CN112505197A - 一种二噁英样品快速前处理的检测方法 - Google Patents

一种二噁英样品快速前处理的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于二噁英检测技术领域，更具体的涉及一种二噁英样品快速前处理的检测方法。本发明的第一方面，提供了一种二噁英样品快速前处理的检测方法，包括以下步骤：S01样品的制备；S02样品的提取；S03样品的净化；S04：样品的检测。经本发明开发的用于二噁英样品快速前处理的方法中，采用一体式净化柱，并在一体式净化柱中依次加入中性硅胶、酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、中性硅胶、活性炭、无水硫酸钠净化柱填料，不仅保证了样品净化步骤操作简便、快捷，而且保证了实验数据的准确性，在二噁英类样品将测过程中是一项重要的发明。

Description

一种二噁英样品快速前处理的检测方法
技术领域
本发明属于二噁英检测技术领域，更具体的涉及一种二噁英样品快速前处理的检测方法。
背景技术
现阶段关于二噁英检测的方法越来越多，但是，无论采用什么方法检测，都要对样品进行净化处理，传统的二噁英的检测手段通过至少两次净化柱，并进行两次浓缩，此净化过程涉及多次净化过程中，此过程不仅操作复杂，因为多过程净化，还涉及采集样品的浪费进而影响最后测试结果的准确性。
中国发明专利CN201610056900.7，公开了一种茶叶和水稻中二噁英含量的测定方法，检测方法中复合硅胶柱净化步骤，活性炭净化步骤，此操作过程中是为了最大可能的去除杂质对检测样品二噁英类物质的影响，但是操作过程中因为涉及两次净化和浓缩，盛装样品液的容器中势必会有样品的残留，作为本身含量比较低的产品来说，越复杂的步骤，对产品检出限的影响越大。
面对现阶段科技的发展，人类对健康要求的标准的提高，更加准确、快速检测二噁英类物质并避免二噁英类物质对人体健康的危害，成为一项亟待解决的重要问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面，提供了一种二噁英样品快速前处理的检测方法，包括以下步骤：
S01：样品的制备：1)含水分的固体样品：将样品干燥，研磨，备用；
2)干燥的固体样品：研磨，过筛，备用；
3)液体样品：对样品进行前处理，然后进行液液萃取提取，备用；
S02：样品的提取：将S01步骤得到的样品进行萃取，萃取后进行索氏提取得到净化用样品；
S03：样品的净化：将S02步骤得到的净化用样品进行样品的净化，依次包括：搭建净化柱、安装净化柱、加入净化柱填料、洗脱、旋转蒸发，得到分析样品；
S04：样品的检测：将S03步骤得到的分析样品用高分辨气相色谱-高分辨质谱进行分析。
作为一种优选的技术方案，S01步骤样品的制备1)步骤中所述的样品干燥根据样品重量选择干燥方式；所述的干燥方式包括冷冻干燥和自然风干。
作为一种优选的技术方案，S01步骤样品的制备2)步骤中所述的过筛，过60目筛。
作为一种优选的技术方案，S02步骤所述的萃取采用快速溶剂萃取。
作为一种优选的技术方案，所述的快速溶剂萃取选用二氯甲烷和正己烷作为溶剂；所述的二氯甲烷和正己烷的体积比为1：0.8～1.5。
作为一种优选的技术方案，S03步骤搭建净化柱中净化柱采用一体式净化柱。
作为一种优选的技术方案，S03步骤中加入净化柱填料中所述的填料选自中性硅胶、酸性硅胶、碱性硅胶、活性炭、无水硫酸钙中的一种或者多种。
作为一种优选的技术方案，所述的净化柱上段填料的填充顺序从下至上为中性硅胶、碱性硅胶、中性硅胶、酸性硅胶、中性硅胶、无水硫酸钠。
作为一种优选的技术方案，所述的酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、活性炭的重量比为15～35：5～10：5～10：1。
本发明的第二方面，提供了一种二噁英样品快速前处理的检测方法的应用，应用于土壤、沉积物、固体废物、环境空气、工业废气、水质样品中二噁英样品的检测。
