本發(fā)明屬于樣品前處理領(lǐng)域，具體涉及一種微柱富集進(jìn)樣方法。

背景技術(shù)：

樣品前處理的主要目的是將樣品中的待測(cè)目標(biāo)物質(zhì)通過(guò)提取、凈化、濃縮的過(guò)程使之轉(zhuǎn)化成可測(cè)定的形式，并去除樣品基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。傳統(tǒng)的樣品前處理方法包括索氏抽提、液-液萃取(lle)等，然而這些方法在不同程度上具有處理時(shí)間長(zhǎng)，操作繁瑣、有機(jī)溶劑消耗量大等不足。為解決這些問(wèn)題，后來(lái)出現(xiàn)了一系列新的樣品前處理方法，如超聲波輔助萃取(usae)、微波輔助萃取(mwae)、加壓溶劑萃取(ple)及超臨界流體萃取(scfe)等都能有效提高對(duì)固態(tài)樣品中目標(biāo)物的提取效率，而固相萃取、固/液相微萃取等則是目前液態(tài)樣品的提取、凈化與濃縮的代表性方法。由于本專利不涉及固態(tài)樣品的提取，因此，下文僅介紹液態(tài)樣品前處理有關(guān)的研究背景。

(1)固相萃取(spe)

固相萃取(spe)是目前應(yīng)用最廣泛的一種前處理方法，其原理是利用固相吸附對(duì)樣品中目標(biāo)物或干擾物的選擇性吸附，使目標(biāo)物與干擾物分離。典型的spe的形式是spe小柱和圓盤(pán)，其中spe小柱應(yīng)用最為廣泛。后來(lái)，還出現(xiàn)了一些新的spe方式，如磁性固相萃取(mspe)、基質(zhì)分散固相萃取(mspd)等。這些新的spe方式與采用spe柱的萃取方式相比，主要差異是上樣方法，其余步驟則基本相同。

spe小柱就是將固體吸附劑裝填于一根類似注射器針筒的萃取裝置，當(dāng)樣品流過(guò)spe小柱時(shí)，分析物被萃取到吸附劑上。spe操作一般包括四個(gè)步驟，即活化、上樣、清洗和洗脫。對(duì)于spe而言，目標(biāo)物的理論富集倍數(shù)就決定于上樣溶液的體積與用于分析測(cè)定的溶液體積之比，因此，為了提高檢測(cè)靈敏度，通常還需要借助氮吹等手段，將含有目標(biāo)物的洗脫液濃縮到一定的體積，然后用微量進(jìn)樣針進(jìn)樣。

磁性固相萃取(mspe)的特點(diǎn)是在固體吸附劑含有磁性內(nèi)核。使用時(shí)將磁性的吸附劑直接分散于液態(tài)樣品中，在萃取結(jié)束后，利用磁鐵來(lái)回收吸附了分析物的吸附劑。后續(xù)的清洗、洗脫等操作則與前述的spe方法沒(méi)有顯著的差別。

基質(zhì)分散固相萃取(mspd)主要用于生物組織樣品的前處理，特點(diǎn)是將吸附劑與切碎的生物組織混合，并在研缽中適度研磨，利用吸附劑將樣品進(jìn)一步撕裂，以提高萃取效率。然后將吸附劑從樣品中分離出來(lái)，再按照普通spe的方法完成吸附劑的清洗及分析物洗脫等操作。

(2)固相微萃取(spme)

固相微萃取(spme)是一種無(wú)溶劑萃取方式，并且集采樣、濃縮及進(jìn)樣于一體，操作步驟簡(jiǎn)單。典型的裝置是纖維固相微萃取(infiberspme)。此外，還有管內(nèi)固相微萃取(in-tubespme)、固相微萃取攪拌棒技術(shù)(stirringbarsorptiveextraction,sbse)等新的形式。這些新形式雖然有其自身的特點(diǎn)，但都不具備“無(wú)溶劑”這一優(yōu)勢(shì)。

纖維固相微萃取(infiberspme)的特點(diǎn)是將分析物萃取到纖維表面所覆蓋的吸附涂層中，它既可以與氣相色譜聯(lián)用，也可以與液相色譜聯(lián)用。與氣相色譜聯(lián)用時(shí)，是將萃取頭直接插入進(jìn)樣口，通過(guò)熱解析使所萃取的分析物從萃取頭中釋放出來(lái)，以完成進(jìn)樣操作。若與液相色譜聯(lián)用，則需要利用有機(jī)溶劑將分析物洗脫下來(lái)，然后利用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣。

管內(nèi)固相微萃取(in-tubespme)的特點(diǎn)是將分析物萃取到毛細(xì)管內(nèi)所含的萃取材料中，該技術(shù)目前主要用于與液相色譜聯(lián)用。若與氣相色譜聯(lián)用，則需要先將分析物洗脫下來(lái)得到洗脫液，然后利用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣。

