除去多环芳烃的方法

专利名称：除去多环芳烃的方法
技术领域：
本发明涉及提取多环芳烃的方法。
背景技术：
图1表示了一些常规多环芳烃的化学结构。多环芳烃(PAH)可以在有机材料受热 时形成，并且有时候是在用于人类消耗的材料例如熏制食品、烧烤食品或者烟草产品中发 现的。因为许多的多环芳烃是已知的或者被怀疑为致癌物质，因此令人期望的是能够将它 们从这样的材料中除去。苯并[a]芘是一种典型的多环芳烃和已知的致癌物质。在一些用于除去多环芳烃的方法中，首先需要使用提取介质，来将多环芳烃从它 们存在于其中的材料中提取出来，然后从该提取介质中除去。该提取介质可以提取所述材 料的其他成分，并且期望的是将这些其他成分返回到所述材料和除去该提取介质，以使得 其他提取成分的损失最小。在这样的方法中，要求多环芳烃是选择性的从提取介质中除去 的，例如使用选择性吸收剂。这里还存在着这样的情形，在其中将多环芳烃溶解在液体中，并且需要从其中除 去。例如，期望的是从污染的植物或者动物油或者精油中除去多环芳烃。在其他情形中，提取的目的可以是分析的，以量化该材料中的多环芳烃的含量。在 某些分析方法中，首先使用提取介质从材料中提取多环芳烃，然后吸附到吸附剂上。该多环 芳烃然后可以用洗提溶剂从该吸收剂中释放出来，并且进行量化。有时候，在该多环芳烃释 放之前，可以使用一个或者多个清洗步骤来选择性释放其他所结合的化合物。在这样的方 法中，令人期望的是该吸收剂是选择性的，目的是消除其他成分，该其他成分会扭曲或者干 扰所述的分析。分子印迹聚合物(MIP)是一类选择性吸收剂。分子印迹聚合物是这样的聚合物， 其是在模板分子存在下制备的，导致形成了这样的位置，该位置与模板是互补的，并且能够 选择性的结合该模板和其他功能相关的分子。但是，迄今为止，MIP没有在多环芳烃提取中 获得广泛的使用。

发明内容
本发明基于这样的发现，S卩，在低极性介质存在下，将多环芳烃与分子印迹聚合物 接触时，分子印迹聚合物对于多环芳烃的选择性的表现是令人惊讶的良好的。因此，本发明提供一种除去至少一种多环芳烃的方法，该方法包括在低极性介质 存在下，将该烃与对该烃选择性的分子印迹聚合物进行接触。本发明所用的优选的介质是低极性的，或者具有基本上不明显的极性，它们的介 电常数是8或者更低，例如1-8，例如1-6，例如1-4，和例如1-2. 5。理想的，该介质的介电 常数小于4，并且最有利的是小于2. 5。例如超临界二氧化碳(其介电常数取决于压力是 1-1.8)在本发明的一些应用中是优选的。虽然不希望受限于任何理论，但是我们相信低极性的溶剂更适于提取多环芳烃，因为多环芳烃本身是非常低的极性的。另外，用低极性溶剂从有机产物例如食品和植物材 料等复杂混合物中提取多环芳烃通常降低了从其中所提取的其他化合物的数目，因为这样 的混合物倾向于包含更大极性的成分，例如碳水化合物和蛋白质，其在低极性介质中的溶 解性低于低极性成分的溶解性。本发明的一种应用是从烟草材料或者烟草材料的衍生材料(例如其提取物)除去 多环芳烃。该烟草材料可以是烟草，非烟草的材料，或者烟草和非烟草材料的混合物。非烟 草材料的例子是干燥的和固化的植物材料，包括水果材料，和合成的烟草材料(例如可以 由藻酸盐和产生气雾剂的物质例如乙二醇来生产的合成的烟草材料)。在烟草材料包含烟 草的情况中，该烟草可以是任何合适的类型，或者其混合物，包括空气固化的，火烤的，烟道 固化的，或者晒干的叶片或者茎干，并且可以是已经使用了任何适当的方法进行加工了的。 例如，该烟草可以是切割的，切碎的，膨胀的或者再造的。因此本发明具体的提供一种从烟草材料或者其衍生物中除去至少一种多环芳烃 的方法，该方法包括在低极性介质存在下，将该烟草材料或者其衍生物与对所述烃选择性 的分子印迹聚合物接触。