CN109781877A - 一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶中挥发性成分的方法，包括如下步骤：(1)艾叶样品提取回流；(2)艾叶样品浓缩；(3)将步骤(2)浓缩后的待测样品利用GC‑MS进行分析。本发明自制一种带有固相萃取功能的索氏提取装置，该装置可在密闭条件下对样品进行分离提纯、浓缩，本发明无需像传统的分离提纯、浓缩需要多次转移、浓缩的操作步骤，大大提高了提取效率。

Description

一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成 分的方法

技术领域

本发明属于化学分析技术领域，特别涉及一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法。

背景技术

烟用香精配方是卷烟行业的核心技术，能改善卷烟的口感，对突出烟草风格具有重要的作用。烟用香精添加剂中的挥发性和半挥发性成分通常是各种鉴定和质量控制方法中的被分析物，有效地提取和定性定量分析烟用香精中的挥发性和半挥发性成分，总结出该样品的色谱指纹图谱特征，就有可能得到在所有种类香精中代表其特有化学组分的指纹图谱，从而达到质量控制的目的；再者，鉴于香精添加剂挥发性成分对卷烟烟气成分的重大影响作用，对其进行分析可对卷烟生产企业日常调香工作开展起到一定的参考作用。因此，对烟用香精香料中挥发性成分进行准确的定性和定量分析具有非常重要的意义。

艾叶是重要的医药和香料工业原料，而利用艾叶制备的艾叶精油或浸膏，因其独特的香韵，又可用于日用或食用香精的调配。将艾叶浸膏或挥发油添加到烟叶中，可以在不影响卷烟燃烧的同时柔和卷烟烟气，降低卷烟杂气，赋予卷烟特殊的风味。关于艾叶浸膏或挥发油中的挥发性及半挥发性成分，目前常用的提取方法有：溶剂萃取法、水蒸汽蒸馏法、液相微萃取法、顶空液相微萃取法、分散液相微萃取法、顶空气相萃取法、热脱附法等。在这些方法中，液相微萃取法、顶空液相微萃取法、分散液相微萃取法、顶空气相萃取法、热脱附法只能实现定性和半定量分析，分析结果的重现性差。溶剂萃取法操作简单、经济实用、提取效率高。对固体物质的萃取,通常采用冷浸法或热浸法(索氏提取器)。前者是靠溶剂长期的浸润溶解从而将固体物质在溶剂中的可溶物质浸提出来。索氏提取是利用溶剂回流及虹吸原理,使固体物质每一次都能被纯的溶剂所萃取。但在萃取过程中大量杂质会随挥发性成分一起溶出，影响样品分析结果，而且在提取过程中很难避免挥发性成分损失。同时蒸馏萃取也存在某些欠稳定组分长期和热水反应会热分解，分析结果的重现性差。

综上所述，现有的方法均无法满足艾叶浸膏中挥发性及半挥发性成分准确分析和客观评价的要求。本发明采用新颖的带固相萃取的索氏提取装置，集萃取、净化和浓缩为一体，中途不用转移样品，密闭环境进行加热萃取，建立更准确、客观的艾叶浸膏挥发性及半挥发性成分分析方法，为艾叶浸膏质量控制提供了强有力的保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，其有效解决了提取艾叶挥发性成分时干扰大，回收率低的问题，并且无需多次提取、转移、浓缩等过程，整个样品前处理过程高效简便，保障了检测结果的准确性和精密度。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

本发明第一方面涉及一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，包括如下步骤：

(1)艾叶样品提取回流：在固相萃取柱9中加入硅胶颗粒，称取2～10g艾叶样品于样品筒8中，将样品筒8与固相萃取柱9密封连接，将色谱进样瓶与圆底烧瓶1的螺纹接口2密封连接，并在圆底烧瓶1中加入50～300mL的溶剂，将固相萃取柱9通过溶剂回流管6与第二接口4密封连接，将隔热导气管5与第一接口3密封连接，将三通转接管7的三个接口分别与样品筒8、密封冷凝管10和隔热导气管5密封连接，密封冷凝管10接通冷凝水，最后将烧瓶置于水浴锅中，75～80℃加热，冷凝回流2～4h；

