述颗粒吸附剂的粒径优选为10-200μm，所述纤维吸附剂的截面直径优选为10-100μm。
第一连接管1的上端连接动力装置4，所述动力装置4与所述第一连接管1的上端密封，所述动力装置4优选为胶帽。
动力装置4驱动所述第一连接管1和所述第二连接管2内的气体排出，在一实施例中，所述第一连接管1和第二连接管2内的气体通过挤压胶帽排出，停止驱动所述动力装置4，所述第二连接管2吸取待萃取的溶液，待萃取的溶液经所述吸附床3萃取后进入所述第一连接管1，再次驱动所述动力装置4，待萃取的溶液经所述吸附床3二次萃取后排入第二连接管1，待萃取溶液中的待测物质即吸附在所述吸附床3中。
请参考图2，一种滴管固相萃取方法，包括以下步骤：
(1)驱动所述动力装置4将第一连接,1和第二连接管2内的气体排出，将第二连接管2的下端插入待萃取的溶液中；待萃取溶液的体积为1mL，待萃取溶液的溶剂为正己烷；
(2)停止驱动所述动力装置4，待萃取的溶液进入第二连接管2，并经吸附床3萃取后进入第一连接管1；
(3)驱动所述动力装置4，待萃取的溶液经吸附床3二次萃取后排入第二连接管2；
(4)根据实际情况重复步骤(2)和步骤(3)以保证待测物质充分吸附于吸附床。
(5)将第二连接管2的下端插入清洗溶液中，重复步骤(2)和步骤(3)，即去除待测物质中的杂质；清洗溶液的体积为1mL，清洗溶液的溶剂为正己烷/二氯甲烷，所述正己烷和二氯甲烷的体积比为1:1；
(6)将第二连接管2的下端插入解吸溶液中，重复步骤(2)和步骤(3)，即吸附在吸附床3中待测物质解吸，解吸溶液的体积为100μL，解吸溶液的溶剂为乙酸乙酯/三氟乙酸，所述乙酸乙酯和三氟乙酸的体积比为99:1。
一种滴管固相萃取装置的制备方法，包括以下步骤：
(1)将第一过滤层32填入第一连接管1和第二连接管2的连接处，并压实，再在第一过滤层32的上方填入填料层31，并压实，再在填料层31的上方填入第二过滤层33，并压实；压实通过细玻璃棒(图中未示出)捣实，所述细玻璃棒的截面直径小于所述第一连接管的内径，所述细玻璃棒的截面直径为1.5-3mm，所述填料层31中的填料为颗粒吸附剂或纤维吸附剂，所述颗粒吸附剂的用量为1-30mg，所述纤维吸附剂的用量为1-50mg，所述第一过滤层32和第二过滤层33的材料为棉花，所述棉花的用量均为1-5mg。
(2)在第一连接管1的上端连接动力装置4，并将动力装置4和第一连接管1的连接处密封，即，制得滴管固相萃取装置。
一种滴管固相萃取装置的应用，所述滴管固相萃取装置应用于原油样品的前处理，即原油中酸性物质的萃取。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于，第一连接管1的长度优选为4cm，所述第二连接管2的长度优选为8cm，所述颗粒吸附剂的用量为20mg，所述棉花的用量均为2mg。余则与实施例1基本相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于，第一连接管1的长度优选为7cm，所述第二连接管2的长度优选为18cm，所述纤维吸附剂的用量为20mg，所述棉花的用量均为4mg。余则与实施例1基本相同。
向上述所得解吸溶液中加入10μL硅烷化衍生化试剂(N-叔丁基二甲基甲硅烷基-N-甲基三氟乙酰胺，MTBSTFA)，室温下振荡5min后进行气相色谱-质谱分析。
图3为本发明中填料层31中的填料为氨基硅胶滴管和棉花功能化滴管的萃取效率对比图。结果表明，本发明的萃取效果明显较好，这是由于氨基硅胶表面吸附石油酸的有效位点远大于棉花表面。图4为本发明上样次数对本发明中填料层31中的填料为氨基硅胶滴管萃取效率的影响结果图，图5为解吸次数对氨基硅胶滴管萃取效率的影响结果图。结果表明，10次吸取/推出次数对于上样和解吸均可满足实验需求；通过统计，整个萃取过程包括吸附、清洗、解吸耗时约为3min。考察了氨基硅胶功能化滴管的制备重现性，结果表明，不同批次间相对标准偏差(RSD)低于8.5％，制备方法重现性好。考察了方法学，线性相关系数大于0.9983，检出限为2～6ng/g，定量限为6～20ng/g，相对回收率为79％～115％，日内和日间RSD分别低于12.3％和12.4％，方法准确、可靠。
