專利名稱：復雜樣品中苯并[а]芘的選擇性凈化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復雜樣品中苯并[a]芘的選擇性凈化方法，具體地說是一種利用氧化鎂微球作為固相萃取吸附劑，選擇性凈化沉積物、土壤和生物樣品中苯并[a]芘的方法。
背景技術：
苯并[a]芘作為多環(huán)芳烴污染的一個重要指示物，國際癌癥研究機構已經(jīng)將其從可能致癌物確立為致癌物。因此環(huán)境樣品中苯并[a]芘的分析受到了分析工作者的廣泛關注。苯并[a]芘是一種疏水性很強的化合物，比較容易吸附在固體顆粒，比如沉積物、土壤表面，另外由于生物累積效應，在一些生物體內(nèi)也含有苯并[a]芘。然而這些復雜的環(huán)境樣品中存在著大量的基質(zhì)干擾，為了準確測定其中苯并[a]芘的含量，樣品純化是關鍵步驟。目前，關于復雜樣品中苯并[a]芘的凈化方法主要包括三個步驟 (Spitzer, T.J.Chromatogr. A1993, 643, 43-49 ；Nondek, L. ；Kuzilek, M. ；Krupicka, S. Chromatographia 1993,37,381-386 ；Tye, R. ；Graf, M. J. ；Horton, A. W. Anal. Chem. 1955,27,248-253 ；Davis, H. J. ；Lee, L. Α. ；Davidson, Τ. R. Anal. Chem. 1966,38, 1752-1755 ；Popl, Μ. ；Stejskal, Μ. ；Mostecky, J.Anal. Chem. 1974,46,1581-1582 ；Ali, Μ. Y. ；Cole, R. B. Anal. Chem. 1998，70，3242—3248 ；Ali, Μ. Y. ；Cole, R. B. J. Agric. Food. Chem. 2001,49,4192-4198)一、雜質(zhì)的去除，主要方法包括柱色譜法(例如硅膠，氧化鋁、 弗羅里硅土，XAD樹脂，多孔石墨化碳等)，凝膠滲透色譜法，超臨界流體萃取法，加壓溶劑萃取法；二、多環(huán)芳烴的共萃取；三、苯并[a]芘與其他多環(huán)芳烴化合物的分離，主要方法包括薄層色譜法和紙色譜法。然而，這些方法需要消耗大量的有機溶劑，操作過程復雜，操作時間長。對于一些含有脂類和硫的化合物來說，需要增加額外的操作步驟。所以發(fā)展一種操作簡單、有機溶劑消耗量少、環(huán)境友好、效率高、成本低的選擇性凈化方法具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于發(fā)展一種操作簡單、有機溶劑消耗量少、環(huán)境友好、效率高、成本低的選擇性凈化復雜樣品中苯并[a]芘的方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是一種復雜樣品中苯并[a]芘的選擇性凈化方法，利用氧化鎂微球作為固相萃取吸附劑用于選擇性地凈化復雜樣品中的苯并[a]芘，其操作步驟如下a)采用溶劑萃取法對復雜樣品中的多環(huán)芳烴進行提取，得多環(huán)芳烴的提取液；所采用的溶劑為極性強度《二氯甲烷極性強度的有機溶劑；b)取平均粒徑10-50微米的氧化鎂微球，依次采用乙腈或甲醇、二氯甲烷或正己烷對氧化鎂微球進行活化；采用氧化鎂微球?qū)Χ喹h(huán)芳烴的提取液進行固相萃取；c)采用極性有機溶劑對氧化鎂微球進行淋洗，然后采用極性強度< 二氯甲烷極性強度的有機溶劑對氧化鎂微球進行洗脫，得洗脫液；d)洗脫液揮發(fā)溶劑后即得到凈化后的苯并[a]芘。
