專利名稱：一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒的制作方法
技術領域：
本發明屬于揮發性及半揮發性有機物的痕量分析領域，特別是涉及食品、環境、生物樣品中揮發性及半揮發性有機物的痕量分析領域，特別是一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒。
背景技術：
固相微萃取技術(SolidPhase Micro Extraction, SPME)是 20 世紀 90 年代興起的一項新穎的樣品前處理與富集技術，它最先由加拿大Waterloo大學的Pawliszyn教授的研究小組于1989年首次進行開發研究，屬于非溶劑型選擇性萃取法。它幾乎可以用于氣體、液體、生物、固體等樣品中各類揮發性或半揮發性物質的分析。SPME的最大特點就是集取樣、萃取、富集、進樣于一體，因而操作簡便，并且不需溶劑，萃取速度快、操作成本低、不污染環境、便于實現自動化以及易于與色譜、電泳等高效分離檢測手段聯用，因此，在化學、醫藥、食品、環境領域及藥物分析中得到了廣泛的應用。攬拌棒吸附萃取(Stirbar sorptive extraction, SBSE)是由 Erik Baltussen等人于1999年提出的，是在SPME基礎上發展起來的一種新型樣品前處理技術。該技術與SPME—樣具有簡單、高效、快速、重現性好、綠色無溶劑等優點，并在萃取過程中吸附攪拌棒自身完成攪拌，避免了在Fiber SPME中攪拌子的競爭吸附，而且其萃取固定相的體積比SPME大50倍以上，因此富集倍數明顯提高，非常適合痕量分析。在國外該技術已成功地應用于環境樣品、食品中污染物、毒品、醫藥和農藥殘留、人體內分泌干擾物質、多環芳烴、苯系物和多氯聯苯等的分析。德國Gerstel GnlbH公司選用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為萃取涂層，推出了商品化的攬拌棒(Twister Gerstel GnlbH)。Twister是由0. 5mm或1_的PDMS娃橡膠管,套在一內封磁芯的玻璃管上制成。商品化的SBSE裝置以玻璃棒為載體，材質易碎，且只有PDMS這一種固定相涂層，而且商品化SBSE裝置價格較高，SBSE技術的應用受到了較大的限制。為此，對SBSE技術的研究是一項十分有創新性和實際意義的工作。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒。本發明的技術方案為一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒，該攪拌萃取棒應用聚丙烯酸酯復合碳分子篩作為攪拌萃取棒涂層的涂層材料，其中聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-100份I份，應用棒體作為攪拌萃取棒涂層涂覆的基體，所述棒體是由比玻璃管短的鐵芯封于玻璃管內制成，所述玻璃管的長為10-40mm,直徑為0. 5_5mm。優選地，上述攪拌萃取棒中，所述的聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-10份I份。優選地，上述攪拌萃取棒中，所述玻璃管的長為20mm,直徑為3mm。本發明還提供了上述聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒的制備方法，該方法包括如下步驟(I)、選取長10-40mm，直徑為O. 5_5mm的玻璃管，利用酒精噴燈將比玻璃管短的鐵芯封于玻璃管內，對棒體表面進行預處理；(2)、攪拌萃取棒的制作按照質量份數稱取聚丙烯酸酯2-100份，加入碳分子篩I份，充分攪拌混合均勻制成溶膠，將步驟(I)預處理過的棒體，置于溶膠中10-60min后取出，采用紫外光照射固化處理，再進行升溫老化，即制得攪拌萃取棒。優選地，上述制備方法中，所述預處理是指對棒體表面依次用CH2Cl2處理O. 5-2小時、lmol/L NaOH溶液處理2-12小時、O. lmol/L HCl溶液處理2-8小時，最后用去離子水沖洗至中性，在120 150°C氮氣流下烘干。優選地，上述制備方法中，所述升溫老化的過程為在氮氣保護下，100-150°C保持2-4h, 150-180°C保持 2_4h，然后 200-240°C保持 30_60min，即完成老化。優選地，上述制備方法中，所述的聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-10份I份。優選地，上述制備方法中，所述玻璃管的長為20mm，直徑為3mm。采用上述制備方法制得的攪拌萃取棒的涂層厚度為10-3000 μ m。本發明所具有的有益效果本發明利用聚丙烯酸酯和碳分子篩各自的吸附特性，避免了單一材料吸附效果的不足，從而擴大了涂層對被吸附物質的選擇性范圍，覆蓋極性-非極性。在萃取過程中攪拌萃取棒自身完成攪拌，避免了在Fiber SPME中攪拌子的競爭吸附，且因其萃取固定相的體積比SPME大50倍以上，富集倍數明顯提高，特別適合痕量分析。該攪拌萃取棒特點為選擇性范圍廣、比表面大，熱穩定性高，不保留水。將吸附劑結合到攪拌萃取棒上的形式，更有利于吸附劑對液體樣品的處理以及靜態的頂空捕集。特別適合于捕集揮發性強、分子尺寸小的化合物，且具有極高的疏水性能，可在高溫條件下使用。
圖I為不采用攪拌萃取棒的氣相色譜基線圖；圖2為采用本發明制備的攪拌萃取棒在解吸條件下的氣相色譜基線圖；圖3為采用實施例I制備的攪拌萃取棒萃取苯類物質的氣相色譜圖。圖3中，I為苯，2為甲苯，3為乙苯，4為對二甲苯，5為鄰二甲苯。采用本發明所述方法制備的任一攪拌萃取棒均能產生如圖2所示的無干擾的基線，比較圖I和圖2可以看出，在解吸條件下，幾乎不會造成固定相涂層的流失，從圖3可以 看出本發明制備的攪拌萃取棒對于有機化合物具有較好的萃取效率，彌補了商用萃取攪拌棒單一涂層的不足，拓寬了 SBSE技術的應用范圍。
具體實施例方式實施例I 一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌棒的制備方法
