CN117538129A - 一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法 - Google Patents
一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117538129A CN117538129A CN202311536418.XA CN202311536418A CN117538129A CN 117538129 A CN117538129 A CN 117538129A CN 202311536418 A CN202311536418 A CN 202311536418A CN 117538129 A CN117538129 A CN 117538129A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase extraction
- solid phase
- extraction column
- column
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002414 normal-phase solid-phase extraction Methods 0.000 title claims abstract description 198
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims abstract description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 99
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 24
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 17
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 6
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 5
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical class C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 4
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 4
- 229920003053 polystyrene-divinylbenzene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 18
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012784 weak cation exchange Methods 0.000 description 27
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 21-Deoxycortisone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(=O)C)(O)[C@@]1(C)CC2=O PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N Fulvic acid Natural products O1C2=CC(O)=C(O)C(C(O)=O)=C2C(=O)C2=C1CC(C)(O)OC2 FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 3
- 229940095100 fulvic acid Drugs 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000013586 microbial product Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001089723 Metaphycus omega Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004896 high resolution mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000013537 high throughput screening Methods 0.000 description 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000010809 targeting technique Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/34—Purifying; Cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/42—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the development mode, e.g. by displacement or by elution
- B01D15/424—Elution mode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及环境样品前处理技术领域，更具体地，涉及一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法。包括：S1.采集水样；S2.活化固相萃取柱：准备四组固相萃取柱：HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱；分别对四组固相萃取柱进行活化处理；S3.依顺序进行上样萃取：将采集的水样样品依次使用HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱进行萃取；S4.洗脱固相萃取柱；S5.收集洗脱液，氮吹至1mL，加入超纯水定容到2mL；S6.对定容后的洗脱液进行过滤处理，得到非靶向质谱待测分析样品。本发明能够获取中间萃取的过滤液进行光谱分析，且能够宽域富集覆盖化学物质，分离效果好，提高非靶向分析的数据准确性。
Description
技术领域
本发明涉及环境样品前处理技术领域，更具体地，涉及一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法。
背景技术
固相萃取方法是一种基于固定在吸附剂表面的功能性基团选择性吸附目标化合物的分离和富集技术，是一种广泛应用的样品前处理技术，其原理是利用吸附剂的特定亲和性吸附目标化合物，再通过洗脱并进一步分析得到的目标化合物。目前固相萃取广泛用于进行样品提纯和富集，并结合高效液相-质谱联用技术进行检测分析。固相萃取作为一种样品前处理手段目前被广泛应用于生物、医药、化工、环境等领域。固相萃取可以通过其材料所带有的特异性吸附，能够对复杂样品进行提纯和富集，从而降低方法的检出限，同时减少复杂样品的基质效应。随着环境研究的深入，对于不断出现的新型化学污染物，以及缺乏标准品的物质，传统目标物定性与定量方法已无法满足要求，近年来，质谱分析技术发展迅速，可用于高通量筛选、未知物鉴别的非靶向技术应运而生。与靶向分析需要借助化学品标品不同，非靶向分析无需借助任何信息和参数，仅通过使用高分辨质谱对样品进行检测，并根据研究需要对测试数据进行分析。
非靶向筛查前提是要从复杂基质中获得尽可能多的化学物质的信息，已广泛应用于地表水、地下水、废水的研究，主要针对农药、药物、个人护理品等有机污染物，样品一般需要经过提取、富集、净化等前处理。水样前处理方法主要为固相萃取，与传统的样品前处理方法如液液萃取相比，固相萃取技术具有操作简单、耗时短、不需要大量的有机溶剂、高选择性和富集度等优点。
中国专利一种适应复杂水样品富集的混合型在线固相萃取方法，该专利将C18填料、聚合物填料、弱阳离子交换填料和弱阴离子交换填料溶于匀浆液中，超声搅拌后得到分散液，之后将分散液倒入匀浆管中，匀浆管与混合型在线固相萃取柱连接进行装柱；装柱完成后，将混合型在线固相萃取柱接入到分析系统中进行联用，混合型在线固相萃取柱经过活化后对复杂水环境样品中各类化合物进行富集萃取。但是该方案采用直接串联式的固相萃取前处理技术不能提取中间固相萃取柱的过滤液，不能进行光谱分析等，而且上述固相萃取前处理技术的填料不能完全覆盖不同极性的污染物。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，能够获取中间萃取的过滤液进行光谱分析，且能够宽域富集覆盖化学物质，分离效果好，提高非靶向分析的数据质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，包括以下步骤：
S1.采集水样：采集水样样品，并对水样进行抽滤处理；
S2.活化固相萃取柱：首先准备四组固相萃取柱：HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱；其次，分别对四组固相萃取柱进行活化处理；
S3.依顺序进行上样萃取：将采集的水样样品依次使用HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱进行萃取；水样样品首先经HLB固相萃取柱过滤，收集经HLB固相萃取柱过滤的第一滤液，待过滤完全后，再将第一滤液放入WAX固相萃取柱过滤，收集经WAX固相萃取柱过滤的第二滤液，待过滤完全后，将第二滤液放入WCX固相萃取柱过滤，收集经WCX固相萃取柱过滤的第三滤液，待过滤完全后，将第三滤液放入PPL固相萃取柱过滤，收集经PPL固相萃取柱过滤的第四滤液；
S4.洗脱固相萃取柱：分别对四组固相萃取柱进行洗脱处理；
S5.收集洗脱液：分别收集四组固相萃取柱的洗脱液，并氮吹至设定容量，之后加入超纯水进行定容；
S6.过滤：对定容后的洗脱液进行过滤处理，得到非靶向质谱待测分析样品。
根据上述技术手段，本发明使用多种固相萃取柱联合的方式对水样中的化合物进行富集，每组固相萃取柱中分别采用不同选择性的吸附剂，不同极性固相萃取柱的组合能够宽域富集覆盖化学物质，分离效果好，降低检测限，提高非靶向分析的数据质量；水样依次上样每组固相萃取柱，同时收集中间过滤液，可以取中间的过滤液和之后的洗脱液进行光谱、水质分析；本发明在常规HLB吸附剂进行固相萃取的基础上，设置了四个具有不同选择性固相萃取柱进行非靶向分析前的前处理，组合不同极性固相萃取柱宽域富集覆盖化学物质，降低检测限，提高非靶向分析的数据质量。
进一步地，在步骤S1中，采用玻璃纤维过滤膜对水样进行抽滤处理。
进一步地，在步骤S1中，过滤膜的孔径为0.45μm。
