專利名稱：微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)分析儀器測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及高效實(shí)用的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，適用于生物、環(huán)境、食品和醫(yī)藥等具有復(fù)雜基質(zhì)的樣品中痕量目標(biāo)化合物的提取、凈化、分離和富集萃取。
背景技術(shù)：
具有復(fù)雜基體樣品中痕量目標(biāo)化合物的檢測(cè)常常需要進(jìn)行多步樣品前處理，才能進(jìn)入儀器進(jìn)行分析。傳統(tǒng)的樣品前處理方法主要有固相萃取、液-固萃取、液-液萃取、索氏抽提、超聲波輔助提取等，存在不同程度的局限性，如操作過(guò)程繁雜、耗時(shí)、兼容性和穩(wěn)定性差、有機(jī)溶劑消耗大、分離效率低等。此外，由于復(fù)雜基質(zhì)樣品中往往背景干擾大而無(wú)法測(cè)定痕量濃度的目標(biāo)化合物。中空纖維-液相微萃取(HollowFiber-Liquid Phase Micro-extraction,HF-LPME)是一種新型的樣品前處理技術(shù)。HF-LPME是一項(xiàng)集提取、分離、純化和濃縮于一體的技術(shù)，該技術(shù)利用中空纖維的微孔限制大分子不能進(jìn)入萃取相從而減少基質(zhì)干擾，且中空纖維為一次性使用可避免交叉污染問(wèn)題，具有有機(jī)溶劑消耗量少、凈化效率高、操作步驟簡(jiǎn)便、易于與其它多種分析儀器聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于環(huán)境、生物樣品。但是，HF-LPME的萃取效率取決于待測(cè)組分在萃取相中的溶解度，而且現(xiàn)有的兩相微萃取模式中分析物以吸附或被動(dòng)擴(kuò)散方式進(jìn)入萃取相中，不僅傳質(zhì)速率低，平衡時(shí)間長(zhǎng)，并且分析物無(wú)法快速?gòu)臉悠坊w中游離出來(lái)。微波輔助萃取(Microwave Assisted Extraction, MAE)是一種通過(guò)微波能來(lái)提高目標(biāo)物萃取效率的新型樣品前處理技術(shù)。MAE以微波電磁場(chǎng)作用下微觀粒子瞬時(shí)極化產(chǎn)生摩擦和碰撞所帶來(lái)的大量熱能以及傳質(zhì)速度的提高，不同物質(zhì)對(duì)微波能的吸收程度不同，即微波可選擇性對(duì)各組分進(jìn)行加熱，促使目標(biāo)物從基體分離，進(jìn)入到萃取相中，從而實(shí)現(xiàn)分析物的快速、高效提取。MAE因具有高選擇性、萃取效率高、快速、適合于熱不穩(wěn)定物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，常常被應(yīng)用于紡織品、水樣、沉積物、土壤、中藥等樣品的前處理過(guò)程中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效、簡(jiǎn)易的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其可以消除液相萃取中樣品基質(zhì)存在的生物大分子、蛋白質(zhì)和脂類帶來(lái)的干擾，提高中空纖維液相微萃取作為樣品前處理方法的傳質(zhì)速率和富集萃取效率、重現(xiàn)性以及回收率、縮短平衡時(shí)間。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該種微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置的應(yīng)用。本發(fā)明的操作快速、簡(jiǎn)便、成本低，通過(guò)在已有一端封口的中空纖維管中注入一定量的有機(jī)溶劑后將另一端封口，并將中空纖維管固定在硅膠片上并將其置于樣品小瓶中形成萃取裝置。當(dāng)將中空纖維管置于樣品供相溶液中，在微波爐上給予一定的微波能量和在磁力攪拌器上攪拌一段時(shí)間，微波選擇性對(duì)樣品中各組分進(jìn)行加熱，促進(jìn)目標(biāo)化合物從樣品基質(zhì)中分離并利用中空纖維的微孔限制大于某特定分子量的分子，目標(biāo)化合物經(jīng)過(guò)中空纖維管上的微孔進(jìn)入到萃取相中，再通過(guò)有機(jī)溶劑相的富集萃取，最后直接將管內(nèi)剩余的有機(jī)溶劑吸取至進(jìn)樣小瓶即可。上述微波輔助-中空纖維-液/液-微萃取裝置解決了復(fù)雜樣品基質(zhì)中大分子、蛋白質(zhì)和部分脂類干擾物質(zhì)對(duì)痕量目標(biāo)化合物分析的影響和避免了目標(biāo)化合物交叉污染問(wèn)題。上述微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置中，中空纖維的材料可以是一切具有孔徑范圍在納米級(jí)至微米級(jí)的微孔中空纖維管。上述微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置中，接受相中的有機(jī)溶劑可以是一切對(duì)目標(biāo)化合物具有萃取功能且揮發(fā)性較小的有機(jī)溶劑。


圖1是本發(fā)明微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置；
圖2是牛奶樣品(加標(biāo)濃度為2 μ g/kg)經(jīng)微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置萃取后進(jìn)樣的MRM圖(液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析)。
