專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)分析測(cè)試前處理裝置，尤其是一種多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，主要用于水質(zhì)、生物樣品等分析測(cè)試前處理中的目標(biāo)物凈化和富集。
背景技術(shù)：
固相萃取是近年發(fā)展起來(lái)一種樣品預(yù)處理技術(shù)，由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來(lái)，主要用于樣品的分離、純化和濃縮，可以提高分析物的回收率，更有效的將分析物與干擾組分分離，減少樣品預(yù)處理過(guò)程，操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、省力。廣泛的應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、環(huán)境、商檢、化工等領(lǐng)域。多壁碳納米管是一種新型的碳質(zhì)納米材料，因其具有獨(dú)特的機(jī)械性能、理化性質(zhì)、巨大的表面積和孔體積、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性等在近年來(lái)作為一種新型填料在固相萃取中開(kāi)始逐漸被研究和重視。目前多壁碳納米管作為固相萃取填料存在以下問(wèn)題一方面，由于多壁碳納米管的獨(dú)特性質(zhì)，單一多壁碳納米管進(jìn)行固相萃取選擇性不強(qiáng)，限制了其對(duì)不同性質(zhì)的多殘留分析目標(biāo)物的應(yīng)用。第二，由于多壁碳納米管吸附能力強(qiáng)，其作為固相萃取填料用量較少，僅為30-100mg。而目前商業(yè)使用的固相萃取柱一般為3mL或6mL的萃取柱,如果用于填裝碳納米管，會(huì)造成管壁材料浪費(fèi)；如果進(jìn)行柱串聯(lián)使用，又會(huì)造成柱芯之間的死體積過(guò)大。第三，由于多壁碳納米管吸附能力強(qiáng)，在固相萃取洗脫過(guò)程中需要大量的上樣液或洗脫液(6-20mL),而普通固相萃取柱僅有3-6mL的柱體積，需要多次加入上樣液和洗脫液，給操作帶來(lái)極大不便。上述因素限制了多壁碳納米管作為固相萃取填料的推廣使用和商品化，需要一種簡(jiǎn)單、有效的裝置來(lái)解決這些問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱。多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，包括上樣管、多壁碳納米管固相萃取頭和流出管。上樣管的出口位置設(shè)置有多個(gè)串聯(lián)的多壁碳納米管固相萃取頭，流出管設(shè)置在末端的多壁碳納米管固相萃取頭出口。所述的上樣管包括進(jìn)口、柱腔和出口，該柱腔的體積為10_20mL。所述的多壁碳納米管固相萃取頭內(nèi)從上至下依次設(shè)置有上篩板、多壁碳納米管填料和下篩板，多壁碳納米管固相萃取頭整體高度為6-20mm。所述的多壁碳納米管固相萃取頭的外壁材料均為聚乙烯或聚丙烯。所述的上篩板和下篩板均選用多孔石英砂。所述的多壁碳納米管填料，其顆粒直徑為10-100nm。多壁碳納米管固相萃取頭的制備方法為首先在空管中放入下篩板，然后放入30-100mg的多壁碳納米管填料，輕敲管壁使填料分布均勻，然后放入上篩板，下壓上篩板使填料松緊合適，填料的高度為3-10mm。
多壁碳納米管固相萃取頭出口處的內(nèi)徑為5-10mm，外徑為7_12mm，多壁碳納米管固相萃取頭進(jìn)口處的內(nèi)徑為7-12mm。本發(fā)明的有益效果在于1.使用多級(jí)組合多壁碳納米管固相萃取頭，可將多種碳納米管固相萃取頭任意組合，一次完成多種不同規(guī)格的碳納米管固相組合萃取，可有效提高凈化效果并節(jié)省固相萃取時(shí)間。2.專(zhuān)用的多壁碳納米管固相萃取頭設(shè)計(jì)，可增加單位時(shí)間固相萃取流量，減少固相萃取死體積，縮短固相萃取時(shí)間。3.