进一步地，在步骤S2中，对于HLB固相萃取柱，采用亲水性N-乙烯吡咯烷酮和亲脂性二乙烯基苯作为HLB吸附剂的基质；对于WAX固相萃取柱，以-乙烯基吡咯烷酮和二乙烯基苯作为WAX吸附剂的基质，结构中键合-NHCH3的弱阴离子交换层，形成高分子弱阴离子交换、反相、混合模式的WAX填料；对于WCX固相萃取柱，以聚苯乙烯-二乙烯基苯高聚物作为WCX吸附剂的基质，结构中含有弱酸性的羧酸官能团；对于PPL固相萃取柱，以改性苯乙烯-二乙烯基苯聚合物作为PPL吸附剂的基质。本发明为了筛查尽可能多的物质，使用多种固相萃取柱联合的方式对水样中的化合物进行富集，同时可以降低检测限，本发明创新地前后使用4种不同选择性的吸附剂，由亲水性N-乙烯吡咯烷酮和亲脂性二乙烯基苯作为HLB的填料，该特征填料可以宽域富集酸性、碱性和中性分析物，先使用HLB固相萃取柱进行整体吸附；以n-乙烯基吡咯烷酮和二乙烯基苯作为WAX吸附剂的基质，结构中键合-NHCH3的弱阴离子交换层，形成高分子弱阴离子交换、反相、混合模式的WAX填料，该特征填料的WAX固相萃取柱对强酸性化合物进行高选择性吸附；以聚苯乙烯-二乙烯基苯高聚物作为WCX吸附剂的基质，结构中含有弱酸性的羧酸官能团，羧基提供弱阳离子交换能力，该特征填料的WCX固相萃取柱对强碱性的化合物进行高选择性吸附；以改性苯乙烯-二乙烯基苯聚合物作为PPL吸附剂的基质，形成非极性反相体系，该特征填料的PPL固相萃取柱对极性化合物进行高选择性吸附，四柱联合实现对多极性物质的覆盖，同时该前处理流程还可以取中间的渗滤液和之后的洗脱液进行光谱、水质分析。
进一步地，在步骤S2中，对于HLB固相萃取柱，依次加入甲醇溶液和超纯水进行活化处理；对于WAX固相萃取柱，依次加入含有5％氨水的甲醇溶液、甲醇溶液和超纯水进行活化处理；对于WCX固相萃取柱，依次加入含有2％甲酸的甲醇溶液、甲醇溶液和超纯水进行活化处理；对于PPL固相萃取柱，依次加入甲醇溶液和超纯水进行活化处理。
进一步地，在进行活化处理时，先加入的溶液不形成液面后再加入另一种溶液。
进一步地，在步骤S3中，在每次上样前，先对大体积上样管使用超纯水进行抽洗；在上样过程中，控制滤液的流速，在固相萃取柱的上方形成液面，以保证目标萃取物能够被完全吸附。
进一步地，在步骤S4中，对于HLB固相萃取柱加入甲醇溶液进行洗脱处理；对于WAX固相萃取柱加入含有5％氨水的甲醇溶液进行洗脱处理；对于WCX固相萃取柱，加入含有2％甲酸的甲醇溶液进行洗脱处理；对于PPL固相萃取柱，首先加入含有5％氨水的甲醇溶液和含有2％甲酸的甲醇溶液进行洗脱处理，然后再加入甲醇溶液进行第二次洗脱处理。
进一步地，在进行洗脱处理时，打开真空泵使固相萃取装置形成一定的负压，调整固相萃取装置的气阀使洗脱液一滴一滴的滴落。
进一步地，在步骤S5中，分别收集每组固相萃取柱的洗脱液，然后用干式氮吹仪吹至设定的容量，之后再用超纯水进行定容处理，并摇晃均匀。
进一步地，在步骤S6中，采用0.22μm有机相滤膜的针式过滤器过滤。
与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，设置了四个具有不同选择性固相萃取柱进行非靶向分析前的前处理，组合不同极性固相萃取柱宽域富集覆盖化学物质，降低检测限，提高非靶向分析的数据质量，还可以提取水样上样固相萃取柱前后的水样进行光谱分析。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
图2是本发明实施例方法流程示意图。
图3是本发明实施例上样后水样DOC(溶解性有机碳)浓度变化及去除率示意图。
图4是本发明实施例上样后水样紫外可见吸收光谱变化示意图。
图5是本发明实施例上样后水样三维荧光光谱变化示意图，其中，酪氨酸和类酪氨酸(I区)、色氨酸和类色氨酸(Ⅱ区)、富里酸和类富里酸(Ⅲ区)，可溶性微生物产物(Ⅳ区)和腐殖酸和类腐殖酸(Ⅴ区)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合具体实施方式对本发明作在其中一个实施例中说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。
实施例
如图1和图2所示，一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，包括以下步骤：
步骤S1.采集水样：采集水样样品，并对水样进行抽滤处理。
自然水体取1.5L，对于浓度高的污水取1L，装在预清洁的聚丙烯瓶中，配有冰袋48h内运输转移到实验室冰箱中4℃左右保存；提前恢复室温后，定容水样样品，使用合适的量筒定容，对于物质浓度较低的如自然水体定容1L，对于物质浓度较高的如污水定容0.5L；抽滤水样样品，使用0.45μm的玻璃纤维过滤膜抽滤定容后的水样样品，过滤好的水样转移到1L的蓝盖瓶中。
步骤S2.活化固相萃取柱：首先准备四组固相萃取柱：HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱；其次，分别对四组固相萃取柱进行活化处理；其中，对于HLB固相萃取柱，采用亲水性N-乙烯吡咯烷酮和亲脂性二乙烯基苯作为HLB吸附剂的基质；对于WAX固相萃取柱，以-乙烯基吡咯烷酮和二乙烯基苯作为WAX吸附剂的基质，结构中键合-NHCH3的弱阴离子交换层，形成高分子弱阴离子交换、反相、混合模式的WAX填料；对于WCX固相萃取柱，以聚苯乙烯-二乙烯基苯高聚物作为WCX吸附剂的基质，结构中含有弱酸性的羧酸官能团；对于PPL固相萃取柱，以改性苯乙烯-二乙烯基苯聚合物作为PPL吸附剂的基质。
对于500mg/6mL的HLB固相萃取柱依次加入6mL甲醇和20mL超纯水；对于225mg的WAX固相萃取柱依次加入6mL含有0.5％氨水的甲醇溶液(下称氨醇)、6mL甲醇和20mL超纯水；对于225mg的WCX固相萃取柱依次加入6mL含有2％甲酸的甲醇溶液(下称甲酸醇)、6mL甲醇和20mL超纯水，对于500mg/6mL的PPL固相萃取柱依次加入6mL甲醇和20mL超纯水，一种液体滤完再加另一种，其中WAX固相萃取柱和WCX固相萃取柱没有柱管，在其上方套上一个5mL的注射器针筒进行活化。
步骤S3.依顺序进行上样萃取：将采集的水样样品依次使用HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱进行萃取；水样样品首先经HLB固相萃取柱过滤，收集经HLB固相萃取柱过滤的第一滤液，待过滤完全后，再将第一滤液放入WAX固相萃取柱过滤，收集经WAX固相萃取柱过滤的第二滤液，待过滤完全后，将第二滤液放入WCX固相萃取柱过滤，收集经WCX固相萃取柱过滤的第三滤液，待过滤完全后，将第三滤液放入PPL固相萃取柱过滤，收集经PPL固相萃取柱过滤的第四滤液。在每次上样前，先对大体积上样管使用超纯水进行抽洗；在上样过程中，控制滤液的流速3mL/s，对于高浓度的废水流速控制到1mL/s，在固相萃取柱的上方形成液面，以保证目标萃取物能够被完全吸附，避免穿透吸附剂填料。
