一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，包括毛細(xì)管，在毛細(xì)管內(nèi)設(shè)置有多孔擋板和萃取劑層。多孔擋板沿毛細(xì)管的橫截面方向通過化學(xué)鍵合作用固定，在多孔擋板的一側(cè)固定設(shè)置有萃取劑層。解決了現(xiàn)有固相微萃取技術(shù)存在的萃取劑選擇范圍有限、萃取操作復(fù)雜、分析成本高等缺點(diǎn)，能夠更加方便、快速的對微量甚至痕量環(huán)境污染物進(jìn)行檢測。
【專利說明】—種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于儀器檢測領(lǐng)域，具體涉及一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代的儀器檢測中，氣相色譜的應(yīng)用很廣泛。那些種類多樣、基體復(fù)雜、含量微小的物質(zhì)，可以用氣相色譜法直接分析，但一些微量、(超)痕量的組分則因?yàn)闆]有檢出而不能被準(zhǔn)確定量。因此，實(shí)際樣品的氣相色譜檢測往往需要對樣品進(jìn)行預(yù)分離、預(yù)濃縮等前處理，這也成為獲取更準(zhǔn)確可靠分析結(jié)果的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]目前，用于氣相色譜檢測的樣品前處理技術(shù)不斷完善，常用的樣品前處理技術(shù)有傳統(tǒng)的液-液萃取、索氏提取等溶劑萃取技術(shù)、固相萃取技術(shù)以及固相微萃取技術(shù)。這些萃取方法在現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)中很常用，但是他們各自都存在著一些不足。
[0004]溶劑萃取技術(shù)步驟冗長繁瑣，耗時費(fèi)力，在操作過程中極易造成樣品的損失而造成最終分析結(jié)果的誤差。此外，大量的揮發(fā)性有機(jī)溶劑對分析人員和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境有潛在的毒性，危害人體健康。
[0005]固相萃取技術(shù)存在樣品利用率不足、聯(lián)用技術(shù)不夠成熟等問題。
[0006]而固相微萃取技術(shù)還存在萃取劑選擇范圍有限、萃取操作復(fù)雜、分析成本高等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型提供一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，解決了現(xiàn)有固相微萃取技術(shù)還存在萃取劑選擇范圍有限、萃取操作復(fù)雜、分析成本高等缺點(diǎn)，能夠更加方便、快速的對微量甚至痕量環(huán)境污染物進(jìn)行檢測。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，包括毛細(xì)管，在毛細(xì)管內(nèi)設(shè)置有多孔擋板和萃取劑層。多孔擋板沿毛細(xì)管的橫截面方向通過化學(xué)鍵合作用固定，在多孔擋板的一側(cè)固定設(shè)置有萃取劑層。
[0009]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0010]多孔擋板為溶膠-凝膠多孔擋板。
[0011]萃取劑層的長度范圍為3?10mm。
[0012]毛細(xì)管的內(nèi)徑范圍為80?120 μ m。
[0013]毛細(xì)管為熔融硅毛細(xì)管。
[0014]本實(shí)用新型的有益結(jié)果在于:
[0015]I)本實(shí)用新型提供了一種毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，在毛細(xì)管內(nèi)制作多孔擋板，進(jìn)而填充固相萃取劑，解決了一般市售固相萃取劑在毛細(xì)管內(nèi)難以固定的問題，實(shí)現(xiàn)了多種類型的商品化萃取劑在毛細(xì)管內(nèi)的直接填充和固定。
[0016]2)本實(shí)用新型具有裝置簡單、操作方便、比表面積體積比大、固相萃取劑選擇范圍寬、沒有死體積、樣品利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0017]3)本實(shí)用新型可以直接作為氣相色譜的進(jìn)樣裝置，與氣相色譜進(jìn)行聯(lián)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱萃取辛基酚的氣相色譜檢測圖；
[0020]圖3是濃度lmg/L辛基酚標(biāo)準(zhǔn)樣品的氣相色譜檢測圖。
[0021]圖中，I毛細(xì)管，2萃取劑層，3多孔擋板。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型的適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，如圖1所示，包括毛細(xì)管1，在毛細(xì)管I內(nèi)設(shè)置有多孔擋板3和萃取劑層2。多孔擋板3沿毛細(xì)管的橫截面方向通過化學(xué)鍵合作用固定，在多孔擋板3的一側(cè)固定設(shè)置有萃取劑層2。
[0023]其中，多孔擋板為溶膠-凝膠多孔擋板，萃取劑層2的長度范圍為3?10mm，萃取劑層的長度范圍可以根據(jù)具體萃取要求，在制備的過程中進(jìn)行選擇。毛細(xì)管I的內(nèi)徑選擇范圍為80-120 μ m。
[0024]毛細(xì)管I為熔融硅毛細(xì)管，它可以與溶膠-凝膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而形成結(jié)實(shí)的多孔擋板。
[0025]本實(shí)用新型中毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的制備方法如下，
[0026]1.毛細(xì)管的前處理，