固相萃取管采用大容量柱腔設(shè)計(jì)，可一次加入大體積洗脫液洗脫，避免了重復(fù)加入洗脫液的繁瑣操作。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。固相萃取柱包括以下部分上樣管I、多壁碳納米管固相萃取頭2、流出管3。上樣管I包括進(jìn)口 1A，柱腔1B，及出口 1C。多壁碳納米管固相萃取頭2包括多壁碳納米管填料2A，上篩板和下篩板2B。上樣管出口 IC的外徑與固相萃取頭2的入口內(nèi)徑相等，使兩部分在使用時(shí)緊密嵌合。固相萃取頭2下端為寬口徑設(shè)計(jì)，內(nèi)徑為5-10mm,外徑為固相萃取頭2上端內(nèi)徑為7-12mm。下端外徑與上端內(nèi)徑尺寸相等可保證多級(jí)組合使用時(shí)的緊密嵌合。柱腔IB的形狀可為圓形、柱形以及任何其他可拓寬柱體積的形狀，體積為10-20mL，目的是增加一次性添加上樣液/淋洗液/洗脫液的體積。本多級(jí)組合碳納米管固相萃取柱的所有構(gòu)件的外壁材料均為聚乙烯或聚丙烯，篩板材料為多孔石英砂。固相萃取頭的出口外徑與流出管的內(nèi)徑相等，使兩部分在使用時(shí)緊密嵌合。固相萃取頭的整體高度為6-20mm。多壁碳納米管固相萃取頭中碳納米管填料顆粒的直徑為10-100nm。多級(jí)組合式碳納米管固相萃取頭可一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)組合使用。圖中所示為兩個(gè)多壁碳納米固相萃取頭的組合使用。碳納米管固相萃取頭的制備方法如下首先在空管中放入下篩板，然后放入30-100mg的多壁碳納米管填料，輕敲管壁使填料分布均勻，然后放入上篩板，下壓上篩板使填料松緊合適，填料的高度為3-10mm。本發(fā)明有以下特點(diǎn)
(I)使用多級(jí)組合多壁碳納米管固相萃取頭，可將多種碳納米管固相萃取頭任意組合，一次完成多種不同規(guī)格的碳納米管固相組合萃取，可有效提高凈化效果并節(jié)省固相萃取時(shí)間。(2)將固相萃取柱進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，固相萃取頭體積較小，可減少柱頭死體積，同時(shí)節(jié)省材料并便于攜帶存放。(3)固相萃取頭下端為寬口徑設(shè)計(jì)可在多級(jí)組合使用時(shí)增加單位時(shí)間的液體流量，減少死體積，提聞固相聞?shì)腿∷俣取?br> (4)固相萃取管采用大容量柱腔設(shè)計(jì)，可一次加入大體積洗脫液洗脫，避免了重復(fù)加入洗脫液的繁瑣操作。具體工作流程為
按照實(shí)際富集分離需要的要求選擇一個(gè)或多個(gè)多壁碳納米管固相萃取頭，按照?qǐng)D1將本各發(fā)明的各部件進(jìn)行組裝。首先用一定體積的活化劑(如3 mL甲醇、3mL水)活化多壁碳納米固相萃取柱，然后從上樣管進(jìn)口 IA加入樣品提取液，待提取液全部流下上樣管出口 IC后，從進(jìn)口 IA加入淋洗液；待淋洗液全部流下上樣管出口 IC后，從進(jìn)口 IA—次加入洗脫液，在流出管3下方收集洗脫液。在完成固相萃取后，通過(guò)后續(xù)濃縮、蒸干、定容步驟后進(jìn)行分析測(cè)定。實(shí)施例I雞蛋中氯霉素殘留量的碳納米管固相萃取及檢測(cè)
將60mg，40-60nm多壁碳納米管填裝到固相萃取頭，高度為10 mm ;使用10 mL柱腔體積的柱形上樣管，將各組件按照?qǐng)D1順序緊密對(duì)接，等待固相萃取使用。取經(jīng)充分勻漿后的雞蛋樣品2. Og(氯霉素加標(biāo)濃度為O. 2 Pg/kg)，用5 mL乙酸乙酯勻衆(zhòng)提取30 s,5000rpm離心5 min,上清液收集于50mL離心管中，重復(fù)提取一次,合并上清液。用3mL甲醇活化固相萃取柱，然后將IOmL樣品提取液一次性從上樣管進(jìn)口 IA加入，待提取液全部流下上樣管出口 IC后，從進(jìn)口 IA加入6mL水作為淋洗液；待淋洗液全部流下上樣管出口 IC后，從進(jìn)口 IA —次加入SmL含1%甲酸的甲醇作為洗脫液，在流出管3下方用玻璃離心管收集洗脫液。洗脫液45°C水浴下氮?dú)獯蹈珊?