步骤S4.洗脱固相萃取柱：分别对四组固相萃取柱进行洗脱处理。洗脱固相萃取柱，开真空泵形成负压，调整负压大小使其一滴一滴较慢滴落。对于HLB固相萃取柱加入6mL甲醇，对于WAX固相萃取柱加入6mL氨醇，对于WCX固相萃取柱加入6mL甲酸醇，对于PPL固相萃取柱洗脱两管，第一管依次加入3mL氨醇和3mL甲酸醇，一种液体滤完再加另一种，第二管加入6mL甲醇。
步骤S5.收集洗脱液：分别收集四组固相萃取柱的洗脱液，并氮吹至设定容量，之后加入超纯水进行定容；用干式氮吹仪吹至1mL，最后用超纯水定容至2mL，上下摇晃混匀10次。
步骤S6.过滤：对定容后的洗脱液进行过滤处理，得到非靶向质谱待测分析样品。用0.22μm有机相滤膜的针式过滤器过滤，得到非靶向质谱待测分析样品，装瓶。
另外，本实施例实验过程用到的仪器耗材包括玻璃纤维滤膜(孔径0.45μm)、有机相滤膜的针式过滤器(孔径0.22μm)、HLB固相萃取柱(500mg/6mL)、WAX固相萃取柱(225mg)、WCX固相萃取柱(225mg)、PPL固相萃取柱(500mg/6mL)，固相萃取装置(12孔)、干式氮吹仪(24位)。
本实施例选用的甲醇、氨水、甲酸均为色谱纯(纯度≥99.0％)，选用的超纯水为Milli-Q超纯水(18.2MΩ.cm)。
本发明使用多种固相萃取柱联合的方式对水样中的化合物进行富集，每组固相萃取柱中分别采用不同选择性的吸附剂，不同极性固相萃取柱的组合能够宽域富集覆盖化学物质，分离效果好，可以降低检测限，提高非靶向分析的数据质量；水样依次上样每组固相萃取柱，同时收集中间过滤液，可以取中间的过滤液和之后的洗脱液进行光谱、水质分析；本发明在常规HLB吸附剂进行固相萃取的基础上，设置了四个具有不同选择性固相萃取柱进行非靶向分析前的前处理，组合不同极性固相萃取柱宽域富集覆盖化学物质，降低检测限，提高非靶向质谱分析的数据质量。
如图3至5所示，由图3可知，过滤后水样DOC(溶解性有机碳)为1.805mg/L，之后每上样一个固相萃取柱后水样的DOC均有所下降，上样HLB固相萃取柱之后水样的DOC为1.253mg/L，相较于过滤后的原水DOC降低了约30％，上样四柱最后的PPL水样DOC为0.526mg/L，四柱联合对水样中DOC的覆盖达到70.86％，表明不同极性的固相萃取柱对不同性质的溶解性有机碳实现了有效分离和分层吸附。图4从紫外可见吸收光谱的角度证明了四柱联合固相萃取的特异性富集，紫外可见吸收光谱原理上利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断，对于同一待测溶液而言，浓度愈大，吸光度值也愈大，水样经HLB、WAX、WCX和PPL固相萃取柱上样之后吸光度值均有下降，UV254值是254nm波长紫外光下水中部分有机物的吸光度，反映了水中腐殖质类大分子有机物以及含C＝C双键和C＝O双键的芳香族化合物的含量，UV254值也随着固相萃取柱的类串联式吸附而逐渐降低，表明四柱联合固相萃取前处理方法可有效依据不同固相萃取柱吸附不同性质物质的特点，吸附不同极性的物质，降低水样中的有机物的浓度，降低基质效应，提高后续非靶向质谱分析的质量。图5为上样后水样三维荧光光谱图，三维荧光光谱是由激发波长(y轴))一发射波长(x轴)一荧光强度(z轴)三维坐标所表征的矩阵光谱，不同性质的溶解性荧光有机物位于不同的位置，荧光强度表征溶解性荧光有机物的浓度高低，常用荧光区域积分法对荧光光谱进行解析，荧光区域积分法将三维荧光光谱图划分为不同的区域，每个区域代表溶解性有机物的一部分，包括酪氨酸和类酪氨酸(I区)、色氨酸和类色氨酸(Ⅱ区)、富里酸和类富里酸(Ⅲ区)，可溶性微生物产物(Ⅳ区)和腐殖酸和类腐殖酸(Ⅴ区)。经HLB固相萃取柱宽域吸附后，b相较于a荧光峰区面积整体减少，经WAX固相萃取柱吸附后，Ⅴ区(腐殖酸类荧光峰区)和Ⅲ区(富里酸和类富里酸荧光峰区)荧光峰区面积大大减少，经WCX固相萃取柱吸附后，蛋白质类荧光峰区(包括I、Ⅱ和Ⅳ区)面积大大减少，最后经PPL固相萃取柱吸附后，整体荧光峰区强度进一步降低，证明了四柱联合的特异性吸附能力，降低了后续质谱分数据分析的难度，更有针对性地进行特异性方法开发，进而有效提高了非靶向质谱分析的质量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.采集水样：采集水样样品，并对水样进行抽滤处理；
S2.活化固相萃取柱：首先准备四组固相萃取柱：HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱；其次，分别对四组固相萃取柱进行活化处理；
S3.依顺序进行上样萃取：将采集的水样样品依次使用HLB固相萃取柱、WAX固相萃取柱、WCX固相萃取柱、PPL固相萃取柱进行萃取；水样样品首先经HLB固相萃取柱过滤，收集经HLB固相萃取柱过滤的第一滤液，待过滤完全后，再将第一滤液放入WAX固相萃取柱过滤，收集经WAX固相萃取柱过滤的第二滤液，待过滤完全后，将第二滤液放入WCX固相萃取柱过滤，收集经WCX固相萃取柱过滤的第三滤液，待过滤完全后，将第三滤液放入PPL固相萃取柱过滤，收集经PPL固相萃取柱过滤的第四滤液；
S4.洗脱固相萃取柱：分别对四组固相萃取柱进行洗脱处理；
S5.收集洗脱液：分别收集四组固相萃取柱的洗脱液，并氮吹至设定容量，之后加入超纯水进行定容；
S6.过滤：对定容后的洗脱液进行过滤处理，得到非靶向质谱待测分析样品。
2.根据权利要求1所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在步骤S1中，采用孔径为0.45μm玻璃纤维过滤膜对水样进行抽滤处理。