所述溶劑萃取法為索式提取或加速溶劑萃取(Hawthorne，S. B.，Grabanski，C. B.， Martin, Ε. , Miller, D. J. , Journal of Chromatography A, 2000,892,421-433)；步驟a中復雜樣品與溶劑用量比為l_4g 50ml ；步驟b中氧化鎂微球與復雜樣品的質(zhì)量比0.2 5-20 ；步驟b中將氧化鎂微球通過干法填充到固相萃取柱的柱管內(nèi)，于柱管的上下兩端分別墊置與柱管內(nèi)徑相匹配的過濾篩板，然后再進行固相萃取。步驟b中氧化鎂微球與乙腈或甲醇的用量比為0.2g 3_8mL，氧化鎂微球與二氯甲烷或正己烷的用量比為0. 2g 4-10mL。步驟c中氧化鎂微球與極性有機溶劑用量比為0.2g 2_20mL，氧化鎂微球與非極性有機溶劑用量比為0.2g 2-15mL。步驟c中極性有機溶劑為甲醇和/或乙腈，可以選擇性的去除菲、蒽、芘、硫、脂類等化合物；洗脫所使用的有機溶劑為二氯甲烷和/或正己烷，可以將苯并[a]芘與分子量更大的多環(huán)芳烴，比如苯并[ghi]茈分開洗脫下來。采用溶劑萃取法得到的多環(huán)芳烴的提取液在利用氧化鎂微球進行固相萃取前可進行濃縮，濃縮前后體積比為500 1-100 1。對于含硫或脂類等物質(zhì)特別多的復雜樣品，可將步驟c所得到的洗脫液按照b、c 操作順利重復進行2-5次。所述復雜樣品是指除多環(huán)芳烴之外，還含有干擾其測定的各種化合物或單質(zhì)的固體樣品基質(zhì)，如土壤，河水或海水沉積物，生物樣品等。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)消耗溶劑量少，環(huán)境友好約幾十毫升，是其他方法所消耗體積的十分之一； (2)操作簡單通過簡單的固相萃取過程即可實現(xiàn)對復雜樣品中雜質(zhì)(包括脂類，硫，低環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴等)的有效去除，得到純化后的苯并[a]芘；(3)該方法將雜質(zhì)的去除和苯并 [a]芘的選擇性凈化整合起來；(4)成本低；( 凈化和萃取效率高。本發(fā)明首先采用晶種誘導法制備氧化鎂微球，以氧化鎂微球為填料裝填固相萃取柱，然后通過對淋洗和洗脫條件的優(yōu)化，發(fā)展一種對復雜樣品中苯并[a]芘進行選擇性凈化的方法。


圖1為采用本發(fā)明方法，通過凝膠滲透色譜表征，實現(xiàn)了對脂類和硫的有效去除。圖2為采用本發(fā)明方法，透過高效液相色譜法表征，實現(xiàn)了對復雜樣品中苯并[a] 芘的選擇性凈化。
具體實施例方式本發(fā)明使用的氧化鎂微球(Zhang，Z.P. ；Zheng, Y. J. ；Chen, J. P. ；Zhang, Q. ；Ni, Y. W. ；Liang, Χ. Μ. Adv. Funct. Mater. 2007，17，2447-2454)是以硝酸鎂和無水碳酸鉀為反應物，以多聚磷酸鈉為致孔劑，以堿式碳酸鎂為晶種采用晶種誘導法制備的單分散、介孔氧化鎂微球。實施例1
將300mg氧化鎂微球通過干法填充到固相萃取空管(6mL)內(nèi)，上下分別墊置配套的過濾篩板。上樣前，分別使用乙腈、二氯甲烷對固相萃取柱進行活化；然后將ImL多環(huán)芳烴混標(菲 0. 72 μ g ml/1，蒽 0. 68 μ g ml/1，芘 2. 88 μ g ml/1，苯并[a]芘 0. 76 μ g ι Γ1，苯并[ghi]茈2. 0μ g mL—1)上樣。上樣完畢，依次使用2mL乙腈進行淋洗，淋洗次數(shù)為3次。 待淋洗完畢，將三次淋洗所得淋洗液分別定容成2mL含60 %乙腈的水溶液，最后進行高效液相色譜分析。不同體積的乙腈對多環(huán)芳烴的選擇性淋洗效率列于表1(左)中。從中可以看出， 6mL乙腈可以將93%以上的菲、蒽、芘選擇性除去，而苯并[a]芘不會在選擇性凈化過程中損失。因此，在選擇性凈化過程中，6mL乙腈可以實現(xiàn)對四環(huán)以下多環(huán)芳烴的有效去除，達到凈化的目的。實施例2 將300mg氧化鎂微球通過干法填充到固相萃取空管(6mL)內(nèi)，上下分別墊置配套的過濾篩板。上樣前，分別使用乙腈、二氯甲烷對固相萃取柱進行活化；然后將ImL多環(huán)芳烴混標(菲 0. 72 μ g ml/1，蒽 0. 68 μ g ml/1，芘 2. 88 μ g ml/1，苯并[a]芘 0. 76 μ g ι Γ1，苯并[ghi]茈2. 0μ g mL—1)上樣。上樣完畢，使用6mL乙腈進行淋洗。