攪拌棒固相微萃取(stirringbarsorptiveextraction,sbse)的特點(diǎn)是將分析物吸附到攪拌棒表面所覆蓋的萃取材料中，它既可以氣相色譜聯(lián)用，也可以與液相色譜聯(lián)用。與氣相色譜聯(lián)用時(shí)，有兩種進(jìn)樣方式，一是先將分析物洗脫下來(lái)，然后氮吹濃縮，最后利用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣；二是將萃取了分析物的攪拌棒置于特制的裝置中，加熱使分析物氣化，然后通過(guò)專用氣路用載氣將分析物導(dǎo)入氣相色譜的進(jìn)樣口。與液相色譜聯(lián)用時(shí)，則需要將分析物從攪拌棒上洗脫，然后用氮?dú)鈱⑾疵撘捍蹈刹⒂昧鲃?dòng)相復(fù)溶，最后再利用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣。

(3)液相微萃取

液相微萃取與傳統(tǒng)的液液萃取在本質(zhì)上是完全相同的。不同之處是液相微萃取(mlle)是利用極少量的有機(jī)溶劑(數(shù)百微升)對(duì)幾百毫升樣品進(jìn)行一次萃取，操作步驟與傳統(tǒng)的lle沒(méi)有多少區(qū)別。在此基礎(chǔ)上，后來(lái)還出現(xiàn)了一些新的方法，如單滴微萃取(sdme)、分散液相微萃取(dllme)及中空纖維液相微萃取(hf-lpme)。

單滴微萃取(sdme)的特點(diǎn)是從微量進(jìn)樣器中推出適量有機(jī)溶劑，使之懸掛于進(jìn)樣器的針尖形成萃取相液滴，然后將其置于樣品溶液中或樣品的頂空部分進(jìn)行萃取。萃取結(jié)束后，將萃取相液滴吸回到進(jìn)樣器中，然后進(jìn)樣。

分散液相微萃取(dllme)的特點(diǎn)是將少量有機(jī)溶劑(輔以一定比例的增溶劑)作為萃取劑分散于樣品中的萃取方法，萃取結(jié)束后通過(guò)離心等方法實(shí)現(xiàn)相分離，然后用微量進(jìn)樣器將萃取劑吸出，并取其中的一部分用于進(jìn)樣。

中空纖維液相微萃取(hf-lpme)是取一段管壁具有微孔的小管作為萃取管(用于穩(wěn)定萃取溶劑)，將其一端套在微量進(jìn)樣器針頭上；再?gòu)奈⒘窟M(jìn)樣器向小管注滿萃取溶劑，并使萃取管浸沒(méi)在樣品溶液中，分析物就會(huì)被萃取到有機(jī)溶劑中。結(jié)束萃取后，將萃取溶劑吸回微量進(jìn)樣器并取下萃取管，即可進(jìn)樣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種微柱富集進(jìn)樣方法，該方法是一種新的樣品前處理方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種微柱富集進(jìn)樣方法，包括如下步驟：以具有萃取功能的微萃取柱作為進(jìn)樣針，使樣品流過(guò)進(jìn)樣針，期間分析物被萃取到進(jìn)樣針內(nèi)的萃取介質(zhì)中；然后，在進(jìn)樣針內(nèi)注滿有機(jī)溶劑，并保持一定時(shí)間，使被萃取的分析物溶入到微萃取柱內(nèi)的有機(jī)溶劑中形成進(jìn)樣溶液；最后，封閉進(jìn)樣針的一端，將另一端直接插入氣相色譜進(jìn)樣口，使進(jìn)樣溶液自動(dòng)從進(jìn)樣針釋放到進(jìn)樣口中，完成進(jìn)樣操作。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供一種所述微柱富集進(jìn)樣方法的具體操作，包括如下步驟：

(1)將微萃取柱制備成注射器的微萃取針頭；

(2)將微萃取柱針頭與注射器針頭緊密連接，利用輸液裝置使活化液流過(guò)微萃取柱，完成對(duì)微萃取柱的活化；

(3)利用恒流輸液裝置使樣品溶液以一定的流速流過(guò)微萃取柱，完成上樣操作；

(4)利用輸液裝置使清洗液流過(guò)微萃取柱，完成對(duì)微萃取柱的清洗，并使微萃取柱內(nèi)的水盡可能排出；

(5)利用輸液裝置在微萃取柱內(nèi)注滿有機(jī)溶劑，用硅膠墊封閉微萃取柱的兩端并靜置一段時(shí)間，使被萃取的分析物溶入微萃取柱內(nèi)的有機(jī)溶劑中形成進(jìn)樣溶液；