有益效果：经本发明开发的用于二噁英样品快速前处理的方法中，采用一体式净化柱，并在一体式净化柱中依次加入中性硅胶、酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、中性硅胶、活性炭、无水硫酸钠净化柱填料，不仅保证了样品净化步骤操作简便、快捷，而且保证了实验数据的准确性，在二噁英类样品将测过程中是一项重要的发明，将大大减少二噁英类样品检测的复杂性，提高二噁英类样品检测的准确性，将二噁英类样品检测推上一个新的高度。
附图说明
图1为本发明的一体式净化柱的结构示意图。
图中：
1：一体式净化柱中段；1-1：无水硫酸钠；1-2：活性炭；2：一体式净化柱上段；2-1：中性硅胶；2-2：碱性硅胶；2-3：酸性硅胶；2-4：无水硫酸钠。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种二噁英样品快速前处理的检测方法，包括以下步骤：
S01：样品的制备：1)含水分的固体样品：将样品干燥，研磨，备用；
2)干燥的固体样品：研磨，过筛，备用；
3)液体样品：对样品进行前处理，然后进行液液萃取提取，备用；
S02：样品的提取：将S01步骤得到的样品进行萃取，萃取后进行索氏提取得到净化用样品；
S03：样品的净化：将S02步骤得到的净化用样品进行样品的净化，依次包括：搭建净化柱、安装净化柱、加入净化柱填料、洗脱、旋转蒸发，得到分析样品；
S04：样品的检测：将S03步骤得到的分析样品用高分辨气相色谱-高分辨质谱进行分析。
在一些优选的实施方式中，S01步骤样品的制备1)步骤中所述的样品干燥根据样品重量选择干燥方式；所述的干燥方式包括冷冻干燥和自然风干。
在一些优选的实施方式中，S01步骤样品的制备2)步骤中所述的过筛，过60目筛。
在一些优选的实施方式中，S02步骤所述的萃取的溶剂为甲苯。
在一些优选的实施方式中，S02步骤所述的索氏提取采用快速溶剂萃取。
在一些优选的实施方式中，所述的快速溶剂萃取选用二氯甲烷和正己烷作为溶剂；所述的二氯甲烷和正己烷的体积比为1：0.8～1.5。
在一些优选的实施方式中，所述的快速溶剂萃取选用二氯甲烷和正己烷作为溶剂；所述的二氯甲烷和正己烷的体积比为1：1。
在一些优选的实施方式中，S03步骤搭建净化柱中净化柱采用一体式净化柱。
在一些优选的实施方式中，S03步骤中加入净化柱填料中所述的填料选自中性硅胶、酸性硅胶、碱性硅胶、活性炭、无水硫酸钙中的一种或者多种。
在一些优选的实施方式中，所述的净化柱上段填料的填充顺序从下至上为中性硅胶、碱性硅胶、中性硅胶、酸性硅胶、中性硅胶、无水硫酸钠。
在一些优选的实施方式中，所述的一体式净化柱的中段填料顺序从下至上为无水硫酸钠1-1、活性炭1-2、无水硫酸钠1-1。
在一些优选的实施方式中，所述的一体式净化柱的上段填料顺序从下至上为中性硅胶2-1、碱性硅胶2-2、中性硅胶2-1、酸性硅胶2-3、中性硅胶2-2、无水硫酸钠2-4。
在一些优选的实施方式中，所述的酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、活性炭的重量比为15～35：5～10：5～10：1。
在一些优选的实施方式中，所述的一体式净化柱的上段填料的添加量从下至上依次为中性硅胶1g、碱性硅胶4g、中性硅胶1g、酸性硅胶8g、中性硅胶2g、无水硫酸钠2㎝。
在一些优选的实施方式中，测试样品为废气样品时一体式净化柱填料的添加量从下至上依次为中性硅胶1g、碱性硅胶4g、中性硅胶1g、酸性硅胶15g、中性硅胶2g、无水硫酸钠2㎝。
在一些优选的实施方式中，一体式净化柱的净化步骤包括以下步骤：
1.搭建净化柱，用二氯甲烷冲洗，晾干后取下上段，在中段从下至上填入1-2cm无水硫酸钠、0.5g活性炭、1-2cm无水硫酸钠；
2.安装净化柱上段玻璃柱，向内部依次填入中性硅胶1g、碱性硅胶4g、中性硅胶1g、酸性硅胶8g、中性硅胶2g，上层装1-2cm无水硫酸钠；
3.将填充好的净化柱敲实，用75ml正己烷预淋洗；
4.将提取的样品加入净化柱，用100ml正己烷洗脱，洗脱后取下上段，换新的上段空柱，再用40ml混合液(二氯甲烷：正己烷的体积比为1：3)洗脱；
5.洗脱后，将中段净化柱反向，用80ml甲苯洗脱，并收集甲苯洗脱液，用旋转蒸发仪蒸干，得到净化样品。
将中性硅胶、碱性硅胶、酸性硅胶加入净化柱前，先进行中性硅胶、碱性硅胶、酸性硅胶的活化，具体操作步骤如下：
在一些优选的实施方式中，中性硅胶的活化方法包括以下步骤：
