专利名称：微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于化学分析仪器测试领域，尤其涉及高效实用的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，适用于生物、环境、食品和医药等具有复杂基质的样品中痕量目标化合物的提取、净化、分离和富集萃取。
背景技术：
具有复杂基体样品中痕量目标化合物的检测常常需要进行多步样品前处理，才能进入仪器进行分析。传统的样品前处理方法主要有固相萃取、液-固萃取、液-液萃取、索氏抽提、超声波辅助提取等，存在不同程度的局限性，如操作过程繁杂、耗时、兼容性和稳定性差、有机溶剂消耗大、分离效率低等。此外，由于复杂基质样品中往往背景干扰大而无法测定痕量浓度的目标化合物。中空纤维-液相微萃取(HollowFiber-Liquid Phase Micro-extraction,HF-LPME)是一种新型的样品前处理技术。HF-LPME是一项集提取、分离、纯化和浓缩于一体的技术，该技术利用中空纤维的微孔限制大分子不能进入萃取相从而减少基质干扰，且中空纤维为一次性使用可避免交叉污染问题，具有有机溶剂消耗量少、净化效率高、操作步骤简便、易于与其它多种分析仪器联用等优点，已广泛应用于环境、生物样品。但是，HF-LPME的萃取效率取决于待测组分在萃取相中的溶解度，而且现有的两相微萃取模式中分析物以吸附或被动扩散方式进入萃取相中，不仅传质速率低，平衡时间长，并且分析物无法快速从样品基体中游离出来。微波辅助萃取(Microwave Assisted Extraction, MAE)是一种通过微波能来提高目标物萃取效率的新型样品前处理技术。MAE以微波电磁场作用下微观粒子瞬时极化产生摩擦和碰撞所带来的大量热能以及传质速度的提高，不同物质对微波能的吸收程度不同，即微波可选择性对各组分进行加热，促使目标物从基体分离，进入到萃取相中，从而实现分析物的快速、高效提取。MAE因具有高选择性、萃取效率高、快速、适合于热不稳定物质等优点，常常被应用于纺织品、水样、沉积物、土壤、中药等样品的前处理过程中。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效、简易的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其可以消除液相萃取中样品基质存在的生物大分子、蛋白质和脂类带来的干扰，提高中空纤维液相微萃取作为样品前处理方法的传质速率和富集萃取效率、重现性以及回收率、缩短平衡时间。本发明的另一个目的是提供该种微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置的应用。本发明的操作快速、简便、成本低，通过在已有一端封口的中空纤维管中注入一定量的有机溶剂后将另一端封口，并将中空纤维管固定在硅胶片上并将其置于样品小瓶中形成萃取装置。当将中空纤维管置于样品供相溶液中，在微波炉上给予一定的微波能量和在磁力搅拌器上搅拌一段时间，微波选择性对样品中各组分进行加热，促进目标化合物从样品基质中分离并利用中空纤维的微孔限制大于某特定分子量的分子，目标化合物经过中空纤维管上的微孔进入到萃取相中，再通过有机溶剂相的富集萃取，最后直接将管内剩余的有机溶剂吸取至进样小瓶即可。上述微波辅助-中空纤维-液/液-微萃取装置解决了复杂样品基质中大分子、蛋白质和部分脂类干扰物质对痕量目标化合物分析的影响和避免了目标化合物交叉污染问题。上述微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置中，中空纤维的材料可以是一切具有孔径范围在纳米级至微米级的微孔中空纤维管。上述微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置中，接受相中的有机溶剂可以是一切对目标化合物具有萃取功能且挥发性较小的有机溶剂。
图1是本发明微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置；
图2是牛奶样品(加标浓度为2 μ g/kg)经微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置萃取后进样的MRM图(液相色谱-串联质谱分析)。
具体实施例方式为了提高微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置对目标化合物的萃取效果的影响，有效利用中空纤维管以分子量大小截留分子的特点，提高对目标化合物的富集倍数，可以从以下几个方面进行优化:一是选择不同的有机溶剂，如选择与中空纤维管有较强的亲和力、对待分析的目标化合物有较好的溶解性的有机溶剂，可使该溶剂易于进入中空纤维管壁的孔隙中并能保持稳定且易于萃取上目标化合物；二是可通过改变微波功率和微波时间，通过产生大量热能，提高样品中目标化合物的传质速率，缩短目标化合物在两相间的平衡时间，提高萃取效率；三是可改变样品溶液中供相的离子强度，通过加入一些盐(通常为氯化钠)与水分子形成水合离子，减少了待萃取物质与水分子的结合，使待萃取物质更多地游离于供相中，进而使化合物更容易向接受相中转移，即离子强度改变了化合物在供相和接受相中的分配系数，提高对目标化合物的萃取效率；四是可改变磁力搅拌器的搅拌速度，通过改变中空纤维管外的样品供相溶液不断更新，加快目标化合物的传质过程，提高萃取效率。实施例1 (采用微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置结合LC-MS/MS测定牛奶样品中的诺酮类、磺胺类和大环内酯类共27种抗生素化合物)