3.根据权利要求1所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，对于HLB固相萃取柱，采用亲水性N-乙烯吡咯烷酮和亲脂性二乙烯基苯作为HLB吸附剂的基质；对于WAX固相萃取柱，以-乙烯基吡咯烷酮和二乙烯基苯作为WAX吸附剂的基质，结构中键合-NHCH3的弱阴离子交换层，形成高分子弱阴离子交换、反相、混合模式的WAX填料；对于WCX固相萃取柱，以聚苯乙烯-二乙烯基苯高聚物作为WCX吸附剂的基质，结构中含有弱酸性的羧酸官能团；对于PPL固相萃取柱，以改性苯乙烯-二乙烯基苯聚合物作为PPL吸附剂的基质。
4.根据权利要求3所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在步骤S2中，对于HLB固相萃取柱，依次加入甲醇溶液和超纯水进行活化处理；对于WAX固相萃取柱，依次加入含有5％氨水的甲醇溶液、甲醇溶液和超纯水进行活化处理；对于WCX固相萃取柱，依次加入含有2％甲酸的甲醇溶液、甲醇溶液和超纯水进行活化处理；对于PPL固相萃取柱，依次加入甲醇溶液和超纯水进行活化处理。
5.根据权利要求4所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在进行活化处理时，先加入的溶液不形成液面后再加入另一种溶液。
6.根据权利要求1所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在步骤S3中，在每次上样前，先对大体积上样管使用超纯水进行抽洗；在上样过程中，控制滤液的流速，在固相萃取柱的上方形成液面，以保证目标萃取物能够被完全吸附。
7.根据权利要求1所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在步骤S4中，对于HLB固相萃取柱加入甲醇溶液进行洗脱处理；对于WAX固相萃取柱加入含有5％氨水的甲醇溶液进行洗脱处理；对于WCX固相萃取柱，加入含有2％甲酸的甲醇溶液进行洗脱处理；对于PPL固相萃取柱，首先加入含有5％氨水的甲醇溶液和含有2％甲酸的甲醇溶液进行洗脱处理，然后再加入甲醇溶液进行第二次洗脱处理。
8.根据权利要求7所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在进行洗脱处理时，打开真空泵使固相萃取装置形成一定的负压，调整固相萃取装置的气阀使洗脱液一滴一滴的滴落。
9.根据权利要求1所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在步骤S5中，分别收集每组固相萃取柱的洗脱液，然后用干式氮吹仪吹至设定的容量，之后再用超纯水进行定容处理，并上下摇晃均匀。
10.根据权利要求1所述的用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法，其特征在于，在步骤S6中，采用0.22μm有机相滤膜的针式过滤器过滤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311536418.XA CN117538129A (zh) | 2023-11-16 | 2023-11-16 | 一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311536418.XA CN117538129A (zh) | 2023-11-16 | 2023-11-16 | 一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117538129A true CN117538129A (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=89791313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311536418.XA Pending CN117538129A (zh) | 2023-11-16 | 2023-11-16 | 一种用于非靶向质谱分析的四柱联合固相萃取前处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117538129A (zh) |
-
2023
- 2023-11-16 CN CN202311536418.XA patent/CN117538129A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9772338B2 (en) | Materials and methods for the detection of trace amounts of substances in biological and environmental samples | |
| Song et al. | Recent advances in molecularly imprinted polymers in food analysis | |
| Ali et al. | Hyphenation in sample preparation: advancement from the micro to the nano world | |
| Kataoka | New trends in sample preparation for clinical and pharmaceutical analysis | |
| Amini et al. | Polyacrylonitrile/MIL-53 (Fe) electrospun nanofiber for pipette-tip micro solid phase extraction of nitrazepam and oxazepam followed by HPLC analysis | |