马弗炉内550℃活化12h，自然冷却后倒入1000ml容量瓶中，在干燥箱中保存。
所述的中性硅胶的购买厂家无特殊限制，包括但不限于青岛邦凯高新技术材料有限公司。
在一些优选的实施方式中，酸性硅胶的活化方法包括以下步骤：
用活化后的中性硅胶配置，56g中性硅胶中加入44g浓硫酸，充分混合均匀。无明显颗粒后置于干燥箱中保存。
在一些优选的实施方式中，碱性硅胶的活化方法包括以下步骤：
用活化后的中性硅胶配置，1.2gNaOH溶于30ml纯水中，倒入100g中性硅胶中，充分混合均匀。无明显颗粒后置于干燥箱中保存。
在一些优选的实施方式中，无水硫酸钠的活化方法包括以下步骤：
马弗炉内660℃活化6h，自然冷却至25℃后倒入1000ml容量瓶中，在干燥箱中保存。
申请人在实验过程中发现，选择一体式净化柱进行样品净化，并且保证酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、活性炭的重量比为15～35：5～10：5～10：1，并且依次设置中性硅胶、碱性硅胶、中性硅胶、酸性硅胶、中性硅胶、活性炭的方式填充净化柱时，可以保证检测过程中酚类物质、强极性物质、多环芳烃的去除，保证样品的纯度，降低检出限，保证检测的准确性。申请人推测可能的原因：在净化样品的过程中，不同类型的杂质(包括酚类物质、酸性物质、脂质、蛋白质、含硫化合物、强极性物质、极性物质、不饱和脂肪烃类、多环芳烃)在一体式净化柱内被吸附的能力不同，选择此类一体式净化柱填充的方式，一方面考虑此配置方法可以对不同类型的杂质进行充分吸附过滤除去，另一方面，根据本申请提供的检测方法可以保证准确检测的土壤、沉积物、固体废物、环境空气、工业废气、水质样品等含二噁英样品的处理。另外，在本申请中，控制了酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、活性炭的重量比为15～35：5～10：5～10：1，申请人经过大量创造性实验探究发现，改变此比例会影响净化样品中脂质、蛋白质、酚类物质的净化纯度。在此比例下，酸性硅胶表面硅醇基能释放较强的氢离子，接触净化样品中的脂质、蛋白质、酚类物质时，会迅速结合，使此类物质被吸附，达到去除的目的；但是，当杂质含量较多，在酸性硅胶层没有被完全吸附，中性硅胶层会进行再次吸附，此属于一种弱酸性阳离子交换剂，可以利用其表面释放的氢离子继续结合强碱性物质，达到去除的目的。如果不采用此比例和此顺序的配置方式，会导致在净化样品的时候导致样品纯度降低，因此影响检出限，影响结果的准确性。
在一些优选的实施方式中，测试样品为土壤样品时，一体式净化柱的净化步骤4中所述的混合液选择二氯甲烷：正己烷体积比为1：7的混合溶液。
本发明的第二方面，提供了一种二噁英样品快速前处理的检测方法的应用，应用于土壤、沉积物、固体废物、环境空气、工业废气、水质样品中二噁英样品的检测。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明的作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种二噁英样品快速前处理的检测方法，包括以下步骤：
S01：样品的制备：将样品干燥，研磨，过60目筛，备用；
S02：样品的提取：将S01步骤得到的样品进行萃取，萃取后进行索氏提取得到净化用样品；
S03：样品的净化：将S02步骤得到的净化用样品进行样品的净化，依次包括：搭建净化柱、安装净化柱、加入净化柱填料、洗脱、旋转蒸发，得到分析样品；
S04：样品的检测：将S03步骤得到的分析样品用高分辨气相色谱-高分辨质谱进行分析。
所述的检测样品为土壤样品。
所述的高分辨气相色谱-高分辨质谱的检测条件如下：
进样口温度：270℃；载气流量：1.0mL/min；色质接口温度：270℃；
色谱柱：固定相5％苯基95％聚甲基硅氧烷，柱长60m，内径0.25mm，膜厚0.25μm；
程序升温：初始温度140℃，保持1min后以20/min℃的速度升温至200℃，停留1min后以5℃/min的速度升温至220℃，停留16min后以5℃/min的速度升温至235℃后停留7min，以5℃/min的速度升温至310℃停留10min。
S02步骤所述的萃取溶剂选择甲苯。
