专利名称：一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法
技术领域：
本发明属于样品測定前处理方法，具体涉及ー种用于挥发性有机化合物的有效提取的前处理方法。
背景技术：
挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)广泛存在于水、食物、空气、植物以及生活用品中，常常需要采用一定的样品前处理方法对其进行分离提取，再用相应的仪器进行检測。目前，常用的提取方法有水蒸气蒸馏 法(SD)、超声萃取(USE)、微波辅助萃取(MAE)、超临界流体萃取(SFE)、固相微萃取(SPME)等。但是SD提取时间长，挥发油中只能提取到油溶性挥发性成分；SPME萃取头易碎，使用寿命短，成本较高，多次使用还存在交叉污染等问题。液相微萃取(LPME)是近年来发展的一种采样、萃取和浓缩于一体，有机溶剂用量少，萃取装置简单，具有较高灵敏度的样品前处理方法。顶空液相微萃取(HS-LPME)就是把有机溶剂液滴悬于样品上方进行萃取，但是也存在如萃取剂大多为有机溶剂，萃取液滴小，在萃取过程中易挥发以至损失，甚至掉落的危险，不易高温萃取，萃取时间不宜较长等缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于挥发性有机化合物的有效提取的前处理方法。它采用高沸点的有机溶剂在高温下对样品的挥发性成分进行萃取，再通过低沸点溶剂进行反萃取。本发明所萃取的挥发性有机化合物特别适用于气相色谱-质谱法(GC-MS)进行分析检测，但应当理解仅用气相色谱法(GC)分析亦可。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的方法为将待处理样品置于提取装置中，采用高沸点萃取剂在80-140°C下对待处理样品中的挥发性有机化合物进行萃取，萃取时间为20 — 120 min，得到含挥发性有机化合物的高沸点萃取液。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的提取装置包括顶空收集样品瓶及与其相匹配的磨ロ瓶塞，所述的顶空收集样品瓶底部中心配合设置萃取剂瓶，所述的顶空收集样品瓶配合设置在恒温箱中，待处理样品放入顶空收集样品瓶底部，并分散于萃取剂瓶的周边，萃取剂瓶内装有闻沸点萃取剂。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的含挥发性有机化合物的高沸点萃取液采用低沸点溶剂进行反萃取，所述的低沸点溶剂与高沸点萃取剂不相溶。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的高沸点萃取剂为极性溶剂、弱极性溶剂、非极性溶剂中的任意ー种或几种混合液。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的高沸点萃取剂为聚こニ醇、娃油或离子液体。
所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的聚こニ醇包括 PEG 200、PEG 400、PEG 600、PEG 800。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的待处理样品为中药或食品。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的前处理方法如下
1)将盛有闻沸点萃取剂的萃取剂瓶放入顶空收集样品瓶的底部中间，再将待处通样品放入顶空收集样品瓶底部，并均匀分散于萃取剂瓶的周边，塞上磨ロ瓶塞，并将收集样品瓶放置在恒温箱内；
2)将恒温箱温度设为80-140°C进行萃取时间为20— 120min，得到含挥发性有机化合物的高沸点萃取液；
3)将步骤2)得到的含挥发性有机化合物的高沸点萃取液用低沸点溶剂进行反萃取，所述的的低沸点溶剂与高沸点萃取剂不相溶。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的温度设为 100-110°C。所述的ー种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的萃取时间为50 — 70 min。通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下
1)本发明采用高沸点溶剂萃取剂代替传统的低沸点有机溶剤，由于溶剂沸点较高，可以适当提闻萃取时的温度和延长萃取时间，提闻萃取效果；
2)本发明使用顶空收集样品瓶做样品气化室，在样品气化室中放置ー个萃取剂瓶，将固态或其他形态的待处理样品置于样品气化室内，样品气化室内的样品表观面积越大，扩散面就越大，扩散速度越快，可以尽快到达萃取平衡时间；同时适当加大了萃取剂的用量和増加了萃取液的表面气液接触面积，可以有效的避免单滴悬挂方式的液滴不稳定易脱落的现象和提闻了萃取效率；
3)由于溶剂选择的沸点比较高，不宣在GC-MS中直接进样，本发明在不进行气相色谱仪器装置改装的前提下，再采用传统的低沸点有机溶剂对萃取分析物进行反萃取，最后吸取含有分析物的反萃取剂层进行GC-MS分析，提高分析效果；
