一種樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法
【專利摘要】本發(fā)明提供的基于水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的固相萃取法包括以下步驟，1）水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的制備：聚丙烯腈以N,N-二甲基甲酰胺溶解，制成電紡溶液，以靜電紡絲法制備成基底納米纖維；將基底納米纖維浸置于水合肼中，90℃～94℃下反應(yīng)2～5小時(shí)，之后以水和乙醇各清洗2～3次，60℃晾干，即得水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；2）樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的萃?。簩⑺想鹿δ芑郾╇婕{米纖維安裝在膜盤式固相萃取儀上，或裝填于固相萃取小柱內(nèi)，樣品溶液通過(guò)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，酚類內(nèi)分泌干擾物即被吸附在納米纖維上，樣品基質(zhì)不影響目標(biāo)物的檢測(cè)，萃取效率較已商業(yè)化生產(chǎn)的固相萃取小柱大為提高。
【專利說(shuō)明】一種樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法。屬于分析化學(xué)中的樣品預(yù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前內(nèi)分泌干擾物(Endocrine disrupting chemicals, EDCs)的環(huán)境污染已成為全球性的重大問(wèn)題，EDCs進(jìn)入人體內(nèi)將嚴(yán)重干擾天然激素維持體內(nèi)平衡和調(diào)節(jié)發(fā)育，環(huán)境樣品中EDCs的監(jiān)測(cè)十分重要。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(USEPA)在1998年8月公布了從86000種商用品和化學(xué)品中篩選出的67種(類)危及人體和生物的EDCs，其中酚類EDCs主要是雙酚A、烷基酚類、己烯雌酚及其代謝物等。
[0003]環(huán)境實(shí)際樣品基體復(fù)雜、目標(biāo)物含量極低(yg/L)，必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理(Pretreatment)完成干擾成分的去除及目標(biāo)物的富集，將原始樣品制備成待測(cè)樣品(SampIe preparation),方可進(jìn)行后續(xù)的分析檢測(cè)。樣品預(yù)處理對(duì)樣品分析的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度有極大影響，甚至決定了后續(xù)分析可行性，是決定分析結(jié)果可靠性的關(guān)鍵因素，是分析方法的必要部分和重要環(huán)節(jié)。具有溶劑使用量少、操作簡(jiǎn)便快速、選擇性高、重現(xiàn)性好、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作等優(yōu)勢(shì)的固相萃取法(Solid Phase Extraction, SPE),符合樣品處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，是樣品處理【技術(shù)領(lǐng)域】的研究熱點(diǎn)。
[0004]SPE技術(shù)基于萃取介質(zhì)對(duì)目標(biāo)物的吸附作用，吸附介質(zhì)(sorbents)是技術(shù)的核心，其吸附效能是高效萃取目標(biāo)物的關(guān)鍵，是由吸附介質(zhì)的性質(zhì)決定的。其中，吸附介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(chemical properties)決定其對(duì)目標(biāo)物的保留性質(zhì),根據(jù)“相似相容”原理，吸附介質(zhì)材料的種類不同(types of materials),其分子結(jié)構(gòu)必不同,化學(xué)性質(zhì)則不同,對(duì)目標(biāo)物的保留性質(zhì)則各異；而吸附介質(zhì)的形態(tài)性質(zhì)(morphological properties)即其形式(formats or configuration),如尺寸/尺度、表面形態(tài)、形貌等,則與吸附效率密切相關(guān)。
[0005]SPE介質(zhì)與目標(biāo)物形成多種保留性質(zhì)有利于提高吸附過(guò)程的選擇性，而吸附效率則與SPE過(guò)程的實(shí)際吸附容量直接相關(guān)，兩方面須兼有，方能達(dá)到樣品預(yù)處理的目的干擾成分的去除及目標(biāo)物的富集。因此，吸附選擇性和吸附容量是SPE吸附介質(zhì)的核J Li'效能指標(biāo)。
[0006]聚丙烯腈(polyacrylonitrile, PAN)骨架除含有大量的氰基結(jié)構(gòu)之外,還有少量的甲基丙烯酸酯和衣康酸的成分，能與多種試劑作用生成不同的官能團(tuán)，有很大的功能化改性空間，如可與水合肼反應(yīng)生成氨基腙，或鹽酸羥胺氨肟化，帶入大量的N原子可與金屬離子配位，或亞氨基質(zhì)子化與陰離子形成靜電相互作用；亦可與二乙基三胺及氯乙酸分別反應(yīng)，同時(shí)修飾上氨基和羧基官能團(tuán)，且其骨架本身含有的中等極性的氰基也是與目標(biāo)物作用的功能基團(tuán)。PAN便于官能團(tuán)修飾進(jìn)行功能化，形成適應(yīng)于不同目標(biāo)物性質(zhì)的不同保留性質(zhì)。
[0007]在SPE介質(zhì)的形態(tài)性質(zhì)方面，納米纖維獨(dú)特的形態(tài)性質(zhì)、尤其是其納米結(jié)構(gòu)帶來(lái)的特殊效應(yīng)，使其具有不同于常規(guī)微米級(jí)SPE介質(zhì)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，極具“優(yōu)越萃取介質(zhì)”的潛質(zhì):納米纖維與其它物質(zhì)的相互滲透力極強(qiáng)，目標(biāo)分子與其作用的厚度很小，分子在纖維中擴(kuò)散快，從而縮短了吸附及洗脫時(shí)間；巨大的比表面積使得目標(biāo)物在固液兩相間有高的分配系數(shù)，也使得數(shù)毫克量的纖維就足以完成吸附，洗脫溶劑的用量也相應(yīng)可大為減少，采用幾十微升的溶劑就可以將已吸附的分析物洗脫下來(lái)。
[0008]綜上，本發(fā)明兼顧SPE介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)，提供一種基于水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，用于樣品預(yù)處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明提供一種基于水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的固相萃取法，進(jìn)行多種實(shí)際樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的萃取，完成高選擇性高效率的樣品預(yù)處理。