選取長20_，直徑為3_的玻璃管，利用酒精噴燈將略短的鐵芯封于其中，對棒體表面依次用CH2Cl2處理30min、lmol/L NaOH溶液處理6小時、O. lmol/L HCl溶液處理4小時，最后用去離子水沖洗至中性，在150°C氮氣流下烘干。取500mg聚丙烯酸酯，加入SOmg碳分子篩充分攪拌均勻，將處理過的棒體，置于其中15min，涂制后取出，采用紫外光照射固化處理；在氮氣保護下，進行程序升溫老化120°C保持2h，180°C保持3h，然后240°C保持60min，即制得攪拌萃取棒。實施例2 —種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌棒的制備方法選取長20mm，直徑為3mm的玻璃管，利 用酒精噴燈將略短的鐵芯封于其中，對棒體表面依次用CH2Cl2處理50min、lmol/L NaOH溶液處理6小時、O. lmol/L HCl溶液處理4小時，最后用去離子水沖洗至中性，在150°C氮氣流下烘干。 取500mg聚丙烯酸酯,加入50mg碳分子篩充分攪拌均勻,將處理過的棒體，置其中lOmin，涂制后取出，采用紫外光照射固化處理，；在氮氣保護下，進行程序升溫老化120°C保持3h，180°C保持3h，然后240°C保持60min，即制得攪拌萃取棒。實施例3利用實施例I中制作的攪拌萃取棒對環境水樣中苯系物質進行分析，采用磁力攪拌方式萃取。實施例4利用實施例2中制作的攪拌萃取棒對食用香精進行呈香組分分析，采取頂空萃取方式萃取。實施例5利用實施例I中制作的攪拌萃取棒對果蔬中的殘留農藥進行檢測，采用磁力攪拌方式萃取。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的技術方案作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明的技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒，其特征在于該攪拌萃取棒應用聚丙烯酸酯復合碳分子篩作為攪拌萃取棒涂層的涂層材料，其中聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-100份I份，應用棒體作為攪拌萃取棒涂層涂覆的基體，所述棒體是由比玻璃管短的鐵芯封于玻璃管內制成，所述玻璃管的長為10-40_，直徑為O. 5-5_。
2.根據權利要求I所述的一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒，其特征在于所述的聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-10份I份。
3.根據權利要求I或2所述的一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒，其特征在于所述玻璃管的長為20mm,直徑為3mm。
4.根據權利要求I所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)、選取長10-40mm，直徑為O.5_5mm的玻璃管，利用酒精噴燈將比玻璃管短的鐵芯封于玻璃管內，對棒體表面進行預處理；(2)、攪拌萃取棒的制作按照質量份數稱取聚丙烯酸酯2-100份，加入碳分子篩I份，充分攪拌混合均勻制成溶膠，將步驟(I)預處理過的棒體，置于溶膠中10-60min后取出，采用紫外光照射固化處理，再進行升溫老化，即制得攪拌萃取棒。
5.根據權利要求4所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于所述預處理是指對棒體表面依次用CH2Cl2處理O. 5-2小時、lmol/L NaOH溶液處理2-12小時、O. lmol/L HCl溶液處理2-8小時，最后用去離子水沖洗至中性，在120 150°C氮氣流下烘干。
6.根據權利要求4或5所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于所述升溫老化的過程為在氮氣保護下，100-150°C保持2-4h，150-180 V保持2_4h，然后200-240 V保持30-60min,即完成老化。
7.根據權利要求4-6任一項所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-10份I份。
8.根據權利要求4-7任一項所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于所述玻璃管的長為20mm,直徑為3mm。
9.根據權利要求5所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于所述預處理是指對棒體表面依次用CH2Cl2處理O. 5-1小時、lmol/L NaOH溶液處理4-6小時、O. lmol/L HCl溶液處理3-5小時，最后用去離子水沖洗至中性，在150°C氮氣流下烘干。
10.根據權利要求4或5所述攪拌萃取棒的制備方法，其特征在于所述升溫老化的過程為在氮氣保護下，120°C保持2-4h，180°C保持2_4h，然后240°C保持50_60min，即完成老化。
全文摘要
本發明提供一種聚丙烯酸酯復合碳分子篩涂層攪拌萃取棒。該攪拌萃取棒應用聚丙烯酸酯復合碳分子篩作為攪拌萃取棒涂層的涂層材料，其中聚丙烯酸酯與碳分子篩的質量份數比為2-100份∶1份，應用棒體作為攪拌萃取棒涂層涂覆的基體，所述棒體是由比玻璃管短的鐵芯封于玻璃管內制成，所述玻璃管的長為10-40mm，直徑為0.5-5mm。本發明利用聚丙烯酸酯和碳分子篩各自的吸附特性，避免了單一材料吸附效果的不足，從而擴大了涂層對被吸附物質的選擇性范圍，覆蓋極性-非極性。
文檔編號B01D15/08GK102614844SQ20121010138
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者戴東強, 鄧莉 申請人:天津春發生物科技集團有限公司