本发明还适用于从烟草材料或者其衍生物之外的材料中除去多环芳族化合物，例 如是从下面的材料中除去非烟草植物材料和其提取物，食品材料和调味剂，特别是植物 油、动物油、精油、分馏木材的首馏分、焦油提取物或者其任意混合物。在本发明优选的方法中，将含有多环芳烃的材料与提取介质接触，由此该烃和其 他可溶性或者部分可溶性成分基本上溶解到该提取介质中，并且该方法进一步包括步骤 将该其他成分返回到所述的材料。提取介质可以是溶剂、溶剂混合物、超临界流体或者超临界流体和一种或多种溶 剂的混合物。在该提取介质是低极性的情况中，所述烃是通过将介质与分子印迹聚合物接 触，来从介质中提取的。本发明所以具体的提供一种从含有多环芳烃的材料中提取该烃的方法，其中将该 材料与低极性提取介质接触，来从该材料中提取烃，并且将该含有烃的提取介质与分子印 迹聚合物接触，来除去该烃。在提取介质是极性的情况中，该提取介质的极性应当降低，优选降低到介电常数 小于大约8，例如在它与分子印迹聚合物接触来除去烃之前，通过将该提取介质与低极性溶 剂混合来降低。本发明因此具体包括一种从材料中提取多环芳烃的方法，该方法包括步骤 将该含有多环芳烃的材料与提取介质接触，来从该材料中提取烃，将该提取介质的极性降 低到介电常数小于大约8，和将该含有烃的提取介质与分子印迹聚合物接触，来除去该烃。


图1表示了普通多环芳烃的例子。图2示例性的表示了一种再循环装置，用于从烟草或者其他材料中除去多环芳烃。图3表示了随着甲醇量的增加，苯并[a]芘在乙酸乙酯和甲醇混合物中的容量因 子k，。图4表示了随着环己烷量的增加，苯并[a]芘在乙酸乙酯和环己烷混合物中的容量因子k’。图5表示了当二氯甲烷和乙酸乙酯用作制备分子印迹聚合物的致孔剂时，在色谱 法试验中峰形的差异。图6表示了随着环己烷量的增加，印迹和非印迹聚合物在乙酸乙酯和环己烷混合 物中的容量因子k’。图7表示了烟草环己烷提取物的GC-MS全扫描指纹，这里a)是未处理的提取物， b)是在通过基于EDMA聚合物的MIP之后的提取物，和c)在通过基于DVB聚合物的MIP之 后的提取物。
具体实施例方式本发明涉及一种从不同的材料中，例如从烟草材料，食品材料，植物材料，植物提 取物和调味剂中除去多环芳烃的方法。本发明具体的，但非排它的，适于与下面的任何一 种物质一起来进行，即烟草材料，食品材料，包括任何的能够被动物(包括人)食用或者 饮用来提供营养或者愉悦感的物质；调味剂，包括这样的试剂，其典型的加入到材料中来增 加香味和/或味道，例如分馏木材的首馏分(其可以通过燃烧木材，并且用提取介质来提 取所形成的烟雾来获得)；植物材料，其可以来源于植物的任何一部分，例如花、茎、叶或者 根；任何的植物油，特别是甘油三酯油，其来源于一种或多种植物，并且任选的包含另外的 成分；任何的动物油，特别是甘油三酯油，其来源于一种或多种动物，并且任选的包含另外 的成分；和精油，例如获自植物的挥发性香味化合物的混合物，无论是通过蒸气蒸馏还是通 过其他蒸馏所获得的该混合物。本发明优选用于提取这样的多环芳烃，其具有至少两个稠合的芳族环。在一些实 施方案中，该多环芳烃具有四个或者更多个芳族环。在本发明的一种实施方案中，该方法包括用低极性提取介质接触，例如提取固体 或者液体材料并且将该提取物与分子印迹聚合物接触，该分子印迹聚合物具有至少一个 芳族环，对于多环芳烃是选择性的。将该提取物任选的返回到所述材料中，并且除去提取介 质。在本发明的一种实施方案中，所述材料是液体例如植物油，动物油或者精油或者 其混合物，其任选的用低极性介质稀释，来形成低极性混合物，然后与具有至少一个芳环的 分子印迹聚合物接触。该低极性介质可以用来降低所述液体的粘度，使得它流过分子印迹 聚合物粒子的填充塔。然后任选的除去该低极性介质。无论何时当所述材料不用低极性介 质稀释时，该材料本身形成了低极性混合物。在本发明的一些实施方案中，除去多环芳烃的目的是量化它们的含量。在本发明的一种实施方案中，材料，例如烟草材料或者其提取物，食品材料，调味 剂或者植物材料是用低极性提取介质来提取的。在一些实施方案中，将所述材料溶解在低 极性提取介质中。将该提取物和/或含有所述材料的低极性介质与分子印迹聚合物接触， 并将该多环芳烃吸附到分子印迹聚合物上。该提取物然后任选的返回所述材料。可以进行 此，来将其他提取的化合物返回到所述材料。该分子印迹聚合物任选是用一种或多种溶剂 或者溶剂混合物或者超临界流体清洗的，其然后返回到所述材料。该低极性提取介质和清 洗溶剂或者超临界流体然后任选的从所述材料中除去。
