專利名稱：一種金屬載體固相微萃取纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品、環(huán)境、生物樣品中有機物的痕量分析領(lǐng)域，特別涉及一種金屬載 體固相微萃取纖維。
背景技術(shù)：
固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)技術(shù)是一種新穎的樣品前處 理技術(shù)。1989年，加拿大Waterloo大學(xué)的Belardi與Pawliszynl首次報道了 SPME技術(shù)； 1993年，美國的Supelco公司推出商品化的SPME裝置；1995年，Chen和Pawliszynl設(shè)計 出固相微萃取-高效液相色譜(SPME-HPLC)聯(lián)用接口裝置，并由Supelco公司生產(chǎn)出商品。 1997年，Eisert和Pawliszyn設(shè)計出自動進樣的SPME-HPLC聯(lián)用裝置-管內(nèi)(In-tube) SPME-HPLC聯(lián)用裝置；1997年，Nguyen等實現(xiàn)了固相微萃取-毛細管電泳(SPME-CE)的在 線聯(lián)用。此外，SPME還可與傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、紫外吸收光譜(UV)、電感耦合等 離子體質(zhì)譜(ICP-Ms)等聯(lián)用。SPME集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，具有簡便、快速、便攜、高效、無需有機溶劑 及易于與氣相色譜、高效液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用、毛細管電泳等分析儀器聯(lián)用的優(yōu)點。因此，在 環(huán)境分析、食品分析、藥物分析、生物樣品分析等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。SPME的分析目標(biāo) 物除了有機物外，還包括無機物、元素等，可用于氣體、液體、固體等樣品中各類揮發(fā)和半揮 發(fā)物質(zhì)的分析。最早商品化的固相微萃取(Fiber SPME)裝置狀似一只注射器，由萃取頭和手柄兩 部分組成。萃取頭是一根Icm長，涂有不同固定相的熔融石英纖維。因此，萃取頭在使用過 程中極易折斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬載體固相微萃取纖維。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種金屬載體固相微萃取纖維，由載體及載體表面的涂層組成，所述載體為長 10-40mm，直徑為0. 1-0. 5mm的金屬纖維，所述涂層包括吸附劑層，還包括耐高溫環(huán)氧樹脂 層或有機硅樹脂層；所述吸附劑為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯或硅酸鎂。一種金屬載體固相微萃取纖維，該萃取纖維是按照如下步驟的方法制備得到(a)、選取長10-40mm，直徑為0. 1-0. 5mm的金屬纖維，用濃HF侵蝕10_60min，取 出，用蒸餾水沖洗至中性，再用N2吹干；(b)、將經(jīng)過步驟(a)處理過的金屬纖維表面涂漬一層耐高溫環(huán)氧樹脂或有機硅 樹脂，再在外層沾取一層吸附劑，得涂層或重復(fù)涂漬和沾取來調(diào)整涂層厚度；所述吸附劑為 氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯或硅酸鎂；(C)、將涂好涂層的萃取纖維置于烘箱內(nèi)進行高溫固化；(d)、將高溫固化好的萃取纖維，置于索式提取器當(dāng)中，用二氯甲烷于40-80°C回流20-120min,以去除雜質(zhì)。優(yōu)選地，所述的金屬纖維為不銹鋼纖維或合金纖維。優(yōu)選地，所述的吸附劑為I-Al2O3或二氧化鈦。優(yōu)選地，所述耐高溫環(huán)氧樹脂的合成方法為向環(huán)氧樹脂中加入有機溶劑攪拌至完 全溶解，再依次加入固化劑、助劑和填料，攪拌使各組分分散均勻，置于5°C以下儲存?zhèn)溆茫?其中環(huán)氧樹脂、固化劑、助劑和填料的重量比為80-120 10-80 10-80 10-60。優(yōu)選地，所述有機溶劑為二甲苯、甲苯、苯或丙酮中的一種。優(yōu)選地，所述助劑為叔胺。優(yōu)選地，所述填料為石棉粉、鋁粉或鈦白粉中一種。優(yōu)選地，所述固化劑為均苯四甲酸酐。本發(fā)明方法制得的萃取纖維的涂層厚度為10-2000 μ m。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明利用合成的耐高溫環(huán)氧樹脂或有機硅樹脂將吸附劑固定在金屬纖維表面， 形成熱穩(wěn)定性好，耐溶劑沖洗的涂層材料從而實現(xiàn)對痕量有機物的富集。以金屬纖維代替 傳統(tǒng)的石英纖維使其具有更高的機械強度；將吸附劑結(jié)合到金屬纖維上的形式，便于吸附 劑對樣品的靜態(tài)頂空捕集；如果選擇r-Al203作為吸附劑，其為強極性吸附劑，特別適用于 對雜環(huán)(含氮、磷、硫基)、芳香烴、有機胺的富集。


圖1為不使用萃取纖維的氣相色譜基線圖；圖2為使用實施例1萃取纖維解吸溫度下的氣相色譜基線圖；圖3為利用實施例1萃取纖維萃取苯系物質(zhì)的氣相色譜圖；圖3中，萃取物質(zhì)分別為苯、甲苯、二甲苯、氯苯。