4)本发明与传统的水蒸气方法相比，減少了样品用量和提取时间，提高了效率，可以使水溶性和油溶性挥发性物质同时被提取；与HS-LPME相比，通过提高萃取温度和延长萃取时间，可以提取得到更多的挥发性成分。本发明操作简单，快速，成本低，有机溶剂和样品用量少。建立的顶空液液萃取/GC-MS新方法已成功的应用于中药白术挥发性成分的測定，并可广泛的用于其他样品的挥发性成分的提取与測定。
图1是本发明所用的提纯装置结构示意 图2是本发明实施例的不同萃取剂分析白术挥发性成分的总离子流 图3是本发明实施例的样品量对萃取影响的关系 图4是本发明实施例的萃取温度对萃取影响的关系图；图5是本发明实施例的萃取时间对萃取影响的关系 图6是本发明实施例的白术挥发性成分总离子流图。图中1 一恒温箱，2 —高沸点萃取剂，3 —待处理样品，4 一顶空收集样品瓶，5 —磨ロ瓶塞，6 —萃取剂瓶。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。本发明的用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法为将盛有高沸点萃取剂2的萃取剂瓶6放入顶空收集样品瓶4的底部中间，再将待处理样品3放入顶空收集样品瓶4底部，并均匀分散于萃取剂瓶6的周边，塞上磨ロ瓶塞5，并将顶空收集样品瓶4放置 在恒温箱I内；根据高沸点萃取剂2的特点，将恒温箱I温度设为80-140°C，优选温度为100-11 (TC，进行萃取20 — 120min，优选时间为50 — 70min，得到含挥发性有机化合物的高沸点萃取液；为了分析方便，得到的含挥发性有机化合物的高沸点萃取液用低沸点溶剂进行反萃取，所述的低沸点溶剂与高沸点萃取剂不相溶。本发明专利所述的待处理样品为中药、食品等固体或液体物在实施使用吋，针对不同的样品，一般为中药材，考察选用适当的高沸点萃取剂，如PEG 200、PEG 400、PEG600、PEG 800、硅油、离子液体等，根据GC-MS中的挥发性成分的总离子流图，进行对比选择。考察不同的样品量，样品量范围可以在10 g到100 g不等，高温萃取处理温度可以在80-140°C，只要样品在此温度下，不明显碳化和在萃取剂沸点温度以下即可；萃取时间对萃取效率有一定的影响，一般可以控制在20 min到2h ;再采用合适的反萃取剂,如正己烧进行第二次萃取；将高沸点萃取剂与反萃取剂分离后，再将反萃取剂进入GC-MS，从而获得样品中挥发性有机化合物的总离子流图，最后分别进行鉴定。为了避免待处理样品中的挥发性有机物的损失，采用磨ロ瓶塞进行适当的密闭，留有微气路以便加热时气体膨胀泄压。本发明的顶空收集样品瓶、萃取剂瓶为宽底面矮瓶，一般采用玻璃材质。具体实施例
如图2 — 6所示，本实例以白术作为样品，采用聚こニ醇(PEG)为高沸点溶剤。称取白术样品(120目)置于扁形称量瓶内壁的四周，量取I mL PEG于小圆柱杯置于称量瓶中央，盖紧瓶盖，放入恒温箱萃取，再用I mL反萃取剂正己烷反萃取溶剂杯里的分析物，震荡混合均匀后静置，待其分层后吸取上层正己烷层注入GC-MS进行分析。色谱条件HP-5MS色谱柱(30 mX25 mmX0.25 u m);载气高纯氦(99. 999% )，流速0. 8 mL.mirT1 ;进样ロ温度250°C ；程序升温 初温80°C，然后以3°C min—1升至160°C，保持3 min，再以8°C HiirT1升至250°C，保持5 min ;进样量1 y L。质谱条件离子源EI源；电子轰击能量70 eV ;倍增电压1294 V ;离子源温度230°C;接ロ温度280°C;质量扫描范围45 amiT500amu ;溶剂延迟5 min。本实例考察了不同分子量的PEG 200，PEG 400，PEG 600，PEG 800萃取剂对萃取效果的影响，从白术挥发性成分的总离子流图分析，如图2所示，四种萃取剂测定的主要成分大致相同，PEG 200在21. 2(T22. 87 min出现戊こニ醇，六甘醇等试剂杂质干扰峰，掩盖相应位置的目标峰，所以本实例选择PEG 400，本实施例选用硅油、离子液体或与PEG 200，PEG 400，PEG 600，PEG 800的几种混合物萃取，均能取得同样的有益效果。如图3所示，本发明考察了不同的样品量对萃取的影响，1.2 g时顶空浓度已达到饱和而趋于恒定，故在此实例中选择1. 2 g的样品量。如图4所示，本发明考察了不同萃取温度对萃取的影响，峰面积随着萃取温度的増加而增加，到100°c时，峰面积已趋于恒定，故在此实例中选择100°C。如图5所示，本发明考察了不同萃取时间对萃取的影响，当萃取时间达60 min，峰面积已趋于恒定，所以此实例中选择的时间为60 min，由于反萃取剂要求与PEG 400不相溶，将PEG 400中萃取的目标物进行转移的有机溶剂，考察こ酸こ酷，丙酮，正己烷，こ醚，こ醇。こ酸こ酷，丙酮，こ醇与PEG 400不分层而不能用，こ醚挥发性较大，最終选择正己烷。反萃取这一步既是对目标物的萃取，如果用量过多也会对目标物进行稀释，则ー些低含量组分不易检测出来而且造成环境污染，但溶剂用量太少操作不方便并会造成萃取不完全，考察了相同条件下I mL、2 mL、3 mL、4 mL正己烧的用量。