(2)艾叶样品浓缩：待步骤(1)样品回流提取完毕后，切换三通阀13，使其与外界空气导通，不断挥发的溶剂通过三通阀13流出并回收，烧瓶1中的溶液不断被浓缩至溶剂挥发完毕；

(3)将步骤(2)浓缩后的待测样品利用GC-MS进行分析。

本发明优选的实施方案中，步骤(1)加入烧瓶1中的溶剂为乙酸甲酯或二氯甲烷。

本发明优选的实施方案中，步骤(1)还包括在在硅胶颗粒上面覆盖无水硫酸钠。

本发明优选的实施方案中，步骤(3)的分析条件为：

色谱条件：DB-5MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25um)；进样量1.0uL；柱流量1.0mL·min^-1；分流比：10：1；进样口温度260℃；程序升温条件：初始温度50℃，保持2min；再以5℃·min^-1速率升至220℃，再以10℃·min^-1速率升至250℃，保持10min；质谱条件：电子轰击离子源：E1；离子化电压：70eV；离子源温度：230℃；传输线温度：280℃；质量扫描范围50～350amu。

本发明第二方面涉及一种带固相萃取功能的索氏提取装置，包括如下部件：

烧瓶1，烧瓶1上设有第一接口3、第二接口4和螺纹接口2，烧瓶1通过第一接口3与隔热导气管5气流导通连接，隔热导气管5另一端与三通转接管7气流导通连接，三通转接管7的另外两个接口分别与密闭冷凝管10和样品筒8气流导通连接，密闭冷凝管10上设有泄压阀11，样品筒8远离三通转接管7的一端设有筛板12并与固相萃取柱9气流导通连接，固相萃取柱9的另一端通过溶剂回流管6与第二接口4气流导通连接，溶剂回流管6内设有三通阀13。

本发明优选的实施方案中，固相萃取柱9中容纳有硅胶颗粒。

本发明优选的实施方案中，螺纹接口2与色谱进样瓶15可拆卸连接。

本发明优选的实施方案中，隔热导气管5和溶剂回流管6采用软质材料，如PES；具有一定的伸缩性，方便操作过程中的组装连接。

本发明优选的实施方案中，样品筒8和固相萃取柱9为耐有机溶剂腐蚀的塑料材质，筛板12为塑料筛板或金属筛板，其余部件，例如烧瓶1、三通阀13以及密闭冷凝管10为玻璃材质。

本发明优选的实施方案中，密闭冷凝管10上设有泄压阀11，当加热回流时提取装置中压力过高时可自动泄压，防止压力过高对装置造成破坏。

本发明优选的实施方案中，固相萃取柱9装填了硅胶颗粒，在进行样品前处理使用前预装填好固相萃取柱9，样品前处理过程中直接使用。

本发明优选的实施方案中，溶剂回流管6内设置三通阀13，可切换溶剂流回烧瓶1或者流出到烧瓶1外，实现样品回流提取和浓缩的切换。

本发明优选的实施方案中，提取装置中所有接口连接处均采用夹紧装置夹紧，接口带有密封环，保证提取装置在使用过程中的密封性，同时保证在泄压阀泄压的压力范围内各接口不会漏气。