待淋洗完畢，使用真空泵將固相萃取柱充分抽干后，依次使用3mL、2mL和2mL 二氯甲烷進行洗脫，三次洗脫液分別采用氮氣吹干后用60%乙腈的水溶液定容至2mL，最后進行高效液相色譜分析。不同體積的二氯甲烷對苯并[a]芘的洗脫效率列于表1(右)中，從中我們可以看出，當二氯甲烷用量達到5mL時，可將苯并[a]芘完全洗脫下來；而將其用量從5mL增加到 7mL時，二氯甲烷對苯并[a]芘的洗脫效率無明顯變化，但卻將9. 0%的苯并[ghi]茈同時洗脫下來。因此，二氯甲烷的最佳用量為5mL時，可以實現(xiàn)苯并[a]芘與六環(huán)多環(huán)芳烴的分

表1.淋洗劑和洗脫劑用量對選擇性凈化苯并[a]芘的影響
權利要求
1.一種復雜樣品中苯并[a]芘的選擇性凈化方法，其特征在于利用氧化鎂微球作為固相萃取吸附劑用于選擇性地凈化復雜樣品中的苯并[a]芘，其操作步驟如下a)采用溶劑萃取法對復雜樣品中的多環(huán)芳烴進行提取，得多環(huán)芳烴的提取液；所采用的溶劑為極性強度《二氯甲烷極性強度的有機溶劑；b)取平均粒徑10-50微米的氧化鎂微球，依次采用乙腈或甲醇、二氯甲烷或正己烷對氧化鎂微球進行活化；采用氧化鎂微球?qū)Χ喹h(huán)芳烴的提取液進行固相萃取；c)采用極性有機溶劑對氧化鎂微球進行淋洗，然后采用極性強度《二氯甲烷極性強度的有機溶劑對氧化鎂微球進行洗脫，得洗脫液；d)洗脫液揮發(fā)溶劑后即得到凈化后的苯并[a]芘。
2.按照權利要求1所述的凈化方法，其特征在于步驟a中復雜樣品與溶劑用量比為 l-4g 50ml ；步驟b中氧化鎂微球與復雜樣品的質(zhì)量比0.2 5-20；步驟c中氧化鎂微球與極性有機溶劑用量比為0.2g 2-20mL，氧化鎂微球與非極性有機溶劑用量比為0. 2g 2-15mL。
3.按照權利要求1所述的凈化方法，其特征在于步驟c中極性有機溶劑為甲醇和/或乙腈，可以選擇性的去除菲、蒽、芘、硫、脂類等化合物；洗脫所使用的有機溶劑為二氯甲烷和/或正己烷，可以將苯并[a]芘與分子量更大的多環(huán)芳烴，比如苯并[ghi]茈分開洗脫下來。
4.按照權利要求1所述的凈化方法，其特征在于采用溶劑萃取法得到的多環(huán)芳烴提取液在利用氧化鎂微球進行固相萃取前可進行濃縮，濃縮前后體積比為500 1-100 1。
5.按照權利要求1所述的凈化方法，其特征在于所述溶劑萃取法為索式提取或加速溶劑萃??；步驟b中氧化鎂微球與乙腈或甲醇的用量比為0.2g 3-8mL，氧化鎂微球與二氯甲烷或正己烷的用量比為0. 2g 4-10mL。
6.按照權利要求1所述的凈化方法，其特征在于步驟b中將氧化鎂微球通過干法填充到固相萃取柱的柱管內(nèi)，于柱管的上下兩端分別墊置與柱管內(nèi)徑相匹配的過濾篩板，然后再進行固相萃取。
7.按照權利要求1所述的凈化方法，其特征在于對于含硫或脂類物質(zhì)特別多的復雜樣品，可將步驟c所得到的洗脫液按照b、c操作順利重復進行2-5次。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用氧化鎂微球作為樣品前處理材料，a)采用溶劑萃取法對復雜樣品中的多環(huán)芳烴進行提取，得多環(huán)芳烴的提取液；b)取平均粒徑10-50微米的氧化鎂微球，依次采用乙腈或甲醇、二氯甲烷或正己烷對氧化鎂微球進行活化；采用氧化鎂微球?qū)Χ喹h(huán)芳烴的提取液進行固相萃取；c)采用極性有機溶劑對氧化鎂微球進行淋洗，然后采用極性強度≤二氯甲烷極性強度的有機溶劑對氧化鎂微球進行洗脫，得洗脫液；d)洗脫液揮發(fā)溶劑后即得到凈化后的苯并[a]芘。該發(fā)明使用少量的有機溶劑，通過簡單的固相萃取過程即可實現(xiàn)對復雜樣品中雜質(zhì)的有效去除；具有操作簡單、溶劑消耗量少、環(huán)境友好、成本低，效率高的優(yōu)點。
文檔編號G01N30/14GK102455262SQ20101052289
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權日2010年10月27日
發(fā)明者倪余文, 張海軍, 金靜, 陳吉平 申請人:中國科學院大連化學物理研究所