[0027]在室溫條件下，用超純水沖洗毛細(xì)管30min，在毛細(xì)管內(nèi)裝入IM NaOH溶液，將裝有NaOH溶液的毛細(xì)管在40°C的氣相色譜柱箱中放置12h。取出毛細(xì)管，再用超純水在室溫條件下沖洗毛細(xì)管30min，然后裝入0.1M HCl溶液同樣在40°C氣相色譜柱箱中放置12h。取出毛細(xì)管后再依次分別用超純水、丙酮、乙醚在室溫條件下沖洗30min，最后，將毛細(xì)管在180°C條件下用氮?dú)獯祾?h。
[0028]2.毛細(xì)管內(nèi)多孔擋板的制備，
[0029]毛細(xì)管內(nèi)的多孔擋板是用溶膠-凝膠做成的。將0.5mL0.0lM的乙酸、0.2mL的四甲氧基硅烷和54mg的聚乙二醇配成混合溶液，將混合溶液勻速攪拌40min，待混合溶液基本變?yōu)橥该鲿r，就形成了溶膠-凝膠。在混合液中取Imm長度的溶膠-凝膠，將其導(dǎo)入距離毛細(xì)管入口端5_處。用聚四氟乙烯管將毛細(xì)管的兩端連接形成一個圓圈，把這個毛細(xì)管圈放入到40°C的氣相色譜柱箱中干燥24h。取出毛細(xì)管圈，打開端口，用超純水和0.2M的NaOH溶液緩慢沖洗毛細(xì)管，閉合端口再把毛細(xì)管圈放入40°C的氣相色譜柱箱中干燥24h。然后采用程序升溫處理毛細(xì)管，起始溫度為40°C，以1.(TC /min的速率升至300°C，并分別在80°C、12(TC、18(rC和300°C四個溫度下各保持4h，程序升溫后在180°C條件下將色譜柱用氮?dú)獯祾遧h，最后以-1.(TC /min的速率讓毛細(xì)管冷卻至室溫。取出毛細(xì)管，打開端口，用3-巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)沖洗毛細(xì)管內(nèi)30min。這樣，毛細(xì)管內(nèi)的多孔擋板就制作完成。
[0030]3.固相萃取吸附劑的放置
[0031]將大約lmg/ml的固相萃取吸附劑的懸浮液從入口端導(dǎo)入毛細(xì)管。少量的玻璃棉(纖維)被嵌入來阻止吸附劑從毛細(xì)管漏出。放置在毛細(xì)管內(nèi)的吸附劑的長度大約為5_。
[0032]使用本實(shí)用新型毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱進(jìn)行萃取的方法如下:
[0033]首先對所制備的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱進(jìn)行活化。在體積為2ml的樣品瓶中裝入甲醇，甲醇體積占小瓶體積的二分之一。把毛細(xì)管固相萃取柱填充有萃取劑的一端通過樣品瓶橡膠墊插入色譜檢測的小瓶中，并且將柱頭浸沒在液體中。注射器吸滿空氣，注射器的針頭穿過小瓶的隔墊，針頭處于液面上方。用注射器往小瓶中緩慢鼓氣，由于小瓶內(nèi)的壓力大于毛細(xì)管固相萃取柱內(nèi)的壓力，小瓶中的甲醇會被壓入毛細(xì)管內(nèi)、流經(jīng)其中的固相萃取劑并對其活化。然后將浸沒在甲醇中的柱頭抬升離開液面，利用液面上方空氣的壓力將柱內(nèi)的甲醇吹出。接著把毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱插入裝有超純水的小瓶中，將管內(nèi)的固相萃取劑洗凈后，用氮?dú)獯蹈?，這樣就完成了毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的活化。
[0034]接著把待測水樣裝入2ml的樣品瓶中，把毛細(xì)管固相萃取柱插入瓶子，并且將柱頭浸沒在水樣中。注射器穿透橡膠隔墊在液面上方往小瓶中緩慢鼓氣，將瓶中的水樣樣品壓入毛細(xì)管。然后將浸沒在水樣中的柱頭抬離液面用瓶內(nèi)的壓力將柱內(nèi)的殘留的水分吹出，并用氮?dú)獯蹈?，用上述的方法就完成了毛?xì)管內(nèi)固相萃取柱的上樣。因?yàn)楫?dāng)待測水樣流經(jīng)毛細(xì)管端頭的萃取劑的時候，目標(biāo)分析物就被留在了毛細(xì)管內(nèi)的萃取劑上，就完成了待測水樣的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取。
[0035]本實(shí)用新型的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，用于氣相色譜檢測時，封閉毛細(xì)管固相萃取柱的一端，把填充有吸附劑的一端直接穿透氣相色譜的進(jìn)樣隔墊，直至裝有固相萃取劑部分的毛細(xì)管完全插入進(jìn)樣室5后，利用進(jìn)樣室的高溫進(jìn)行熱脫附進(jìn)樣。然后在氣相色譜檢測裝置內(nèi)進(jìn)行分離檢測。
[0036]實(shí)施例:
[0037]用本實(shí)用新型制備的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱對濃度為0.00lmg/L的辛基酚水樣進(jìn)行固相萃取，然后將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱直接作為進(jìn)樣器進(jìn)行氣相色譜檢測分析。將檢測結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)樣品的檢測結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算出毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的富集倍數(shù)。