本发明一次操作可以有效实现两次萃取，萃取率和萃取效率大大提高；本发明所述的滴管固相萃取装置采用玻璃材质的萃取装置容器，无塑化剂等塑料来源的有机溶剂可溶物干扰；本发明所述的滴管固相萃取装置的吸附床在有机溶剂冲刷时更加稳定，非极性或弱极性有机溶剂流过玻璃表面时的阻力较小；本发明所述的滴管固相萃取操作简便、快速、样品和溶剂用量少，无需电设备辅助，适用于野外现场制样；本发明所述的滴管固相萃取装置适用范围广，特别适用于非水介质萃取，例如原油、食用油、挥发油等样品的分离分析。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滴管固相萃取装置，其特征在于，包括动力装置和固相萃取容器，所述滴管固相萃取装置应用于非水介质固相萃取，所述固相萃取容器的制作材料为玻璃，所述固相萃取容器中盛装的溶剂为非极性或弱极性溶剂，所述动力装置设在固相萃取容器的上方，通过挤压动力装置实现所述固相萃取容器内的固相萃取。
2.根据权利要求1所述的滴管固相萃取装置，其特征在于，所述固相萃取容器包括第一连接管和第二连接管，所述第二连接管设在所述第一连接管的下端，并与所述第一连接管一体成型，所述第一连接管和所述第二连接管的连接处的内部设有一吸附床，所述吸附床填满所述第一连接管和所述第二连接管的连接处的内部空间，所述吸附床的长度可调节，所述第一连接管的上端连接动力装置，所述动力装置与所述第一连接管的上端密封，所述动力装置驱动所述第一连接管和所述第二连接管内的气体排出，停止驱动所述动力装置，所述第二连接管吸取待萃取的溶液，待萃取的溶液经所述吸附床萃取后进入所述第一连接管，再次驱动所述动力装置，待萃取的溶液经所述吸附床二次萃取后排入第二连接管，待萃取溶液中的待测物质即吸附在所述吸附床中。
3.根据权利要求2所述的滴管固相萃取装置，其特征在于，所述吸附床的长度为2-20mm，所述吸附床包括填料层、第一过滤层和第二过滤层，所述填料层设在第一过滤层和第二过滤层的中间，所述第一过滤层设在填料层的下方。
4.根据权利要求3所述的滴管固相萃取装置，其特征在于，所述填料层中的填料为颗粒吸附剂或纤维吸附剂，所述第一过滤层和第二过滤层的材料为棉花，所述颗粒吸附剂的粒径为10-200μm，所述纤维吸附剂的截面直径为10-100μm。
5.根据权利要求2所述的滴管固相萃取装置，其特征在于，所述动力装置为胶帽，所述第一连接管和第二连接管内的气体通过挤压胶帽排出。
6.根据权利要求2所述的滴管固相萃取装置，其特征在于，所述第一连接管的长度为6-20cm，所述第二连接管的长度为3-10cm，所述第一连接管为直管，所述第二连接管为直管或弯管，所述第一连接管下端的内径与第二连接管上端的内径相一致，所述第二连接管上端的内径大于所述第二连接管下端的内径。
7.一种滴管固相萃取方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)动力装置工作将第一连接管和第二连接管内的气体排出，将第二连接管的下端插入待萃取的溶液中；
(2)停止驱动所述动力装置，待萃取的溶液进入第二连接管，并经吸附床萃取后进入第一连接管；
(3)驱动所述动力装置，待萃取的溶液经吸附床二次萃取后排入第二连接管；
(4)根据实际情况重复步骤(2)和步骤(3)以保证待测物质充分吸附于吸附床；
(5)将第二连接管的下端插入清洗溶液中，重复步骤(2)和步骤(3)，即去除待测物质中的杂质；
(6)将第二连接管的下端插入解吸溶液中，重复步骤(2)和步骤(3)，即吸附在吸附床中待测物质解吸。
8.一种滴管固相萃取装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将第一过滤层填入第一连接管和第二连接管的连接处，并压实，再在第一过滤层的上方填入填料层，并压实，再在填料层的上方填入第二过滤层，并压实；
(2)在第一连接管的上端连接动力装置，并将动力装置和第一连接管的连接处密封，即，制得滴管固相萃取装置。
9.根据权利要求9所述的滴管固相萃取装置的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，压实通过细玻璃棒捣实，所述细玻璃棒的截面直径小于所述第一连接管的内径，所述细玻璃棒的截面直径为1.5-3mm，所述填料层中的填料为颗粒吸附剂或纤维吸附剂，所述颗粒吸附剂的用量为1-30mg，所述纤维吸附剂的用量为1-50mg，所述第一过滤层和第二过滤层的材料为棉花，所述棉花的用量均为1-5mg。
10.一种滴管固相萃取装置的应用，其特征在于，所述滴管固相萃取装置应用于原油样品的前处理。
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