[0010]技術(shù)方案:本發(fā)明提供的一種樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是該方法包括以下步驟:
[0011]1.)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的制備:聚丙烯腈以N，N-二甲基甲酰胺溶解，制成電紡溶液，以靜電紡絲法制備成基底納米纖維；將基底納米纖維浸置于水合肼中，90°C?94°C下反應(yīng)2?5小時(shí)，之后以水和乙醇各清洗2?3次，60°C晾干，即得水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；
[0012]2.)樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的萃取:將水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維安裝在膜盤式固相萃取儀上，或裝填于固相萃取小柱內(nèi)；水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維依次經(jīng)活化溶劑與水的循環(huán)洗滌；取待檢樣品，經(jīng)沉淀、過(guò)濾、研磨、勻漿、超聲、沉淀蛋白、水解蛋白或脫脂初步處理，或經(jīng)如前的兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上的初步處理；以無(wú)機(jī)酸堿、有機(jī)酸堿或緩沖溶液調(diào)節(jié)PH值至酚類內(nèi)分泌干擾物的pKa±2，和/或加入無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽調(diào)節(jié)離子強(qiáng)度，降低酚類內(nèi)分泌干擾物在水相中的分配系數(shù)，制成水性基質(zhì)的樣品溶液；取樣品溶液加在如前處理過(guò)的水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維上，靜置I?5分鐘后，連續(xù)流動(dòng)或“流動(dòng)-停止-流動(dòng)”間歇式地通過(guò)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，酚類內(nèi)分泌干擾物即被吸附在水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；抽真空或高速離心，使殘留的樣品中的水完全脫離水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；以清洗劑淋洗水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，去除可能與酚類內(nèi)分泌干擾物共同吸附的雜質(zhì)；抽真空或高速離心，使清洗劑帶入的殘留水分完全脫離水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；以洗脫劑將酚類內(nèi)分泌干擾物從水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維上洗脫下來(lái)，進(jìn)行分析檢測(cè)。
[0013]所述的水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維依次經(jīng)活化溶劑與水的循環(huán)洗滌，其循環(huán)洗滌的次數(shù)為2?3次，水-活化溶劑-水依次加在水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維上，其中活化溶劑靜置I?5分鐘后、水不經(jīng)靜置，連續(xù)地通過(guò)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，再離心或抽真空使殘留的活化溶劑或水完全脫離水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維。
[0014]所述的待檢樣品包括水體樣品、土壤、血液、尿液、動(dòng)物組織或植物。
[0015]所述的活化溶劑為乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或二甲亞砜。
[0016]所述的清洗劑為無(wú)機(jī)酸或堿、有機(jī)酸或堿的水溶液、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、四氫呋喃或N，N- 二甲基甲酰胺，或其中兩種或兩種以上的混合溶液。
[0017]所述的洗脫劑為乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、無(wú)機(jī)酸或堿、有機(jī)酸或堿的水溶液，或其中兩種或兩種以上的混合溶液。
[0018]有益效果:本發(fā)明提供的基于水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的固相萃取法，僅用數(shù)毫克的納米纖維，數(shù)百微升的洗脫溶劑，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種實(shí)際樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的高選擇性高效萃取，樣品基質(zhì)不影響目標(biāo)物的檢測(cè)，萃取效率較已商業(yè)化生產(chǎn)的固相萃取小柱大為提聞。
【具體實(shí)施方式】
[0019]通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的權(quán)利要求不僅限于實(shí)施例。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]樣品:環(huán)境水樣
[0022]目標(biāo)物質(zhì):己烯雌酚
[0023]稱取2.0mg水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維裝入膜盤式固相萃取儀，水一甲醇一水(各100 μ L)活化洗滌，其中甲醇靜置3分鐘；抽真空使水和甲醇完全從納米纖維脫離；50mL環(huán)境水樣過(guò)濾后，以鹽酸調(diào)節(jié)pH至7.0,以3mL/min速度連續(xù)通過(guò)納米纖維,抽真空脫水；200 μ L0.01mol/L乙酸水溶液清洗后，抽真空脫水；200 μ L甲醇洗脫吸附于納米纖維上的己烯雌酚，取洗脫液行高效液相色譜-紫外吸收檢測(cè)。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]樣品:尿液
[0026]目標(biāo)物質(zhì):雙酚Α、辛基酚、壬基酚。