[0038]首先對所制備的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱進(jìn)行活化。在體積為2mL的色譜檢測用樣品小瓶中裝入甲醇，甲醇體積占小瓶體積的二分之一。把毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱填充有固相萃取劑的一端穿過樣品瓶的橡膠墊插入色譜檢測用樣品小瓶中，并且將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的柱頭浸沒在液體中。用注射器吸滿空氣，把注射器的針頭穿過色譜檢測用樣品小瓶的隔墊，針頭處于瓶內(nèi)液面上方。用注射器往小瓶中非常緩慢的鼓氣，由于樣品小瓶內(nèi)的壓力大于毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱內(nèi)的壓力，樣品小瓶中的甲醇會被壓入毛細(xì)管內(nèi)、流經(jīng)其中的固相萃取劑而對萃取劑進(jìn)行活化。然后將浸沒在甲醇中的柱頭抬升離開液面，利用液面上方空氣的壓力將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱內(nèi)殘留的甲醇吹出。接著把毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱插入裝有超純水的樣品小瓶中，將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱內(nèi)的固相萃取劑洗凈后，用氮?dú)獯蹈桑@樣就完成了毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的活化。
[0039]接著把濃度為0.00lmg/L的辛基酚水樣裝入體積為2mL的色譜檢測用樣品小瓶中，把毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱插入樣品小瓶，并且將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的柱頭浸沒在水樣中。注射器穿透橡膠隔墊在液面上方往樣品小瓶中緩慢鼓氣，利用壓力將樣品小瓶中的水樣樣品壓入毛細(xì)管。辛基酚水樣的上樣量為一管，毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的長度為10cm，根據(jù)長度為Imm的熔融娃毛細(xì)管的體積是8nL計(jì)算出辛基酹水樣的上樣體積為0.8 μ L。然后將浸沒在辛基酚水樣中的柱頭抬離液面用瓶內(nèi)的壓力將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱內(nèi)殘留的水分徹底吹出，并用氮?dú)獯蹈擅?xì)管內(nèi)固相萃取柱，用上述的方法就完成了毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱對辛基酚水樣的上樣。因?yàn)楫?dāng)水樣樣品流經(jīng)毛細(xì)管端頭的固相萃取劑的時候，目標(biāo)分析物就被截留在了毛細(xì)管內(nèi)的萃取劑上，就完成了水樣樣品的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱。
[0040]然后將毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱直接作為氣相色譜的進(jìn)樣器，封閉毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱沒有填充固相萃取劑的一端，用填充有萃取劑的一端直接穿透氣相色譜的進(jìn)樣口橡膠隔墊，直至裝有固相萃取劑部分的毛細(xì)管完全插入進(jìn)樣室后，利用進(jìn)樣室的高溫進(jìn)行熱脫附進(jìn)樣，然后在氣相色譜系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行分離檢測。氣相色譜的檢測結(jié)果如下圖2所示。
[0041]當(dāng)使用氣相色譜檢測辛基酚標(biāo)準(zhǔn)樣品時，首先，配制辛基酚濃度為lmg/L的標(biāo)準(zhǔn)樣品，采取自動進(jìn)樣的方式，進(jìn)樣量為lyL，用氣相色譜進(jìn)行檢測分析。檢測結(jié)果如圖3所
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[0042]對比采用毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱進(jìn)行萃取后辛基酚的色譜圖圖2和使用氣相色譜檢測辛基酚標(biāo)準(zhǔn)樣品的檢測結(jié)果圖3，我們發(fā)現(xiàn)毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的萃取富集效果很好。
0.00lmg/L辛基酚水樣富集后的氣相色譜檢測信號高度(扣除3倍信噪比)約為lmg/L辛基酚標(biāo)準(zhǔn)樣品信號高度的1/10左右。這表明毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱的富集倍數(shù)很高。通過計(jì)算，我們得到毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱對烷基酚類物質(zhì)的富集倍數(shù)約100倍。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，其特征在于，包括毛細(xì)管(I)，在毛細(xì)管(I)內(nèi)設(shè)置有多孔擋板(3)和萃取劑層(2)，所述的多孔擋板(3)沿毛細(xì)管的橫截面方向通過化學(xué)鍵合作用固定，在所述的多孔擋板(3)的一側(cè)固定設(shè)置有萃取劑層(2)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，其特征在于，所述的多孔擋板為溶膠-凝膠多孔擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，其特征在于，所述的萃取劑層(2)的長度范圍為3?10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，其特征在于，所述的毛細(xì)管(I)的內(nèi)徑范圍為80?120 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于氣相色譜檢測的毛細(xì)管內(nèi)固相萃取柱，其特征在于，所述的毛細(xì)管(I)為熔融娃毛細(xì)管。
【文檔編號】G01N30/60GK203858231SQ201420175599
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】張洛紅, 馮珮 申請人:西安工程大學(xué)