具體實施例方式比較圖1和圖2可以得出，在解吸溫度下幾乎不會造成涂層的流失。圖3為利用 實施例1萃取纖維萃取水中苯系物質(zhì)的氣相色譜圖，可見本發(fā)明固相微萃取纖維對有機物 具有良好的吸附性能且操作簡便、省時，特別適合于環(huán)境中微量、痕量物質(zhì)的分析。實施例1選取長20mm，直徑為0. 35mm的不銹鋼纖維，用濃HF侵蝕30min，取出，用蒸餾水沖 洗至中性，再用N2吹干；稱取IOOg環(huán)氧樹脂，加入二甲苯攪拌至完全溶解，再依次加入15g 均苯四甲酸酐、15g叔胺和20g石棉粉，攪拌使各組分分散均勻，制得耐高溫環(huán)氧樹脂；在處 理過的不銹鋼纖維表面涂漬一層耐高溫環(huán)氧樹脂，再在外層沾取一層r-Al203，置于烘箱內(nèi) 于180°C高溫固化60min;將高溫固化好的萃取纖維，置于索式提取器當(dāng)中，利用二氯甲烷 于60°C回流40min，制得萃取纖維成品。其中環(huán)氧樹脂為多官能縮水甘油型環(huán)氧樹脂，市場購買得到。實施例2選取長20mm，直徑為0. 35mm的不銹鋼纖維，利用濃HF侵蝕20min，取出，用蒸餾水 沖洗至中性，利用N2吹干；在處理過的不銹鋼纖維表面涂漬一層有機硅樹脂，再在外層沾取一層二氧化鈦，置于烘箱內(nèi)于180°C高溫固化60min。將高溫固化好的萃取纖維，置于索式 提取器當(dāng)中，用二氯甲烷于60°C回流40min。制得萃取纖維成品。實施例3利用實施例1中制作的萃取纖維對水中酚類物質(zhì)進行分析，采取浸入方式萃取。實施例4利用實施例2中制作的萃取纖維對香精組分進行呈香分析，采取頂空方式萃取。實施例5利用實施例1中制作的萃取纖維對制藥廠廢水中苯胺類物質(zhì)進行檢測，采取浸入 方式萃取。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案作任何形式 上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)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(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種金屬載體固相微萃取纖維，由載體及載體表面的涂層組成，其特征在于所述載體為長10 40mm，直徑為0.1 0.5mm的金屬纖維，所述涂層包括吸附劑層，還包括耐高溫環(huán)氧樹脂層或有機硅樹脂層；所述吸附劑為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯或硅酸鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于該萃取纖維是 按照如下步驟的方法制備得到(a)、選取長10-40mm，直徑為0.1-0. 5mm的金屬纖維，用濃HF侵蝕10_60min，取出，用 蒸餾水沖洗至中性，再用N2吹干；(b)、將經(jīng)過步驟(a)處理過的金屬纖維表面涂漬一層耐高溫環(huán)氧樹脂或有機硅樹脂， 再在外層沾取一層吸附劑，得涂層或重復(fù)涂漬和沾取來調(diào)整涂層厚度；所述吸附劑為氧化 鋁、氧化鈦、氧化鋯或硅酸鎂；(c)、將涂好涂層的萃取纖維置于烘箱內(nèi)進行高溫固化；(d)、將高溫固化好的萃取纖維，置于索式提取器當(dāng)中，用二氯甲烷于40-80°C回流 20-120min,以去除雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述的金 屬纖維為不銹鋼纖維或合金纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述的吸 附劑為r-Al203或二氧化鈦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述耐高 溫環(huán)氧樹脂的合成方法為向環(huán)氧樹脂中加入有機溶劑攪拌至完全溶解，再依次加入固化 劑、助劑和填料，攪拌使各組分分散均勻，置于5°C以下儲存?zhèn)溆茫渲协h(huán)氧樹脂、固化劑、助 劑和填料的重量比為80-120 10-80 10-80 10-60。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述有機溶劑 為二甲苯、甲苯、苯或丙酮中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述助劑為叔胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述填料為石 棉粉、鋁粉或鈦白粉中一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬載體固相微萃取纖維，其特征在于所述固化劑為 均苯四甲酸酐。
全文摘要
一種金屬載體固相微萃取纖維，涉及食品、環(huán)境、生物樣品中有機物的痕量分析領(lǐng)域，由載體及載體表面的涂層組成，所述載體為長10-40mm，直徑為0.1-0.5mm的金屬纖維，所述涂層包括吸附劑層，還包括耐高溫環(huán)氧樹脂層或有機硅樹脂層；所述吸附劑為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯或硅酸鎂。通過本發(fā)明，形成熱穩(wěn)定性好，耐溶劑沖洗的涂層材料，從而實現(xiàn)對痕量有機物的富集；以金屬纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石英纖維使其具有更高的機械強度；將吸附劑結(jié)合到金屬纖維上的形式，便于吸附劑對樣品的靜態(tài)頂空捕集；如果選擇r-Al2O3作為吸附劑，其為強極性吸附劑，特別適用于對雜環(huán)(含氮、磷、硫基)、芳香烴、有機胺的富集。
文檔編號B01J20/06GK101942762SQ20101029721
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者鄧?yán)? 邢海鵬, 郝學(xué)財 申請人:天津市春升清真食品有限公司