结果表明用I mL已满足要 求且峰面积最大,所以此实例中反萃取剂体积选择I mL。通过本发明的前处理方法，结合GC-MS，从白术样品中顶空液液萃取分离得到了41个组分(表I )，鉴定了其中33个化合物，占总峰面积的92. 2%，在鉴定的成分中含量最高的是苍术酮，相对含量为30. 2%，这与文献报道的白术中的主含量为苍术酮一致。其他的成分与文献报道的基本一致，但含量比例不尽相同，这是由于白术的产地，提取方法不同而存在一定差异的原因。特别指出的是，与水蒸气蒸馏法相比，由于有些挥发性物质是水溶性的，在水蒸气蒸馏法中的油相中存在很少，而溶解在水相中而形成所谓的芳香水，采用本专利发明的方法，可以一次萃取分离而得到，因而用本发明方法可以获得比水蒸气蒸馏法中的挥发油中的组成成分更多的原因。本发明采用上述实施例的方法对中药白木、中药饮片木瓜、中药香附、泡沫塑料、食用油等中挥发性有机化合物的分离提取，均能取得同样的有益效果。表I白术样品中顶空液液萃取分离得到了 41个组分表
权利要求
1.一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的方法为将待处理样品置于提取装置中，采用高沸点萃取剂在80-140°C下对待处理样品中的挥发性有机化合物进行萃取，萃取时间为20 - 120min，得到含挥发性有机化合物的高沸点萃取液。
2.根据权利要求1所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的提取装置包括顶空收集样品瓶(4)及与其相匹配的磨口瓶塞(5)，所述的顶空收集样品瓶(4)底部中心配合设置萃取剂瓶(6)，所述的顶空收集样品瓶(4)配合设置在恒温箱(I)中，待处理样品(3)放入顶空收集样品瓶(4)底部，并分散于萃取剂瓶(6)的周边， 萃取剂瓶(6)内装有高沸点萃取剂(2)。
3.根据权利要求1所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的含挥发性有机化合物的高沸点萃取液采用低沸点溶剂进行反萃取，所述的低沸点溶剂与高沸点萃取剂不相溶。
4.根据权利要求1所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的高沸点萃取剂为极性溶剂、弱极性溶剂、非极性溶剂中的任意一种或几种混合液。
5.根据权利要求1所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的高沸点萃取剂为聚乙二醇、硅油或离子液体。
6.根据权利要求5所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的聚乙二醇包括PEG 200、PEG 400、PEG 600、PEG 800。
7.根据权利要求1所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的待处理样品为中药或食品。
8.根据权利要求2所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的前处理方法如下1)将盛有闻沸点萃取剂(2)的萃取剂瓶(6)放入顶空收集样品瓶(4)的底部中间，再将待处理样品(3)放入顶空收集样品瓶(4)底部，并均匀分散于萃取剂瓶(6)的周边，塞上磨口瓶塞(5)，并将顶空收集样品瓶(4)放置在恒温箱(I)内；2)将恒温箱(I)温度设为80-140°C进行萃取，萃取时间为20— 120 min，得到含挥发性有机化合物的高沸点萃取液；3)将步骤2)得到的含挥发性有机化合物的高沸点萃取液用低沸点溶剂进行反萃取，所述的低沸点溶剂与高沸点萃取剂不相溶。
9.根据权利要求8所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的温度设为100-110°C。
10.根据权利要求8所述的一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，其特征在于所述的萃取时间为50 - 70 min。
全文摘要
一种用于挥发性有机化合物有效提取的前处理方法，属于样品前处理方法技术领域。待处理样品置于提取装置中，采用高沸点萃取剂在80-140℃下对待处理样品中的挥发性有机化合物进行萃取，萃取时间为20－120min，得到含挥发性有机化合物的高沸点萃取液，适用于挥发性物质的分离提取。本发明通过采用上述技术，对挥发性有机化合物进行提取，得到的萃取物再通过普通溶剂反萃取后，进行气相色谱-质谱法(GC-MS)等仪器分析，提高了样品中挥发性物质的提取效率，本发明克服了经典液相微萃取中液滴本身易挥发跌落的问题，同时提高了水蒸气蒸馏法所得的油相中水溶性物质的灵敏度。它特别适用于采用GC-MS分析挥发性有机化合物的前处理。
文档编号G01N30/06GK103018375SQ20121040388
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者刘文涵, 何晶晶, 滕渊洁 申请人:浙江工业大学