具體實(shí)施例方式為了提高微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置對(duì)目標(biāo)化合物的萃取效果的影響，有效利用中空纖維管以分子量大小截留分子的特點(diǎn)，提高對(duì)目標(biāo)化合物的富集倍數(shù)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化:一是選擇不同的有機(jī)溶劑，如選擇與中空纖維管有較強(qiáng)的親和力、對(duì)待分析的目標(biāo)化合物有較好的溶解性的有機(jī)溶劑，可使該溶劑易于進(jìn)入中空纖維管壁的孔隙中并能保持穩(wěn)定且易于萃取上目標(biāo)化合物；二是可通過(guò)改變微波功率和微波時(shí)間，通過(guò)產(chǎn)生大量熱能，提高樣品中目標(biāo)化合物的傳質(zhì)速率，縮短目標(biāo)化合物在兩相間的平衡時(shí)間，提高萃取效率；三是可改變樣品溶液中供相的離子強(qiáng)度，通過(guò)加入一些鹽(通常為氯化鈉)與水分子形成水合離子，減少了待萃取物質(zhì)與水分子的結(jié)合，使待萃取物質(zhì)更多地游離于供相中，進(jìn)而使化合物更容易向接受相中轉(zhuǎn)移，即離子強(qiáng)度改變了化合物在供相和接受相中的分配系數(shù)，提高對(duì)目標(biāo)化合物的萃取效率；四是可改變磁力攪拌器的攪拌速度，通過(guò)改變中空纖維管外的樣品供相溶液不斷更新，加快目標(biāo)化合物的傳質(zhì)過(guò)程，提高萃取效率。實(shí)施例1 (采用微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置結(jié)合LC-MS/MS測(cè)定牛奶樣品中的諾酮類、磺胺類和大環(huán)內(nèi)酯類共27種抗生素化合物)
將中空纖維管剪成小段(約5 cm)，用甲醇/水(v:v =1:1)超聲清洗20 min，再用丙酮溶液超聲清洗5 min，晾干后，用封口機(jī)將一端封口，備用。稱取試樣15 g(精確到0.01g)，置于50mL具螺旋蓋聚丙烯離心管中，加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，1.5 g三氯乙酸,渦旋混勻30 s后，在4 0C ,14000 r/min下離心10 min。收集上清液于另一個(gè)50mL離心管，并用氫氧化鈉溶液調(diào)pH至7.0，旋緊螺旋蓋，渦旋混勻30 S，再在4 °C、14000 r/min下離心10 min,吸取清液于另一個(gè)50mL離心管并用水定容至15mL,再將其轉(zhuǎn)移至20mL放有微型攪拌子的平底樣品瓶中，待卒取。將中空纖維管浸入正辛醇/甲苯溶液中超聲10 min，使中空纖維管壁上的孔隙中充滿有機(jī)溶劑。用微量注射器將中空纖維管腔內(nèi)的溶劑吸出，僅使纖維管壁及微孔充滿溶齊U，然后用注射器吸取50 μ L的正辛醇/甲苯溶液(ν:ν =1:1)，將注射器針頭從中空纖維管一端插入其內(nèi)腔中，推動(dòng)注射器活塞，將有機(jī)溶劑推入中空纖維管的內(nèi)腔中，并將端口封住。中空纖維管一端固定于硅膠片上，使裝有溶劑的中空纖維管全部浸沒(méi)于供相溶液中，再將樣品瓶至于微波爐中，于400W微波功率下微波10 s,取出置于磁力攪拌器上,500 r/min攪拌3 min,重復(fù)操作四次,萃取時(shí)間12.67 min:收集中空纖維管內(nèi)剩余的全部溶劑至內(nèi)插管中，并于氮?dú)鉂饪s儀吹干，最后用(V: v=l:4)的甲醇/水溶液定容至IOOyL,供LC-MS/MS測(cè)定。
權(quán)利要求
1.一種微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其特征在于它包括:中空纖維管材料、有機(jī)溶劑、硅膠片、磁力攪拌子、磁力攪拌器和微波爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置的制備方法，包括以下步驟:(I)將中空纖維管清洗晾干后用封口機(jī)對(duì)其中一端進(jìn)行封口，(2)將一定量的有機(jī)溶劑注入中空纖維管內(nèi)，(3)再將另一端封口后固定在硅膠片上，(4)將中空纖維管置于樣品小瓶中制備成微萃取裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其特征在于中空纖維的材料可以是一切具有孔徑范圍在納米級(jí)至微米級(jí)的微孔中空纖維管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其特征在于有機(jī)溶劑與中空纖維管有較強(qiáng)的親和力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其特征在于所述的有機(jī)溶劑與待分析的目標(biāo)化合物有較好的溶解性、有適當(dāng)?shù)酿ざ?、揮發(fā)性低和極性較小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其特征在于微波爐可以是一切具有915兆赫或2450兆赫的家用微波爐或?qū)I(yè)微波合成設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置，其特征在于應(yīng)用于樣品前處理的提取、凈化、分離和富集。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波輔助-中空纖維-液/液微萃取裝置及其應(yīng)用。首先選擇截留大于特定分子量分子的中空纖維管并裁成適合長(zhǎng)度的小管，注入一定量的有機(jī)溶劑并封端，將其固定在硅膠片上并置于樣品小瓶中。將樣品供相溶液以上述萃取裝置進(jìn)行萃取。本發(fā)明依據(jù)中空纖維管孔徑大小可簡(jiǎn)便、高效地截留及分離無(wú)效生物大分子的特點(diǎn)，與液/液微萃取聯(lián)用實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜基質(zhì)樣品中痕量目標(biāo)化合物的同步分離、萃取、凈化和富集，同時(shí)與微波輔助聯(lián)用縮短了平衡時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快速、高效的目的。本發(fā)明制備成本低廉，易于操作，不僅適用于復(fù)雜樣品分析，如生物組織和食品樣品，還可應(yīng)用于痕量濃度的樣品目標(biāo)化合物的分離、萃取和富集，生物分子的分離、純化或制備。
文檔編號(hào)G01N1/34GK103083940SQ20121036850
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者張毅, 林珊珊, 岳振峰, 鄭宗坤, 趙鳳娟 申請(qǐng)人:深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局食品檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心