(6)最后，取下微萃取柱一端的硅膠墊，另一端保持封閉，將開(kāi)口端直接插入氣相色譜進(jìn)樣口，進(jìn)樣溶液受熱膨脹自動(dòng)從進(jìn)樣針釋放到進(jìn)樣口中，完成進(jìn)樣操作。

上述方案中，所述微萃取柱中萃取介質(zhì)所占體積不超過(guò)微柱內(nèi)總體積的90％。

上述方案中，所述微萃取柱的內(nèi)徑為0.05mm～0.6mm，外徑為0.06mm～0.7mm，長(zhǎng)度為2cm～10cm。

上述方案中，所述樣品溶液流過(guò)進(jìn)樣針的流速不超過(guò)1ml/min。

上述方案中，所述有機(jī)溶劑在進(jìn)樣針內(nèi)的保持時(shí)間不超過(guò)45min。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明所述方法集分離、富集及進(jìn)樣于一體，可以提高樣品前處理的工作效率，并減少引入測(cè)定誤差的機(jī)會(huì)；普通的固相萃取操作步驟中，通常需要使用若干毫升有機(jī)溶劑將被吸附的目標(biāo)物從固相萃取柱內(nèi)洗脫下來(lái)，然后通過(guò)氮吹等方式將含有目標(biāo)物的洗脫液濃縮或氮吹近干后再重新定容至一定體積(數(shù)十至一百微升)，最后利用微量進(jìn)樣器吸取一定量的濃縮液進(jìn)樣；而采用本發(fā)明所述方法，則可省去濃縮步驟，有利于提高樣品前處理的工作效率；并且，在省去氮吹操作后，顯然可避免氮吹及重新定容等操作所引入的測(cè)定誤差；

(2)采用本發(fā)明所述方法對(duì)樣品進(jìn)行前處理可以獲得更高的富集倍數(shù)；在利用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣時(shí)，為了保留足夠的樣品溶液用于清洗進(jìn)樣針，同時(shí)為了方便取樣，濃縮后的樣品溶液體積通常為數(shù)十到一百微升；而本發(fā)明所述方法是直接利用微萃取柱進(jìn)樣，微萃取柱進(jìn)樣針內(nèi)的有機(jī)溶劑總量?jī)H有約兩微升，實(shí)驗(yàn)證實(shí)可獲得更高的富集倍數(shù)；

(3)本發(fā)明所述方法更為綠色環(huán)保；與傳統(tǒng)的固相萃取方法相比，本發(fā)明所述方法不僅有機(jī)溶劑使用量由毫升級(jí)降低至微升級(jí)，而且由于省去了氮吹濃縮過(guò)程，還可以避免有機(jī)溶劑揮發(fā)對(duì)操作人員及環(huán)境的危害；

(4)本發(fā)明所述方法更適合量少的樣品前處理：由于采用本發(fā)明所述方法具有更高的富集效率，因此，在濃縮倍數(shù)相同的情況下，本申請(qǐng)所述方法所需的樣品量可以更少。

附圖說(shuō)明

圖1為芴的水溶液(100ng/l)經(jīng)本發(fā)明所述微柱富集進(jìn)樣方法處理后得到的色譜圖(b)和直接進(jìn)樣芴的二氯甲烷溶液(1μg/l)得到的色譜圖(a)。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)施例以多環(huán)芳烴樣品芴作為分析目標(biāo)物考察方法的富集效果

(一)、微萃取柱進(jìn)樣針的制備

1、毛細(xì)管的預(yù)處理

(1)石英毛細(xì)管(320μm,i.d.)用1mol/lnaoh溶液，以0.1ml/min流速?zèng)_洗2h后，柱內(nèi)充滿naoh溶液，兩端用硅橡膠封口，置于氣相色譜柱箱內(nèi)50℃反應(yīng)2h；

(2)用超純水，以0.2ml/min流速?zèng)_洗至中性；再用1mol/lhcl，以0.1ml/min流速?zèng)_洗1h，接著用超純水洗至中性；

(3)然后在160℃下通氮?dú)飧稍?0h。

2.辛基微萃取柱的制備

將140μl四乙氧基硅烷(teos)和正辛基三乙氧基硅烷(c8-teos)加入到300μl甲醇、20μl水和20μl0.5mol/l鹽酸的混合溶液中，攪拌，放入60℃水浴中水解3h；冷卻至室溫后，加入10mg十二烷胺并混合均勻，用一次性注射器充入預(yù)處理過(guò)的石英毛細(xì)管中，總長(zhǎng)度25cm，兩端用硅橡膠封口，于40℃下反應(yīng)12h；然后用無(wú)水乙醇沖洗毛細(xì)管柱3h來(lái)除去十二烷胺和沒(méi)有反應(yīng)完的硅烷偶聯(lián)劑，最后將柱子置于60℃烘箱中干燥48h，干燥好的整體柱截成5cm的小柱備用，其中萃取介質(zhì)約占微萃取柱柱內(nèi)體積的50％。