[0027]稱取4.0mg水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維裝入膜盤式固相萃取儀，水一氯仿一水(各IOOyL)活化洗滌，其中氯仿靜置2分鐘；抽真空使水和氯仿完全從納米纖維脫離；20mL尿液過(guò)濾后,加0.1g氯化鈉調(diào)節(jié)離子強(qiáng)度，以2mL/min速度連續(xù)通過(guò)納米纖維,抽真空脫水；300yL甲醇-水(20:80，v/v)清洗后，抽真空脫水；300yL甲醇仿洗脫吸附于納米纖維上的雙酚A，300 μ L氯仿洗脫吸附于納米纖維上的辛基酚和壬基酚，揮干溶劑后以200 μ L流動(dòng)相復(fù)溶，取溶液行高效液相色譜-紫外吸收檢測(cè)。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]樣品:大棚覆膜蔬菜
[0030]目標(biāo)物質(zhì):雙酚A
[0031]稱取4.0mg水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維填入固相萃取小柱，水一丙酮一水一丙酮一水(各200 μ L)活化洗滌，其中丙酮靜置2分鐘；抽真空使水和丙酮完全從納米纖維脫離；10.0g樣品加50mL水勻漿、沉淀、過(guò)濾后，以3mL/min速度流動(dòng)-停止-流動(dòng)-停止-流動(dòng)，間歇式地通過(guò)納米纖維，抽真空脫水；200 μ L正己烷、200 μ L0.01mol/L乙酸水溶液依次清洗后，抽真空脫水；200 μ L甲醇洗脫吸附于聚吡咯納米纖維上的堿性橙，取洗脫液行液相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是該方法包括以下步驟: 1.)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維的制備:聚丙烯腈以N，N-二甲基甲酰胺溶解，制成電紡溶液，以靜電紡絲法制備成基底納米纖維；將基底納米纖維浸置于水合肼中，90°C?94°C下反應(yīng)2?5小時(shí)，之后以水和乙醇各清洗2?3次，60°C晾干，即得水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；
2.)樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的萃取:將水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維安裝在膜盤式固相萃取儀上，或裝填于固相萃取小柱內(nèi)；水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維依次經(jīng)活化溶劑與水的循環(huán)洗滌；取待檢樣品，經(jīng)沉淀、過(guò)濾、研磨、勻漿、超聲、沉淀蛋白、水解蛋白或脫脂初步處理，或經(jīng)如前的兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上的初步處理；以無(wú)機(jī)酸堿、有機(jī)酸堿或緩沖溶液調(diào)節(jié)PH值至酚類內(nèi)分泌干擾物的pKa±2，和/或加入無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽調(diào)節(jié)離子強(qiáng)度，降低酚類內(nèi)分泌干擾物在水相中的分配系數(shù)，制成水性基質(zhì)的樣品溶液；取樣品溶液加在如前處理過(guò)的水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維上，靜置I?5分鐘后，連續(xù)流動(dòng)或“流動(dòng)-停止-流動(dòng)”間歇式地通過(guò)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，酚類內(nèi)分泌干擾物即被吸附在水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；抽真空或高速離心，使殘留的樣品中的水完全脫離水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；以清洗劑淋洗水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，去除可能與酚類內(nèi)分泌干擾物共同吸附的雜質(zhì)；抽真空或高速離心，使清洗劑帶入的殘留水分完全脫離水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維；以洗脫劑將酚類內(nèi)分泌干擾物從水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維上洗脫下來(lái)，進(jìn)行分析檢測(cè)。 2.如權(quán)利要求1所述的樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是所述的水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維依次經(jīng)活化溶劑與水的循環(huán)洗滌，其循環(huán)洗滌的次數(shù)為2?3次，水-活化溶劑-水依次加在水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維上，其中活化溶劑靜置I?5分鐘后、水不經(jīng)靜置，連續(xù)地通過(guò)水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維，再離心或抽真空使殘留的活化溶劑或水完全脫離水合肼功能化聚丙烯腈納米纖維。
3.如權(quán)利要求1所述的樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是所述的待檢樣品包括水體樣品、土壤、血液、尿液、動(dòng)物組織或植物。
4.如權(quán)利要求1所述的樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是所述的活化溶劑為乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或二甲亞砜。
5.如權(quán)利要求1所述的樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是所述的清洗劑為無(wú)機(jī)酸或堿、有機(jī)酸或堿的水溶液、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、四氫呋喃或N，N- 二甲基甲酰胺，或其中兩種或兩種以上的混合溶液。
6.如權(quán)利要求1所述的樣品中酚類內(nèi)分泌干擾物的固相萃取法，其特征是所述的洗脫劑為乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、無(wú)機(jī)酸或堿、有機(jī)酸或堿的水溶液，或其中兩種或兩種以上的混合溶液。
【文檔編號(hào)】B01J20/26GK103816695SQ201410064566
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】許茜, 周方晴, 李曉晴, 祁菲菲, 楊碧漪, 高海濤 申請(qǐng)人:東南大學(xué)