，?.0 mL甲醇水溶液(體積比10 :90)溶解，在過(guò)O. 22 μ 濾膜過(guò)濾后，用WATERS Premier XE超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀分析。按照上述步驟平行測(cè)定5次，結(jié)果如表I所示。在低加標(biāo)濃度條件下，五次測(cè)定的平均回收率為96. 0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4. 15%。整個(gè)固相萃取過(guò)程所用時(shí)間為20分鐘。測(cè)定結(jié)果良好的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)表明使用本發(fā)明的碳納米管固相萃取柱可有效去除雜質(zhì)，有效回收以氯霉素為代表的低濃度目標(biāo)物。同時(shí)，簡(jiǎn)單的操作步驟和無(wú)加壓狀態(tài)下20分鐘即完成整個(gè)固相萃取過(guò)程，表明碳納米管固相萃取柱操作簡(jiǎn)單、快速，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。表I利用多壁碳納米管固相萃取測(cè)定雞蛋中氯霉素的殘留量結(jié)果
權(quán)利要求
1.多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，包括上樣管、多壁碳納米管固相萃取頭和流出管，其特征在于上樣管的出口位置設(shè)置有多個(gè)串聯(lián)的多壁碳納米管固相萃取頭，流出管設(shè)置在末端的多壁碳納米管固相萃取頭出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于所述的上樣管包括進(jìn)口、柱腔和出口，該柱腔的體積為10-20mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于所述的多壁碳納米管固相萃取頭內(nèi)從上至下依次設(shè)置有上篩板、多壁碳納米管填料和下篩板，多壁碳納米管固相萃取頭整體高度為6-20 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于所述的多壁碳納米管固相萃取頭的外壁材料均為聚乙烯或聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于所述的上篩板和下篩板均選用多孔石英砂。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于所述的多壁碳納米管填料，其顆粒直徑為10-100 nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于多壁碳納米管固相萃取頭的制備方法為首先在空管中放入下篩板，然后放入30-100 mg的多壁碳納米管填料，輕敲管壁使填料分布均勻，然后放入上篩板，下壓上篩板使填料松緊合適，填料的高度為3-10 mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱，其特征在于所述的多壁碳納米管固相萃取頭出口處的內(nèi)徑為5-10 mm,外徑為7_12mm,多壁碳納米管固相萃取頭進(jìn)口處的內(nèi)徑為7-12mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多級(jí)組合式多壁碳納米管固相萃取柱。本發(fā)明包括上樣管、多壁碳納米管固相萃取頭和流出管。上樣管的出口位置設(shè)置有多個(gè)串聯(lián)的多壁碳納米管固相萃取頭，流出管設(shè)置在末端的多壁碳納米管固相萃取頭出口。本發(fā)明使用多級(jí)組合多壁碳納米管固相萃取頭，可將多種碳納米管固相萃取頭任意組合，一次完成多種不同規(guī)格的碳納米管固相組合萃取，可有效提高凈化效果并節(jié)省固相萃取時(shí)間。
文檔編號(hào)G01N30/06GK102974129SQ20121052699
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者張小軍, 郭遠(yuǎn)明, 李鐵軍, 龍舉 申請(qǐng)人:浙江省海洋水產(chǎn)研究所