将中空纤维管剪成小段(约5 cm)，用甲醇/水(v:v =1:1)超声清洗20 min，再用丙酮溶液超声清洗5 min，晾干后，用封口机将一端封口，备用。称取试样15 g(精确到0.01g)，置于50mL具螺旋盖聚丙烯离心管中，加入标准溶液，1.5 g三氯乙酸,涡旋混匀30 s后，在4 0C ,14000 r/min下离心10 min。收集上清液于另一个50mL离心管，并用氢氧化钠溶液调pH至7.0，旋紧螺旋盖，涡旋混匀30 S，再在4 °C、14000 r/min下离心10 min,吸取清液于另一个50mL离心管并用水定容至15mL,再将其转移至20mL放有微型搅拌子的平底样品瓶中，待卒取。将中空纤维管浸入正辛醇/甲苯溶液中超声10 min，使中空纤维管壁上的孔隙中充满有机溶剂。用微量注射器将中空纤维管腔内的溶剂吸出，仅使纤维管壁及微孔充满溶齐U，然后用注射器吸取50 μ L的正辛醇/甲苯溶液(ν:ν =1:1)，将注射器针头从中空纤维管一端插入其内腔中，推动注射器活塞，将有机溶剂推入中空纤维管的内腔中，并将端口封住。中空纤维管一端固定于硅胶片上，使装有溶剂的中空纤维管全部浸没于供相溶液中，再将样品瓶至于微波炉中，于400W微波功率下微波10 s,取出置于磁力搅拌器上,500 r/min搅拌3 min,重复操作四次,萃取时间12.67 min:收集中空纤维管内剩余的全部溶剂至内插管中，并于氮气浓缩仪吹干，最后用(V: v=l:4)的甲醇/水溶液定容至IOOyL,供LC-MS/MS测定。
权利要求
1.一种微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其特征在于它包括:中空纤维管材料、有机溶剂、硅胶片、磁力搅拌子、磁力搅拌器和微波炉。
2.根据权利要求1所述的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置的制备方法，包括以下步骤:(I)将中空纤维管清洗晾干后用封口机对其中一端进行封口，(2)将一定量的有机溶剂注入中空纤维管内，(3)再将另一端封口后固定在硅胶片上，(4)将中空纤维管置于样品小瓶中制备成微萃取装置。
3.根据权利要求1-2所述的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其特征在于中空纤维的材料可以是一切具有孔径范围在纳米级至微米级的微孔中空纤维管。
4.根据权利要求1-2所述的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其特征在于有机溶剂与中空纤维管有较强的亲和力。
5.根据权利要求1-4所述的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其特征在于所述的有机溶剂与待分析的目标化合物有较好的溶解性、有适当的黏度、挥发性低和极性较小。
6.根据权利要求1-2所述的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其特征在于微波炉可以是一切具有915兆赫或2450兆赫的家用微波炉或专业微波合成设备。
7.根据权利要求1-4所述的微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置，其特征在于应用于样品前处理的提取、净化、分离和富集。
全文摘要
本发明涉及一种微波辅助-中空纤维-液/液微萃取装置及其应用。首先选择截留大于特定分子量分子的中空纤维管并裁成适合长度的小管，注入一定量的有机溶剂并封端，将其固定在硅胶片上并置于样品小瓶中。将样品供相溶液以上述萃取装置进行萃取。本发明依据中空纤维管孔径大小可简便、高效地截留及分离无效生物大分子的特点，与液/液微萃取联用实现了复杂基质样品中痕量目标化合物的同步分离、萃取、净化和富集，同时与微波辅助联用缩短了平衡时间，实现了快速、高效的目的。本发明制备成本低廉，易于操作，不仅适用于复杂样品分析，如生物组织和食品样品，还可应用于痕量浓度的样品目标化合物的分离、萃取和富集，生物分子的分离、纯化或制备。
文档编号G01N1/34GK103083940SQ20121036850
公开日2013年5月8日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者张毅, 林珊珊, 岳振峰, 郑宗坤, 赵凤娟 申请人:深圳出入境检验检疫局食品检验检疫技术中心