S02步骤所述的索氏采用快速溶剂萃取，以二氯甲烷和正己烷作为溶剂，二氯甲烷和正己烷的体积比为1：1。
高分辨质谱条件设定：
色质接口温度为290℃，离子源温度为260℃，EI源碰撞能量为70eV，采用SIM法采用选择离子(SIM)方式对[M]+、[M+2]+和[M+4]+特征离子进行监测。
测试过程中的内标物为：13C12-2,3,7,8-T4CDD、13C12-2,3,7,8-T4CDF、13C12-1,2,3,7,8-P5CDD、13C12-1,2,3,7,8-P5CDDF、13C12-1,2,3,4,7,8～H6CDD、13C12-1,2,3,4,7,8-H6CDF、13C12-1,2,3,6,7,8-H6CDD、13C12-1,2,3,6,7,8-H6CDF、13C12-2,3,4,6,7,8-H6CDF、13C12-1,2,3,4,7,8,9-H6CDF、13C12-1,2,3,4,6,7,8-H7CDD、13C12-1,2,3,4,6,7,8-H7CDF、13C12-1,2,3,4,7,8,9-H7CDF、13C12-O8CDD。
一体式净化柱的净化步骤包括以下步骤：
1.搭建净化柱，用二氯甲烷冲洗，晾干后取下上段，在中段从下至上填入1cm无水硫酸钠1-1、0.5g活性炭1-2、1cm无水硫酸钠1-1；
2.安装净化柱上段玻璃柱，从下至上向内部依次填入中性硅胶2-1 1g、碱性硅胶2-2 4g、中性硅胶2-1 1g、酸性硅胶2-3 8g、中性硅胶2-2 2g，中性硅胶柱上层装1cm无水硫酸钠2-4；
3.将填充好的净化柱敲实，用75ml正己烷预淋洗；
4.将提取的样品加入净化柱，用100ml正己烷洗脱，洗脱后取下上段，换新的上段空柱，再用40ml混合液(二氯甲烷：正己烷的体积比为1：7)洗脱；
5.洗脱后，将中段净化柱反向，用80ml甲苯洗脱，并收集甲苯洗脱液，用旋转蒸发仪蒸干，得到净化样品。
将中性硅胶、碱性硅胶、酸性硅胶加入净化柱前，先进行中性硅胶、碱性硅胶、酸性硅胶的活化，具体操作步骤如下：
中性硅胶的活化方法包括以下步骤：
马弗炉内550℃活化12h，自然冷却后倒入1000ml容量瓶中，在干燥箱中保存。
中性硅胶，购于青岛邦凯高新技术材料有限公司。
酸性硅胶的活化方法包括以下步骤：
用活化后的中性硅胶配置，56g中性硅胶中加入44g浓硫酸，充分混合均匀。无明显颗粒后置于干燥箱中保存。
碱性硅胶的活化方法包括以下步骤：
用活化后的中性硅胶配置，1.2gNaOH溶于30ml纯水中，倒入100g中性硅胶中，充分混合均匀。无明显颗粒后置于干燥箱中保存。
无水硫酸钠的活化方法包括以下步骤：
马弗炉内660℃活化6h，自然冷却至25℃后倒入1000ml容量瓶中，在干燥箱中保存。
实施例2
一种二噁英样品快速前处理的检测方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是一体式净化柱的净化步骤2中，酸性硅胶加入量为4g。
实施例3
一种二噁英样品快速前处理的检测方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是一体式净化柱的步骤2中，酸性硅胶加入量为20g。
实施例4
一种二噁英样品前处理的检测方法，检测步骤参照实施例1，与实施例1不同的是S03样品的净化步骤改为：
复合硅胶柱净化：将提取液经旋蒸浓缩后的浓缩液经复合硅胶柱进行净化，得到净化溶液；
活性炭柱净化：将所述复合硅胶柱净化步骤处理的净化溶液通过活性炭柱净化，得到第二净化溶液；
将得到的所述第二净化溶液经旋转蒸发，得到分析样品。
所述的复合硅胶柱，牌号SBHT-D-003-4，购于上海安谱实验科技股份有限公司。
实施例5
一种二噁英样品快速前处理的检测方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是一体式净化柱净化步骤2中填料的添加顺序从下至上依次为中性硅胶1g、酸性硅胶8g、中性硅胶1g、碱性硅胶4g、中性硅胶2g。
实施例6
一种二噁英样品快速前处理的检测方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是一体式净化柱净化步骤4中所述的混合溶液为二氯甲烷：正己烷的体积比为1：3。
实施例7