3.微萃取柱進(jìn)樣針的制作

取一支注射器針頭，去除注射器針頭的金屬針管部分，并在針頭座的底部塞入大小適當(dāng)、厚度約為2.0mm的硅膠墊，截取5cm長(zhǎng)的微萃取柱，使其垂直穿過(guò)針頭座內(nèi)的硅膠墊，微萃取柱即可固定在針頭座上，得到微萃取柱進(jìn)樣針。

(二)、樣品分析

1.樣品：芴水溶液(100ng/l)，作為樣品溶液；芴的二氯甲烷溶液(1mg/l)，為對(duì)比組。

2.樣品前處理與進(jìn)樣：

將微萃取柱進(jìn)樣針(針頭)緊密地與容量為1ml的注射器針筒連接，分別在針筒中注入0.5ml甲醇和0.3ml去離子水，利用注射泵使之依次流過(guò)微萃取柱，完成對(duì)微萃取柱的活化操作。再在針筒內(nèi)加入1ml樣品溶液，利用注射泵使之以60μl/min的流速流過(guò)微萃取柱，完成上樣操作。然后，在針筒內(nèi)加入0.2ml去離子水，利用注射泵對(duì)微萃取柱進(jìn)行清洗，并用取另一注射器向微萃取柱內(nèi)吹空氣，將微萃取柱內(nèi)的水盡可能排出。利用注射器注射泵在微萃取柱內(nèi)注滿異丙醇，用硅膠墊封閉微萃取柱的兩端并靜置20min。最后，取下微萃取柱一端的硅膠墊，將開(kāi)口端直接插入氣相色譜的進(jìn)樣口進(jìn)樣。

3.分析方法

分析儀器：氣相色譜儀，配有氫火焰離子化檢測(cè)器(gc-fid)。

主要色譜條件：進(jìn)樣口溫度250℃，不分流模式下進(jìn)樣2min；檢測(cè)器溫度260℃；程序升溫方法：初溫80℃，保持3分鐘，以10℃/分鐘升至270℃，40℃/分鐘升至290℃，保持1分鐘。

4.評(píng)價(jià)方法與結(jié)果

利用gc-fid分別測(cè)試采用本發(fā)明所述微柱富集進(jìn)樣方法處理后的樣品溶液(100ng/l)和標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mg/l，進(jìn)樣量1μl)，得到的色譜圖見(jiàn)圖1。分別對(duì)譜圖中目標(biāo)物峰面積積分并計(jì)算峰面積之比，可以得到：采用本發(fā)明所述微柱富集進(jìn)樣方法處理后的樣品溶液富集倍數(shù)約為230倍。

實(shí)施例2

本實(shí)施例以7種有機(jī)氯農(nóng)藥作為分析目標(biāo)物考察方法的應(yīng)用結(jié)果

(一)、微萃取柱進(jìn)樣針的制備：同實(shí)施例1；

(二)、樣品分析

1.樣品：用7種有機(jī)氯農(nóng)藥(α-hch，β-hch，γ-hch，δ-hch，p,p-dde，p,p-ddd及o,p-ddt)配制成濃度均為100ng/l混合水溶液，用作樣品溶液；用上述7種有機(jī)氯農(nóng)藥配制成濃度均為100μg/l的二氯甲烷溶液，用做對(duì)照組。

2.樣品前處理與進(jìn)樣：同實(shí)施案例1

3.分析方法

分析儀器：氣相色譜儀，配質(zhì)譜檢測(cè)器(gc-ms)。

主要色譜條件：進(jìn)樣口溫度250℃，不分流模式下進(jìn)樣2min。程序升溫條件：100℃保持1min，然后10℃/min升至280℃并保持2min。質(zhì)譜采用選擇離子模式(sim)采集數(shù)據(jù)。

4.評(píng)價(jià)方法與結(jié)果

利用gc-ms(sim)分別測(cè)試采用本發(fā)明所述微柱富集進(jìn)樣方法處理后的混合有機(jī)氯樣品溶液(100ng/l)和標(biāo)準(zhǔn)溶液(100μg/l，進(jìn)樣量1μl)，并分別計(jì)算各目標(biāo)物的信噪比，結(jié)果見(jiàn)表1。表1顯示，在目標(biāo)物濃度比為1000的情況下，經(jīng)本發(fā)明所述微柱富集進(jìn)樣方法處理后的樣品溶液中，7個(gè)目標(biāo)物信噪比下降到6.1到25.1的范圍之內(nèi)，由此說(shuō)明，本發(fā)明所述微柱富集進(jìn)樣方法具有非常好的富集效果。

表1有機(jī)氯農(nóng)藥富集前后信噪比數(shù)據(jù)

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的實(shí)例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。