本发明中带固相萃取功能的索氏提取装置的工作过程如下：

样品分析时，在固相萃取柱9中加入硅胶颗粒，在样品筒8中装入称量好的样品，在样品上方覆盖一层无水硫酸钠(用于除去溶剂及管道内的水分)，将样品筒8与固相萃取柱9密封连接，在烧瓶1中加入回流提取的溶剂(二氯甲烷和内标物)，将固相萃取柱9通过溶剂回流管6与第二接口4密封连接，将隔热导气管5与第一接口3密封连接，将三通转接管7的三个接口分别与样品筒8、密封冷凝管10和隔热导气管5密封连接，密封冷凝管10接通冷凝水，最后将烧瓶置于水浴锅或油浴锅中加热冷凝回流。样品提取过程中，溶剂回流管6的三通阀13与第二接口4气流导通，挥发的溶剂将固相萃取柱9中所提取的待测样品回流至烧瓶1中，当样品提取完毕后，把三通阀13调整为与外界空气导通的状态，不断挥发的溶剂通过三通阀13流出并回收，此时烧瓶1中的溶液不断被浓缩直至溶剂蒸发完，即可进行色谱检测。

本发明有益效果：

1、本发明自制一种带有固相萃取功能的索氏提取装置，该装置可在密闭条件下对样品进行分离提纯、浓缩，本发明无需像传统的分离提纯、浓缩需要多次转移、浓缩的操作步骤，大大提高了提取效率。

2、本发明自制的提取装置采用全封闭的冷凝管，有效避免了提取溶剂的挥发损失，大大降低了样品前处理过程对实验室环境造成的污染；并且，密闭冷凝器带有泄压阀，压力过高时可自动泄压，有效避免了可能因压力过高对提取装置造成的损坏。

3、本发明自制的提取装置中在溶剂回流管中设置三通阀，通过切换阀门可直接切换样品回流提取和浓缩，整个操作流程不需要转移样品；本装置中还设计了连接色谱进样瓶接口的圆底烧瓶，样品浓缩完成后，旋下色谱进样瓶即可直接进行分析，避免了常规样品尾管浓缩烧瓶浓缩完后，需用吸管把尾管中溶液取出并洗涤尾管和吸管的步骤。进一步简化了样品前处理操作。

附图说明

图1是本发明自制提取净化装置的结构示意图；

图2为本发明的工作示意图；

图3为实施例1的TIC图；

图中附图标记含义如下：

1-烧瓶，2-螺纹接口，3-第一接口，4-第二接口，5-隔热导气管，6-溶剂回流管，7-三通转接管，8-样品筒，9-固相萃取柱，10-密闭冷凝管，11-泄压阀，12-筛板，13-三通阀，14-硅胶颗粒，15-色谱进样瓶。

具体实施方式

下面将结合具体实例对本发明做详细描述，但并不限制本发明。

实施例1

(1)样品提取、浓缩：在固相萃取柱9内先后填充20g硅胶颗粒(30-60μm)，然后把待测样品5.0g加入到样品筒8中；装好样品后，用夹紧装置密封，并在烧瓶1中加入200mL二氯甲烷溶剂，然后将上述装置放入水浴锅中在50℃下加热回流2.5h。样品提取完后，打开三通阀13，让溶剂从溶剂回收口流出回收溶剂，直至烧瓶1尾管中的样品溶液蒸发至至约1mL，浓缩好的样品准确定容到5.0mL，用0.45μm的针头过滤器过滤，滤液进行GC-MS分析。

(2)色谱条件：DB-5MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25um)；进样量1.0uL；柱流量1.0mL·min^-1；分流比：10：1；进样口温度260℃；程序升温条件：初始温度50℃，保持2min；再以5℃·min^-1速率升至220℃，再以10℃·min^-1速率升至250℃，保持10min；质谱条件：电子轰击离子源：E1；离子化电压：70eV；离子源温度：230℃；传输线温度：280℃；质量扫描范围50～350amu。

(3)艾叶挥发性成分和半挥发性成分用WILEY、NIST谱库进行检索，相对含量利用峰面积归一化法进行计算。结果见表1。

表1艾叶浸膏挥发性和半挥发性化学成分分析结果

实施例2

为了考察本发明的精密度，我们对艾叶浸膏样品进行了7次日内重复测定，同时进行了7天的重复性实验，选取α-水芹烯、香芹酮、子丁香酚、长叶烯、石竹烯作为标记物，考察重复性，结果见表2，日内测定的相对标准偏差为2.2～3.7％之间，日间测定的相对标准偏差在2.8～3.5％之间，测定结果具有很好的重现性，表明本发明方法的日内和日间精密度较好。

表2方法精密度试验结果(n＝7)

物质	日内相对标准偏差/％	日间相对标准偏差/％
			α-水芹烯	2.2	2.9
香芹酮	2.5	3.5
			子丁香酚	2.7	3.0
长叶烯	2.5	2.8
			石竹烯	2.6	3.2

本方法选取了5种挥发性成分，分别进行高(100μg)、中(20μg)、低(5μg)三个水平的样品加标回收实验，结果见表3。结果表明，加标回收率在91.8％～101.7％之间，表明该方法回收率高，测定结果准确可靠。

表3 5种物质加标回收率试验结果(n＝6)

Claims (5)

1.一种利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)艾叶样品提取回流：在固相萃取柱(9)中先后加入硅胶颗粒，称取2～10g艾叶样品于样品筒(8)中，将样品筒(8)与固相萃取柱(9)密封连接，将色谱进样瓶与圆底烧瓶(1)的螺纹接口(2)密封连接，并在圆底烧瓶(1)中加入50～300mL的溶剂，将固相萃取柱(9)通过溶剂回流管(6)与第二接口(4)密封连接，将隔热导气管(5)与第一接口(3)密封连接，将三通转接管(7)的三个接口分别与样品筒(8)、密封冷凝管(10)和隔热导气管(5)密封连接，密封冷凝管(10)接通冷凝水，最后将烧瓶置于水浴锅中，75～80℃加热，冷凝回流2～4h；

(2)艾叶样品浓缩：待步骤(1)样品回流提取完毕后，切换三通阀(13)，使其与外界空气导通，不断挥发的溶剂通过三通阀(13)流出并回收，烧瓶(1)中的溶液不断被浓缩至溶剂挥发完毕；

(3)将步骤(2)浓缩后的待测样品利用GC-MS进行分析。

2.根据权利要求1所述的利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，其特征在于，步骤(1)加入烧瓶(1)中的溶剂为乙酸甲酯或二氯甲烷。

3.根据权利要求2所述的利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，其特征在于，步骤(1)还包括在在硅胶颗粒上面覆盖无水硫酸钠。

4.根据权利要求3所述的利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，其特征在于，步骤(3)的分析条件为：

色谱条件：DB-5MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25um)；进样量1.0uL；柱流量1.0mL·min^-1；分流比：10：1；进样口温度260℃；程序升温条件：初始温度50℃，保持2min；再以5℃·min^-1速率升至220℃，再以10℃·min^-1速率升至250℃，保持10min；质谱条件：电子轰击离子源：E1；离子化电压：70eV；离子源温度：230℃；传输线温度：280℃；质量扫描范围50～350amu。

5.根据权利要求1所述的利用带固相萃取功能的索氏提取装置提取艾叶挥发性成分的方法，其特征在于，带固相萃取功能的索氏提取装置包括如下部件：

烧瓶(1)，烧瓶(1)上设有第一接口(3)、第二接口(4)和螺纹接口(2)，烧瓶(1)通过第一接口(3)与隔热导气管(5)气流导通连接，隔热导气管(5)另一端与三通转接管(7)气流导通连接，三通转接管(7)的另外两个接口分别与密闭冷凝管(10)和样品筒(8)气流导通连接，样品筒(8)远离三通转接管(7)的一端设有筛板(12)并与固相萃取柱(9)气流导通连接，固相萃取柱(9)的另一端通过溶剂回流管(6)与第二接口(4)气流导通连接，溶剂回流管(6)内设有三通阀(13)。