一种二噁英样品快速前处理的检测方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是一体式净化柱净化步骤4中所述的混合溶液二氯甲烷：丙酮的体积比为1：7。
性能测试：
将实施例1和实施例4样品的检测结果的检出限记录于下表1。
表1：
Figure BDA0002863937910000091
Figure BDA0002863937910000101
将实施例1-7净化后的样品再次进行一体式净化柱净化，将净化后一体式净化柱中的酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、活性炭溶于甲苯溶液中，静置30分钟后，将得到的溶液用旋转蒸发仪蒸干，得到测试产品，用实施例1中的高分辨气相色谱-高分辨质谱检测条件检测，内标物参照实施例1，进行检测，并将测定值统计于下表2。
表2：
Figure BDA0002863937910000102
Figure BDA0002863937910000111
说明，表2中“\”代表的意思是检测不到数据。
通过以上检测可以看出，经本申请开发的二噁英样品快速前处理的检测方法可以更好的对样品进行净化，可以保证了检测样品的准确性，并且保证了检测样品具有较低的检出限。
最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：样品的制备：1)含水分的固体样品：将样品干燥，研磨，备用；
2)干燥的固体样品：研磨，过筛，备用；
3)液体样品：对样品进行前处理，然后进行液液萃取提取，备用；
S02：样品的提取：将S01步骤得到的样品进行萃取，萃取后进行索氏提取得到净化用样品；
S03：样品的净化：将S02步骤得到的净化用样品进行样品的净化，依次包括：搭建净化柱、安装净化柱、加入净化柱填料、洗脱、旋转蒸发，得到分析样品；
S04：样品的检测：将S03步骤得到的分析样品用高分辨气相色谱-高分辨质谱进行分析。
2.根据权利要求1所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，S01步骤样品的制备1)步骤中所述的样品干燥根据样品重量选择干燥方式；所述的干燥方式包括冷冻干燥和自然风干。
3.根据权利要求1所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，S01步骤样品的制备2)步骤中所述的过筛，过60目筛。
4.根据权利要求1所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，S02步骤所述的萃取采用快速溶剂萃取。
5.根据权利要求4所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，所述的快速溶剂萃取选用二氯甲烷和正己烷作为溶剂；所述的二氯甲烷和正己烷的体积比为1：0.8～1.5。
6.根据权利要求1所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，S03步骤搭建净化柱中净化柱采用一体式净化柱。
7.根据权利要求1所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，S03步骤中加入净化柱填料中所述的填料选自中性硅胶、酸性硅胶、碱性硅胶、活性炭、无水硫酸钙中的一种或者多种。
8.根据权利要求7所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，所述的净化柱上段填料的填充顺序从下至上为中性硅胶、碱性硅胶、中性硅胶、酸性硅胶、中性硅胶、无水硫酸钠。
9.根据权利要求8所述的二噁英样品快速前处理的检测方法，其特征在于，所述的酸性硅胶、中性硅胶、碱性硅胶、活性炭的重量比为15～35：5～10：5～10：1。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的二噁英样品快速前处理的检测方法的应用，其特征在于，应用于土壤、沉积物、固体废物、环境空气、工业废气、水质样品中二噁英样品的检测。
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