在一种实施方案中，将该多环芳烃或者含有多环芳烃的产物溶解到液体中，并且 需要从其中除去多环芳烃。例如期望的是可以从植物或者动物油，精油，蜡，烹饪脂肪例如 黄油，人造黄油，椰子脂肪等中除去多环芳烃。在本发明的一些方面中，所述材料是一种或多种食品材料，一种或多种调味剂或 者一种或多种植物材料或者由其衍生的材料，例如提取物。在其他方面中，该材料是烟草材 料或者其提取物。在本发明的一些实施方案中，该低极性提取介质选自超临界流体例如超临界二氧 化碳，烃例如环己烷、庚烷或者甲苯，乙酸乙酯，二乙醚，植物或者动物油或者其混合物。在本发明的一些实施方案中，多环芳烃是用再生溶剂来从分子印迹聚合物中释放 出来的，以使得该分子印迹聚合物能够重新使用。在本发明的一种实施方案中，低极性介质 会被极性或者低极性介质包围。在本发明的一种实施方案中，烟草或者其他烟草材料，或者其提取物的样品是用 超临界二氧化碳来提取的，并且将该提取物与分子印迹聚合物接触，来从该超临界提取物 中除去多环芳烃。在本发明的一种实施方案中，提取物然后返回到烟草样品中，用于一个或 多个另外的提取周期。在本发明的一种实施方案中，重复所述的提取周期，直到多环芳烃的 含量已经降低到期望的水平。该期望的水平会依赖于烟草的目标用途。图2示例性的表示 了用于此目的一种装置。图2示例性的表示了用于除去烟草或者其他材料的多环芳烃的装置的一个例子。 该多环芳烃是使用超临界介质来截留到用分子印迹聚合物填充的截留塔(1)。该装置包含 压力泵(2)、再循环泵(3)、提取室(提取器)(4)，例如用所述材料填充的半制备性HPLC(高 性能液相色谱)塔(10x150mm)，用MIP填充的截留塔(1) (4. 6x50mm)，能够通过所处理材 料的再循环来调整背压的针形阀(5)和目的是在提取之后释放压力的限流阀(6)。来自该 限流阀的流出物可以穿过用合适的溶剂填充的汇集瓶(7)中，用于潜在的截留所提取的成 分。任选的可以存在加热器(8)。在本发明的一些方面中，多环芳烃是用再生溶剂来从分子印迹聚合物中释放出来 的，并且重新使用该分子印迹聚合物。在本发明的一种实施方案中，液体或者固体材料是用低极性提取介质来提取的。 将该提取物与分子印迹聚合物接触，并且将该多环芳烃吸附到分子印迹聚合物上。该分子 印迹聚合物任选的是用一种或多种溶剂或者溶剂混合物清洗的，并且该多环芳烃是用洗提 溶剂来从分子印迹聚合物中释放出来的，并且可以进行量化。在本发明的一些实施方案中， 该材料是一种或多种食品材料、一种或多种调味剂或者一种或多种植物材料。在本发明的一些方面中，该低极性提取介质是超临界流体例如超临界二氧化碳， 烃例如环己烷、庚烷或者甲苯、乙酸乙酯、二乙醚、植物或者动物油或者其混合物。在本发明的一种实施方案中，将材料任选的用低极性有机溶剂稀释或者溶解到该 溶剂中，并且与分子印迹聚合物接触。除去该分子印迹聚合物，并且任选的用一种或多种溶 剂、溶剂混合物或者超临界流体进行清洗，将所述溶剂、溶剂混合物或者超临界流体返回到 所述材料中，并且任选的除去。获得了具有降低含量多环芳烃的材料。 在本发明的一些实施方案中，所述材料是液体材料。 在本发明一些实施方案中，所述液体材料是植物油或者动物油、香精油、分馏木材的首馏分或者烟草材料的液体提取物。在本发明的一些实施方案中，该低极性有机溶剂是 烃，例如环己烷、庚烷或者甲苯、乙酸乙酯或者二乙醚。在本发明的一些实施方案中，该分子 印迹聚合物可以填充到塔中。在本发明的一些实施方案中，该多环芳烃是用再生溶剂来从 分子印迹聚合物释放出来的，使得该分子印迹聚合物能够重新使用。在本发明的一种实施方案中，植物或者动物油、精油、分馏木材的首馏分或者烟草 材料的液体提取物任选是用低极性有机溶剂进行稀释的。将该任选稀释的油与分子印迹聚 合物接触，并将多环芳烃吸附到分子印迹聚合物上。该分子印迹聚合物任选的用一种或多 种溶剂或者溶剂混合物清洗，并且该多环芳烃是用洗提溶剂来从分子印迹聚合物中释放出 来的，并且可以量化。在本发明的一些实施方案中，该低极性有机溶剂是烃例如环己烷、庚 烷或者甲苯、乙酸乙酯或者二乙醚。前述分子印迹聚合物是用至少一种芳族单体制备的。官能单体的合适的非限定性例子是苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基 萘、2，3，4，5，6_五氟苯乙烯、3-硝基-苯乙烯、2-，3_，或者4-乙烯基联苯、 3，5-双(三氟甲基)苯乙烯、4-乙酰氧基-苯乙烯、N-甲基-2-乙烯基吡啶 键盐、N-甲基-3-乙烯基吡啶Il盐、N-甲基-4-乙烯基吡啶键盐、2-乙烯基吡啶、4-乙烯 基吡啶、二乙烯基苯或者其衍生物或者类似物。该官能单体还可以充当交联单体。交联单体合适的非限定性例子是二甲基丙烯酸乙二醇酯，三羟甲基丙烷三甲基丙 烯酸酯和二乙烯基苯。在一种实施方案中，模板是具有至少两个稠合的或者共轭的芳族环的化合物。芘 可以用作分子印迹聚合物制备中的模板，但是还可以使用其他模板例如萘、芪、蒽、苯并[a] 芘苊、苊、蒽、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[ghi]茈、苯并[a]芘、]|、二 苯并[a，h]蒽、荧蒽、芴、茚并[l，2，3_cd]芘、萘和菲。在一种实施方案中，将芘用作模板。 在本发明的一些实施方案中，分子印迹聚合物是使用二乙烯基苯和4-乙烯基吡啶或者其 类似物或者合适的衍生物作为单体来制备的。在一些实施方案中，致孔剂(其优选处于溶剂形式中)存在于聚合反应中，并且 导致形成了多孔聚合物。合适的致孔剂是本领域技术人员已知的，并且其非限定性的例 子是乙酸乙酯、甲苯、苄醇、环己烷、异丙醇和乙腈。在一种实施方案中使用乙酸乙酯。在 一些实施方案中，分子印迹聚合物是使用二乙烯基苯和4-乙烯基吡啶作为单体和芘作为 模板来制备的。在一种实施方案中，分子印迹聚合物是使用二乙烯基苯和4-乙烯基吡 啶作为单体，芘作为模板和乙酸乙酯作为致孔剂来制备的。类似于本发明的分子印迹聚 合物，但是其是用苯并[a]芘作为模板和二氯甲烷作为致孔剂而制备的分子印迹聚合物 已经表现出能够从用甲醇稀释的咖啡中提取苯并[a]芘(Lai等人，Analytica Chimica Acta522 (2004) 137-144)，并且能够在二氯甲烷中微弱连接到苯并[a]芘上。二氯甲烷是一 种中等极性的溶剂。没有公开更低极性的有机溶剂的试验。一种对带有多环芳烃的分子印迹聚合物的行为的全面研究(Baggiani等人，Anal Bioanal Chem(2007) 389 :413_422)，公开了类似于本发明的分子印迹聚合物，但是其是用 氯仿作为致孔剂而制备的分子印迹聚合物在二氯甲烷中具有低的芘保持性，并且当将逐渐 增加量的乙腈(一种高极性溶剂)与二氯甲烷混合时，该保持性逐渐增加。该结果是用分 配机理来解释的，该机理涉及到在芘和分子印迹聚合物之间的疏水相互作用。没有公开在低极性有机溶剂中的试验。多环芳烃保持在极性溶剂中，并且该保持性在溶剂极性降低时 也降低，因此已知的是使用中等极性溶剂例如二氯甲烷时该保持性是低的。如果使用甚至 更低极性的有机溶剂，没有理由相信这种行为将改变。但是，本发明人已经令人惊讶的发现 本发明的分子印迹聚合物在低极性有机溶剂例如环己烷、庚烷和超临界二氧化碳或者其任 意混合物中已经表现出良好的保持性能。如所示的，容量因子k’是在乙酸乙酯中，随着甲醇或者环己烷浓度的升高而测量 的。容量因子k’定义为在等强度色谱法试验中，化合物的保持体积与空体积之差除以该空 体积，并且其是分子对于吸收剂保持性的度量，在这里，更高的容量因子k’意味着与吸收 剂更强的结合。在极性溶剂甲醇的量逐渐增加的情况中，容量因子k’随着甲醇量的变化将 增加，正如基于Baggiani等人所公开的信息来预测的，如图3所示。在使用低极性有机溶 剂环己烷的情况中，容量因子k’随着环己烷的量而增加，如图4所示。这是非常令人惊讶 的，因为本发明人预期到加入低极性有机溶剂将可以预期到导致了更低的容量因子k’。实 际上，看来当溶剂的极性分别增加或者降低时，容量因子k’增加，因此容量因子k’在纯的 乙酸乙酯中接近最小值。对介质极性的一种常规的度量是介电常数，在这里高的介电常数表示了一种极性 介质，低的介电常数表示了一种低极性介质。如同本领域技术人员已知的那样，极性介质具 有高的介电常数，例如高于10。本发明所用的优选的低极性介质具有低的介电常数，例如1-大约8。在本发明方 法中所形成的含有多环芳烃和提取介质的低极性混合物优选具有处于相同范围内的介电常数。极性介质是一种具有高介电常数，优选高于大约10的介质，低极性介质是一种具 有低介电常数，优选小于大约8的介质。下面的列表汇总了用分子印迹聚合物所获得的苯 并[a]芘在不同的极性的溶剂中的容量因子
乙酸乙酯(介电常数6. 08*) :k' =3.0 二乙醚(介电常数4. 27*) :k' =6.4 环己烷(介电常数2. 02*) :k' >50
* 获自 CRC, Handbook of Chemistry and Physics，第 80 版。为了比较，Baggiani报告了在二氯甲烷(介电常数8. 93*)中的容量因子k'是大 约0.2。发明人所发现的保持性明显远高于基于0.2或者更低的预测的容量因子k'所预期 的保持性。不受限于理论，本发明人推测良好的保持性归因于在聚合物的富含电子的芘分子 与贫电子的吡啶环之间的电荷转移相互作用。本发明不限于含有吡啶环的聚合物，含有 其他芳族基团的聚合物也是有效的，该其他芳族基团包括但不限于苯基、萘基、五氟苯基、 3-硝基苯基、联苯、3，5-双(三氟甲基)苯基、4-乙酰氧基苯基、吡啶、N-甲基吡啶镎或者 其衍生物或者类似物。在本发明中，乙酸乙酯用作致孔剂，来代替二氯甲烷和氯仿。我们已经发现乙酸乙 酯是更好的致孔剂，因为它产生了更均勻的吸附行为，这可以用使用分子印迹聚合物的色 谱法试验来证实(图5)，同样其他的致孔剂例如本文所述这些会产生类似的性能。在本发明的一些方面中，分子印迹聚合物可以用溶剂清洗来再生，这里该多环芳烃具有低容量因子k’。这样的溶剂可以是具有中等极性的溶剂，例如8-10的介电常数，例 如二氯甲烷(介电常数8. 9)。这样的中等极性区间可以通过将低极性溶剂和高极性溶剂混 合来获得。还可以使用其他再生方法。分子印迹聚合物的再生可以合适的在大规模方法中 使用。作为本说明书中所用的，在存在区间之处，例如“高于60%”表示在60到100%之间 的任何区间，以及其任何子区间，例如75. 1-88. 3%, 90. 2-99. 3等等；“小于10”表示最高为 10的任何区间，以及其任何子区间，例如1. 1-7. 9。
实施例下面的实施例仅仅是示例性的实施例，并且绝不能解释为对本发明的限制。实施例1
在一种典型的程序中，预聚混合物是如下来制备的将模板分子芘(200mg，lmmol)、官 能单体4-乙烯基吡啶(0. 84g,8mmol)、交联剂二乙烯基苯(5. 2g，40mmol)、引发剂ABDV (偶 氮-N，N，-双(二戊腈))(0. Ig)和致孔剂乙酸乙酯(18ml)加入玻璃瓶中。将该混合物超 声波分散，直到全部成分溶解，将该溶液与预先制备的聚乙烯醇的3%水溶液(80ml) —起转 移到反应瓶中。将该混合物搅拌几分钟，随后升温到46°C，并且在4-6h后升温到65°C。将 该过程保持一整夜。滤出所形成的聚合物，并且用水，随后用甲醇清洗。然后将所收集的 材料通过20-90微米的筛子进行过筛，并且在soxhlet设备中用乙酸乙酯清洗24h，来产生 4. 5g白色聚合物。实施例2 (对比例)
实施实施例1中所用的试验方案，但是将二氯甲烷(DCM)用作致孔剂。然后将所收集 的材料通过20-90微米的筛子进行过筛，并且在soxhlet设备中用乙酸乙酯清洗24h，来产 生4. 5g白色聚合物。实施例3
使用实施例1和2所制备的聚合物以及相应的非印迹聚合物(NIP)，即，没有模板芘， 来进行HPLC测试。将该聚合物填充到分别的4. 6x150mm HPLC柱中。将苯并[a]芘(B[a] P)标准物注入到流动相(15%DCM的乙腈溶液)中，用荧光探测器监控响应。将所形成的色 谱图重叠，并且表示在图5中。从中可见，使用乙酸乙酯(EtOAc)的MIP和NIP的色谱行为明显优于使用二氯甲 烷(DCM)作为致孔剂的聚合物。对于EtOAc聚合物来说，NIP/MIP对的可见分辨率是1. 3， 而对于DCM聚合物来说它仅仅是0.3。EtOAc MIP的更窄和更对称的峰(实施例1)表示了 在MIP上的更均勻的吸附。实施例4
实施实施例1的试验方案，但是将苯乙烯(0.84g，8mmol)用作官能单体。实施例5
实施实施例1的试验方案，但是将EDMA (二甲基丙烯酸乙二醇酯)(8. 0g,40mmol)用作 交联剂。实施例6
苯并[a]芘在分别填充有实施例1和5所述的聚合物和它们的相应的NIP(非印迹聚合物)的4. 6x150mm HPLC色谱柱中容量因子(k’)是在等强度运行(isocratic run)中， 用流动相，随着EtOAc中环己烷量的增加来测量的。所形成的k’值表示在图6中。令人惊 讶的，苯并[a]芘的保持性在溶剂是更低极性时明显增加。可见，与EDMA聚合物相比，印迹 DVB聚合物的保持性增加最大。该作用对于NIP不明显，其产生了印迹因子(k’MIP/k’NIP)随 着极性的降低而增大。结果，对于PAH的特定选择性随着环己烷量的增加而增加。实施例7
使用环己烷提取含有苯并[a]芘的烟草材料，直到苯并[a]芘从该材料中提取出来为 止。将该环己烷提取物通过填充有50mg MIP的3ml SPE色谱筒。因此将苯并[a]芘选择 性的从该烟草提取物中除去，并且其余的提取成分可以例如转移返回到所述烟草中，目的 是恢复初始烟草的特性。在这种方式中，提取物中的苯并[a]芘浓度减少了大于97%，而没有明显改变 GC-MS全扫描指纹，如图7所示。实施例8
含有苯并[a]芘的烟草是用图2所示的超临界流体提取(SFE)装置，使用超临界 C02(scC02)，在对于从烟草中提取苯并[a]芘来说优化的条件下进行提取的。在该提取过程 中，通过再循环泵将ScCO2在所述系统中再循环，因此将提取物连续通过4. 6x50mm的填充 有MIP的色谱柱，使用该MIP来从提取物中选择性除去苯并[a]芘，同时将其他提取成分再 循环到烟草中。实施例9
提取是根据实施例8进行的，但是没有再循环，即，将ScCO2提取物通过限流阀，并且收 集在合适的溶剂例如乙酸乙酯中。如同实施例8，苯并[a]芘被MIP选择性截留，而其他成 分能够例如如下来转移回到烟草中将收集溶剂倾倒或者喷涂到烟草上，并且使得该溶剂 蒸发。在这种方式中，已经显示出MIP能够将苯并[a]芘含量降低大于97%，而不改变烟 碱的水平。实施例10
由于在低极性提取物中有效的截留，MIP能够作为有效的清洁步骤，用于苯并[a]_芘 和其他大的PAH，例如含有4或者多个芳族环的PAH的分析提取。在实施例7所述的程序 之后，使用乙酸乙酯或者DCM洗提PAH，并且通过GC-MS量化，因此能够计算烟草中的苯并 [a]_芘的含量。实施例11
使用MIP来量化分馏木材的首馏分中的苯并[a]芘和其他大的PAH的量(包括水基和 油基二者)。将分馏木材的首馏分填加到填充有MIP的SPE色谱筒中，并且使用环己烷，甲 醇和水进行一系列的清洗步骤，目的是提高选择性和除去干扰性化合物。用乙酸乙酯洗提 该PAH。蒸发该乙酸乙酯，将该样品在小体积溶剂中进行再造，并且通过GC-MS量化该PAH。实施例12
使用实施例1的MIP来从油基分馏木材的首馏分中回收苯并[a]芘和苯并(a)蒽 (BaA)。将Iml的含有BaP_dl2和BaA_dl2的油基分馏木材的首馏分样品加入到含有实施 例1的MIP(75mg)的SPE柱中。将该SPE柱用环己烷清洗，其后将该样品用乙酸乙酯(大约3xlml)洗提。蒸发该样品，并且重新溶解到环己烷/乙酸乙酯(50/50，1000 μ 1)中，通 过GC-MS进行分析。回收了大于80%的BaP和BaA。任选的，使用提取步骤例如液/液提 取，获得了对比的结果。实施例13
使用MIP来量化植物和动物油中的苯并[a]芘和其他大的PAH的含量。使用实施例11 的方法。实施例14
使用实施例1的MIP来从橄榄油中回收苯并[a]芘和其他大的PAH。制备0. 5g的橄榄 油和PAH(每个PAH为2ng/g)和蕭_d12(内部标准物)的样品。将该样品用环己烷(0. 5ml) 稀释。将SPE柱用环己烷(大约Iml)调节，然后加入样品。其后将该SPE柱用环己烷(大 约Iml)清洗，将该样品用乙酸乙酯(大约3ml)洗提。蒸发干燥该样品，并且重新在乙酸乙酯中再造，和通过GC-MS分析。所加入的PAH 下面的回收率是通过常规分析方法来获得的苊70%，蒽28%，荧蒽48%，苯并(a)蒽65%，蕭 70%，苯并(b)荧蒽82%，苯并(k)荧蒽84%，苯并(a)芘87%，茚并(l，2，3_cd)芘95%，二苯 并(a, h)蒽 82%，苯并(g，h，i)茈 87%。实施例15
使用MIP来量化低极性提取介质例如环己烷或者庚烷中的苯并[a]芘和其他PAH的 含量，因此其对于使用这样的溶剂，以类似于实施例11/12和13所述的程序来进行的任何 液-液提取(LLE)，或者液-固提取(LSE)来说是一种有效的提纯步骤。实施例16
使用实施例9所述的系统，如下来量化在多种固体样品中的苯并[a]_芘和其他大的 PAH例如包含4个或者多个芳族环的PAH 首先使用ScCO2从样品基质中提取PAH，然后将它 通过MIP，在这里大的PAH被选择性截留，然后用DCM的乙酸乙酯洗提，随后通过合适的分析 装置量化，来量化PAH。因此能够计算PAH在初始样品中的浓度。实施例17
用MIP阱来改进自动系统，该自动系统用于使用加热和加压的溶剂，来加速溶剂提取； 或者该MIP能够置于提取室中，用于当用低极性溶剂例如环己烷或者庚烷来提取样品时， 选择性的截留大的PAH。该PAH然后如实施例16所述来进行洗提和分析。
权利要求
1.一种从材料中除去至少一种多环芳烃的方法，该方法包括在低极性介质存在下，将 该烃与对所述至少一种烃选择性的分子印迹聚合物进行接触。
2.一种从烟草材料或者其衍生物中除去至少一种多环芳烃的方法，该方法包括在低 极性介质存在下，将该材料或者其衍生物与对该烃选择性的分子印迹聚合物进行接触。
3.一种从非烟草材料的材料或者其衍生物中除去至少一种多环芳烃的方法，该方法 包括在低极性介质存在下，将该材料或者其衍生物与对该至少一种烃选择性的分子印迹聚 合物进行接触。
4.根据权利要求1-3中任何一项的方法，其中该低极性介质的介电常数小于8。
5.根据权利要求1-4中任何一项的方法，其包括步骤降低该含有至少一种多环芳烃 的材料的极性，和将该含有至少一种烃的材料与分子印迹聚合物接触，来除去至少一种烃。