| US20160153943A1 (en) | Monolithic column chromatography | |
| US7740763B2 (en) | Capillary-channeled polymeric fiber as solid phase extraction media | |
| Chen et al. | Speciation of selenium in cells by HPLC-ICP-MS after (on-chip) magnetic solid phase extraction | |
| Wan et al. | A critical review of molecularly imprinted solid phase extraction technology | |
| CN109054822B (zh) | 一种用于百草枯检测的碳量子点荧光探针的制备方法 | |
| Li et al. | A sequential solid phase microextraction system coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry for speciation of inorganic arsenic | |
| Lian et al. | Study of molecularly imprinted solid-phase extraction of gonyautoxins 2, 3 in the cultured dinoflagellate Alexandrium tamarense by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection | |
| Sun et al. | Determination of sulfamethoxazole in milk using molecularly imprinted polymer monolith microextraction coupled to HPLC | |
| Lian et al. | Selective extraction and concentration of mebendazole in seawater samples using molecularly imprinted polymer as sorbent | |
| EP1752766A1 (en) | Concentration techniques in chromatographic separation | |
| Wen | Recent advances in solid-phase extraction techniques with nanomaterials | |
| Li et al. | Solid-phase extraction using a molecularly imprinted polymer for the selective purification and preconcentration of norfloxacin from seawater | |
| Wang et al. | Polymethacrylate microparticles covalently functionalized with an ionic liquid for solid-phase extraction of fluoroquinolone antibiotics | |
| Francotte | Practical advances in SFC for the purification of pharmaceutical molecules | |
| Jin et al. | Ternary mixed-mode silica sorbent of solid-phase extraction for determination of basic, neutral and acidic drugs in human serum | |
| Ma et al. | Preparation of molecularly imprinted polymer monolith with an analogue of thiamphenicol and application to selective solid-phase microextraction | |
| Lian et al. | Selective isolation of gonyautoxins 1, 4 from the dinoflagellate Alexandrium minutum based on molecularly imprinted solid-phase extraction | |
| US20030092056A1 (en) | Multi-column affinity detection system | |
| Aydoğan et al. | Nanoscale separations: Recent achievements | |
| Zhang et al. | Rapid and simple determination of organophosphorus pesticides in urine using polydopamine-modified monolithic spin column extraction combined with liquid chromatography–mass spectrometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |