一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，包括毛细管，在毛细管内设置有多孔挡板和萃取剂层。多孔挡板沿毛细管的横截面方向通过化学键合作用固定，在多孔挡板的一侧固定设置有萃取剂层。解决了现有固相微萃取技术存在的萃取剂选择范围有限、萃取操作复杂、分析成本高等缺点，能够更加方便、快速的对微量甚至痕量环境污染物进行检测。
【专利说明】—种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱
【技术领域】
[0001]本实用新型属于仪器检测领域，具体涉及一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱。
【背景技术】
[0002]在现代的仪器检测中，气相色谱的应用很广泛。那些种类多样、基体复杂、含量微小的物质，可以用气相色谱法直接分析，但一些微量、(超)痕量的组分则因为没有检出而不能被准确定量。因此，实际样品的气相色谱检测往往需要对样品进行预分离、预浓缩等前处理，这也成为获取更准确可靠分析结果的一个关键环节。
[0003]目前，用于气相色谱检测的样品前处理技术不断完善，常用的样品前处理技术有传统的液-液萃取、索氏提取等溶剂萃取技术、固相萃取技术以及固相微萃取技术。这些萃取方法在现在的实验中很常用，但是他们各自都存在着一些不足。
[0004]溶剂萃取技术步骤冗长繁琐，耗时费力，在操作过程中极易造成样品的损失而造成最终分析结果的误差。此外，大量的挥发性有机溶剂对分析人员和实验室环境有潜在的毒性，危害人体健康。
[0005]固相萃取技术存在样品利用率不足、联用技术不够成熟等问题。
[0006]而固相微萃取技术还存在萃取剂选择范围有限、萃取操作复杂、分析成本高等缺点。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，解决了现有固相微萃取技术还存在萃取剂选择范围有限、萃取操作复杂、分析成本高等缺点，能够更加方便、快速的对微量甚至痕量环境污染物进行检测。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，包括毛细管，在毛细管内设置有多孔挡板和萃取剂层。多孔挡板沿毛细管的横截面方向通过化学键合作用固定，在多孔挡板的一侧固定设置有萃取剂层。
[0009]本实用新型的特点还在于，
[0010]多孔挡板为溶胶-凝胶多孔挡板。
[0011]萃取剂层的长度范围为3?10mm。
[0012]毛细管的内径范围为80?120 μ m。
[0013]毛细管为熔融硅毛细管。
[0014]本实用新型的有益结果在于:
[0015]I)本实用新型提供了一种毛细管内固相萃取柱，在毛细管内制作多孔挡板，进而填充固相萃取剂，解决了一般市售固相萃取剂在毛细管内难以固定的问题，实现了多种类型的商品化萃取剂在毛细管内的直接填充和固定。
[0016]2)本实用新型具有装置简单、操作方便、比表面积体积比大、固相萃取剂选择范围宽、没有死体积、样品利用率高等优点。
[0017]3)本实用新型可以直接作为气相色谱的进样装置，与气相色谱进行联用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱的结构示意图；
[0019]图2是毛细管内固相萃取柱萃取辛基酚的气相色谱检测图；
[0020]图3是浓度lmg/L辛基酚标准样品的气相色谱检测图。
[0021]图中，I毛细管，2萃取剂层，3多孔挡板。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型的适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，如图1所示，包括毛细管1，在毛细管I内设置有多孔挡板3和萃取剂层2。多孔挡板3沿毛细管的横截面方向通过化学键合作用固定，在多孔挡板3的一侧固定设置有萃取剂层2。
[0023]其中，多孔挡板为溶胶-凝胶多孔挡板，萃取剂层2的长度范围为3?10mm，萃取剂层的长度范围可以根据具体萃取要求，在制备的过程中进行选择。毛细管I的内径选择范围为80-120 μ m。
[0024]毛细管I为熔融硅毛细管，它可以与溶胶-凝胶发生化学反应，而形成结实的多孔挡板。
[0025]本实用新型中毛细管内固相萃取柱的制备方法如下，
[0026]1.毛细管的前处理，
[0027]在室温条件下，用超纯水冲洗毛细管30min，在毛细管内装入IM NaOH溶液，将装有NaOH溶液的毛细管在40°C的气相色谱柱箱中放置12h。取出毛细管，再用超纯水在室温条件下冲洗毛细管30min，然后装入0.1M HCl溶液同样在40°C气相色谱柱箱中放置12h。取出毛细管后再依次分别用超纯水、丙酮、乙醚在室温条件下冲洗30min，最后，将毛细管在180°C条件下用氮气吹扫2h。
[0028]2.毛细管内多孔挡板的制备，
[0029]毛细管内的多孔挡板是用溶胶-凝胶做成的。将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，将混合溶液匀速搅拌40min，待混合溶液基本变为透明时，就形成了溶胶-凝胶。在混合液中取Imm长度的溶胶-凝胶，将其导入距离毛细管入口端5_处。用聚四氟乙烯管将毛细管的两端连接形成一个圆圈，把这个毛细管圈放入到40°C的气相色谱柱箱中干燥24h。取出毛细管圈，打开端口，用超纯水和0.2M的NaOH溶液缓慢冲洗毛细管，闭合端口再把毛细管圈放入40°C的气相色谱柱箱中干燥24h。然后采用程序升温处理毛细管，起始温度为40°C，以1.(TC /min的速率升至300°C，并分别在80°C、12(TC、18(rC和300°C四个温度下各保持4h，程序升温后在180°C条件下将色谱柱用氮气吹扫lh，最后以-1.(TC /min的速率让毛细管冷却至室温。取出毛细管，打开端口，用3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)冲洗毛细管内30min。这样，毛细管内的多孔挡板就制作完成。
[0030]3.固相萃取吸附剂的放置
[0031]将大约lmg/ml的固相萃取吸附剂的悬浮液从入口端导入毛细管。少量的玻璃棉(纤维)被嵌入来阻止吸附剂从毛细管漏出。放置在毛细管内的吸附剂的长度大约为5_。
[0032]使用本实用新型毛细管内固相萃取柱进行萃取的方法如下:
[0033]首先对所制备的毛细管内固相萃取柱进行活化。在体积为2ml的样品瓶中装入甲醇，甲醇体积占小瓶体积的二分之一。把毛细管固相萃取柱填充有萃取剂的一端通过样品瓶橡胶垫插入色谱检测的小瓶中，并且将柱头浸没在液体中。注射器吸满空气，注射器的针头穿过小瓶的隔垫，针头处于液面上方。用注射器往小瓶中缓慢鼓气，由于小瓶内的压力大于毛细管固相萃取柱内的压力，小瓶中的甲醇会被压入毛细管内、流经其中的固相萃取剂并对其活化。然后将浸没在甲醇中的柱头抬升离开液面，利用液面上方空气的压力将柱内的甲醇吹出。接着把毛细管内固相萃取柱插入装有超纯水的小瓶中，将管内的固相萃取剂洗净后，用氮气吹干，这样就完成了毛细管内固相萃取柱的活化。
[0034]接着把待测水样装入2ml的样品瓶中，把毛细管固相萃取柱插入瓶子，并且将柱头浸没在水样中。注射器穿透橡胶隔垫在液面上方往小瓶中缓慢鼓气，将瓶中的水样样品压入毛细管。然后将浸没在水样中的柱头抬离液面用瓶内的压力将柱内的残留的水分吹出，并用氮气吹干，用上述的方法就完成了毛细管内固相萃取柱的上样。因为当待测水样流经毛细管端头的萃取剂的时候，目标分析物就被留在了毛细管内的萃取剂上，就完成了待测水样的毛细管内固相萃取。
[0035]本实用新型的毛细管内固相萃取柱，用于气相色谱检测时，封闭毛细管固相萃取柱的一端，把填充有吸附剂的一端直接穿透气相色谱的进样隔垫，直至装有固相萃取剂部分的毛细管完全插入进样室5后，利用进样室的高温进行热脱附进样。然后在气相色谱检测装置内进行分离检测。
[0036]实施例:
[0037]用本实用新型制备的毛细管内固相萃取柱对浓度为0.00lmg/L的辛基酚水样进行固相萃取，然后将毛细管内固相萃取柱直接作为进样器进行气相色谱检测分析。将检测结果和标准样品的检测结果进行比较，计算出毛细管内固相萃取柱的富集倍数。
[0038]首先对所制备的毛细管内固相萃取柱进行活化。在体积为2mL的色谱检测用样品小瓶中装入甲醇，甲醇体积占小瓶体积的二分之一。把毛细管内固相萃取柱填充有固相萃取剂的一端穿过样品瓶的橡胶垫插入色谱检测用样品小瓶中，并且将毛细管内固相萃取柱的柱头浸没在液体中。用注射器吸满空气，把注射器的针头穿过色谱检测用样品小瓶的隔垫，针头处于瓶内液面上方。用注射器往小瓶中非常缓慢的鼓气，由于样品小瓶内的压力大于毛细管内固相萃取柱内的压力，样品小瓶中的甲醇会被压入毛细管内、流经其中的固相萃取剂而对萃取剂进行活化。然后将浸没在甲醇中的柱头抬升离开液面，利用液面上方空气的压力将毛细管内固相萃取柱内残留的甲醇吹出。接着把毛细管内固相萃取柱插入装有超纯水的样品小瓶中，将毛细管内固相萃取柱内的固相萃取剂洗净后，用氮气吹干，这样就完成了毛细管内固相萃取柱的活化。
[0039]接着把浓度为0.00lmg/L的辛基酚水样装入体积为2mL的色谱检测用样品小瓶中，把毛细管内固相萃取柱插入样品小瓶，并且将毛细管内固相萃取柱的柱头浸没在水样中。注射器穿透橡胶隔垫在液面上方往样品小瓶中缓慢鼓气，利用压力将样品小瓶中的水样样品压入毛细管。辛基酚水样的上样量为一管，毛细管内固相萃取柱的长度为10cm，根据长度为Imm的熔融娃毛细管的体积是8nL计算出辛基酹水样的上样体积为0.8 μ L。然后将浸没在辛基酚水样中的柱头抬离液面用瓶内的压力将毛细管内固相萃取柱内残留的水分彻底吹出，并用氮气吹干毛细管内固相萃取柱，用上述的方法就完成了毛细管内固相萃取柱对辛基酚水样的上样。因为当水样样品流经毛细管端头的固相萃取剂的时候，目标分析物就被截留在了毛细管内的萃取剂上，就完成了水样样品的毛细管内固相萃取柱。
[0040]然后将毛细管内固相萃取柱直接作为气相色谱的进样器，封闭毛细管内固相萃取柱没有填充固相萃取剂的一端，用填充有萃取剂的一端直接穿透气相色谱的进样口橡胶隔垫，直至装有固相萃取剂部分的毛细管完全插入进样室后，利用进样室的高温进行热脱附进样，然后在气相色谱系统内进行分离检测。气相色谱的检测结果如下图2所示。
[0041]当使用气相色谱检测辛基酚标准样品时，首先，配制辛基酚浓度为lmg/L的标准样品，采取自动进样的方式，进样量为lyL，用气相色谱进行检测分析。检测结果如图3所
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[0042]对比采用毛细管内固相萃取柱进行萃取后辛基酚的色谱图图2和使用气相色谱检测辛基酚标准样品的检测结果图3，我们发现毛细管内固相萃取柱的萃取富集效果很好。
0.00lmg/L辛基酚水样富集后的气相色谱检测信号高度(扣除3倍信噪比)约为lmg/L辛基酚标准样品信号高度的1/10左右。这表明毛细管内固相萃取柱的富集倍数很高。通过计算，我们得到毛细管内固相萃取柱对烷基酚类物质的富集倍数约100倍。
【权利要求】
1.一种适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，其特征在于，包括毛细管(I)，在毛细管(I)内设置有多孔挡板(3)和萃取剂层(2)，所述的多孔挡板(3)沿毛细管的横截面方向通过化学键合作用固定，在所述的多孔挡板(3)的一侧固定设置有萃取剂层(2)。
2.据权利要求1所述的适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，其特征在于，所述的多孔挡板为溶胶-凝胶多孔挡板。
3.根据权利要求2所述的适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，其特征在于，所述的萃取剂层(2)的长度范围为3?10mm。
4.根据权利要求3所述的适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，其特征在于，所述的毛细管(I)的内径范围为80?120 μ m。
5.根据权利要求1所述的适用于气相色谱检测的毛细管内固相萃取柱，其特征在于，所述的毛细管(I)为熔融娃毛细管。
【文档编号】G01N30/60GK203858231SQ201420175599
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】张洛红, 冯珮 申请人:西安工程大学