6.根据权利要求1-4中任何一项的方法，其中将含有至少一种多环芳烃的材料溶解 在低极性介质中，并且将该含有含至少一种多环芳烃的材料的介质与分子印迹聚合物接 触，来除去至少一种烃。
7.根据权利要求1-4中任何一项的方法，其中将该含有至少一种多环芳烃的材料与 低极性提取介质接触，来从该材料中提取至少一种烃，并且将该含有至少一种烃的提取介 质与分子印迹聚合物接触，来除去至少一种烃。
8.根据权利要求1-4中任何一项的方法，其包括步骤将含有至少一种多环芳烃的材 料与提取介质接触，来从该材料中提取至少一种烃，降低该提取介质的极性，和将该含有至 少一种烃的提取介质与分子印迹聚合物接触，来除去至少一种烃。
9.根据权利要求1-8中任何一项的方法，其中该提取介质或者低极性提取介质提取 了至少一种多环芳烃以及该材料的其他成分，并且该方法进一步包括将其他成分返回到该 材料的步骤。
10.根据权利要求6或者9的方法，其中该低极性提取介质的介电常数小于8。
11.根据权利要求8或者9的方法，其中该提取介质的极性降低到小于8。
12.根据权利要求3-11中任何一项的方法，其中该非烟草材料的材料或者其衍生物 选自植物材料、植物提取物、食品材料或者调味剂。
13.根据权利要求12的方法，其中所述的植物材料、植物提取物、食品材料或者调味 剂选自植物油、动物油、精油、分馏木材的首馏分，焦油提取物或者其任意混合物。
14.根据权利要求1-13中任何一项的方法，其中所述的低极性介质，所述的低极性提 取介质或者所述的提取介质选自超临界流体、低极性有机溶剂或者其任意混合物。
15.根据权利要求14的方法，其中所述的超临界流体选自二氧化碳或者水；和低极性 有机溶剂选自环己烷、庚烷、甲苯、乙酸乙酯、二乙醚、植物或者动物油或者其任意混合物。
16.根据权利要求1-15中任何一项的方法，其中所述的分子印迹聚合物是如下来获 得的a)提供至少一种可聚合的芳族单体和至少一种模板，形成预聚混合物；b)引发所述 的至少一种单体的聚合；c)形成分子印迹聚合物；d)从所述的分子印迹聚合物中除去所述 的至少一种模板分子。
17.根据权利要求16的方法，其中在步骤a)中提供交联单体和/或致孔剂。
18.根据权利要求16或者17的方法，其中所述的至少一种芳族单体选自苯乙烯、 1-乙烯基萘、2-乙烯基萘，2，3，4，5，6_五氟苯乙烯、3-硝基苯乙烯、2-，3_，或者4-乙烯基联苯、3，5_双(三氟甲基)苯乙烯、4-乙酰氧基苯乙烯、N-甲基-2-乙烯基吡啶 镎盐、N-甲基-3-乙烯基吡啶铺盐、N-甲基-4-乙烯基吡啶ft盐、2-乙烯基吡啶、4-乙烯 基吡啶、二乙烯基苯或者其衍生物。
19.根据权利要求16-18中任何一项的方法，其中该模板是具有至少两个稠合的或者 共轭的芳族环的化合物。
20.根据权利要求19的方法，其中该模板选自芘、萘、芪、蒽、苯并[a]芘苊、苊、蒽、苯 并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽，苯并[g，h，i]茈、苯并[a]芘、驚、二苯并[a, h] 蒽、荧蒽、芴、茚并[l，2，3_cd]芘、萘、和菲。
21.根据权利要求17-20中任何一项的方法，其中该致孔剂是乙酸乙酯。
22.根据权利要求1-21中任何一项的方法，其中该多环芳烃的含量减少了大于60%， 例如大于70%，大于80%，大于90%，大于95%。
全文摘要
一种从材料例如烟草或者烟草提取物或者其他材料中提取多环芳烃的方法，其包括在低极性介质存在下，用对该烃选择性的分子印迹聚合物处理所述材料。
文档编号A24B15/24GK102076393SQ200980124362
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年6月27日
发明者J·比林, S·荣松, S·贝里斯特伦 申请人:英美烟草(投资)有限公司