一種用於檢測二惡英的快速預淨化方法
2023-05-30 18:00:16 1
一種用於檢測二惡英的快速預淨化方法
【專利摘要】本發明涉及分析化學領域，具體地涉及一種用於檢測二惡英的快速預淨化方法。本發明選用Wako公司的活性炭作為填料，濃縮液或液體樣品由50ml的丙酮/正己烷（丙酮與正己烷以體積比9:1）進行溶解，使用甲苯作為洗脫液。這樣可以在短時間內有效的分離魚油和脂溶性維生素類產品中的二惡英類化合物，從而達到淨化的目的。本發明可以完全取代以往必須依賴濃硫酸碳化的處理方法，該步驟的處理周期從以往的2-3天縮短至3-6小時，大大提高了處理效率，縮短了該類樣品的檢測周期。與此同時，樣品的檢出限也大幅降低。
【專利說明】一種用於檢測二惡英的快速預淨化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及分析化學領域，具體地涉及一種用於檢測二惡英的快速預淨化方法。【背景技術】
[0002]二惡英是一組苯環上的氫被一到八個氯取代的平面芳烴類化合物，它們具有脂溶性，在環境中降解緩慢，易在生物體內富集。其中17種具有2，3，7，8位氯取代多氯代二苯並-對二惡英對人體的神經、免疫和發育具有很強的毒性。為此，世界衛生組織食品添加劑與汙染物聯合專家委員會建議在膳食暴露評估工作中將這些二惡英類化合物同時進行調查，計算總的毒性當量。
[0003]目前國際上通用的分析二惡英主要採用的方法是同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質譜法。對於含脂類等大分子物質含量較高的魚油和脂溶性維生素類產品(如維生素E類、維生素A類和維生素D3類及其相關產品等)，通常採用的方法是使用溶劑直接將IOg左右的樣品溶解，從而得到試樣溶液。然後洗入分液漏鬥，每次加入適量(IOOmL?150mL)濃硫酸，輕微振蕩，靜置一天左右分層，棄去硫酸層，根據硫酸層顏色的深淺重複操作2?4次，直到硫酸層的顏色變淺或無色為止。將正己烷層經無水硫酸鈉脫水後，用濃縮器濃縮至ImL?2mL。之後配合多層矽膠柱配合鹼性氧化鋁柱、弗羅裡矽土柱或活性炭柱的多步驟前處理過程。若為固態樣品，則需先使用索氏提取或快速溶劑萃取儀提取後，再進行濃硫酸處理。
[0004]由於硫酸碳化中需要使用大量的濃硫酸，可處理的樣品質量有限，在實際檢測過程中稱取樣品質量一般不會超過log。二惡英分析屬於超痕量分析，樣品中二惡英濃度級別可達PPt?ppq級，樣品稱取量直接影響到上機時儀器的響應水平，對儀器檢出限影響很大。在樣品可處理的前提下，稱取的質量越大，樣品在儀器上響應水平越高，檢測結果越準確。目前的方法進行樣品前處理時，稱樣質量受到很大限制。
[0005]在實際操作上，由於硫酸碳化時溶液極易形成乳膠體狀態，靜置分層的等待時間比較長，且濃硫酸屬於危險試劑，使用過程中存在巨大的潛在風險的同時，在碳化中會產生二氧化硫等有害氣體嚴重影響操作者的身體健康，產生的強酸性的廢液，處理不當很容易造成汙染環境。若降低濃硫酸的使用量則會造成前期淨化不完全，從而影響後續淨化過程，最終導致樣品淨化不徹底而影響上機檢測。
[0006]目前，也有使用酸性矽膠法可以取代酸燒的方法，即用濃硫酸和活化好的矽膠按一定比例配製成酸性矽膠，使用酸性矽膠碳化樣品中的大分子物質，此法雖安全性高，但處理樣品的量同樣有限，且矽膠活化過程中若處理不當極易產生二惡英殘留，在大量使用時會汙染樣品。影響檢測結果準確性。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種改進的用於二惡英檢測的前淨化或預淨化方法。
[0008]本發明為了解決在檢測二惡英時針對脂類等大分子物質含量較高的魚油和脂溶性維生素類產品必須依賴硫酸碳化方法進行淨化，且處理量受限，影響檢測結果水平的問題:濃硫酸處理過程中需要使用大量具有高危險性的濃硫酸，處理量不能超過10g，碳化過程中產生二氧化硫等有害氣體氣體，對操作者存在巨大的安全風險；同時，由於靜置分層的等待時間比較長，檢測周期延長；樣品處理過程中產生的強酸性的廢液難以處理，易造成環境汙染。
[0009]為了解決上述問題，本發明篩選對二惡英特異性吸附作用的活性炭作為吸附劑，在稱樣量較大的情況下，仍可以安全地使得魚油和脂溶性維生素類產品含有的大量脂肪等大分子物質在短時間內高效地去除。
[0010]根據本發明的改進的用於二惡英檢測的前淨化或預淨化的方法，包括以下主要步驟:
[0011](I)稱取20g左右的樣品，用50ml的丙酮/正己烷(9:1)溶液溶解；
[0012](2)通過以Wako公司的活性炭(活性炭作為吸附劑、矽膠作為分散劑的成品活性炭)為主要填料的層析柱，使用活性炭的物理吸附性將樣品溶液中的二惡英吸附，使二惡英與樣品溶液中的脂類等大分子物質分離；
[0013](3)甲苯的洗脫。
[0014]根據本發明的方法，選用活性炭作為吸附劑、矽膠作為分散劑的成品Wako活性炭(貨號:019-11941)，此活性炭原本用於硫酸碳化處理後樣品的再淨化，本發明經研究發現，此活性炭也可用於魚油和脂溶性維生素類產品含有的大量脂類等大分子物質的樣品的預淨化，即可以將樣品中絕大多數的大分子雜質除去並富集待檢測的二惡英類化合物。
[0015]根據本發明的方法，使用活性炭作為吸附劑、矽膠作為分散劑的成品Wako活性炭(貨號:019-11941)，對於每20g樣品，以50ml丙酮/正己烷(9:1)溶液完全溶解，以甲苯淋洗層析柱。本發明研究發現，使用正己烷或丙酮作為唯一試劑溶解樣品均無法達到理想效果。若使用正己烷溶解樣品，則在二惡英類化合物會與大分子物質一同被洗脫下來，造成甲苯淋洗的收集液內標回收率低，檢測結果不準確；若使用丙酮溶解樣品，則會使大分子物質去除不完全，造成甲苯淋洗的收集液中大分子物質殘留過多，影響後續淨化效果。
[0016]根據本發明的【具體實施方式】，所述方法包括以下步驟:稱取20g左右的樣品，用50ml的丙酮/正己烷(9:1)溶液溶解後，通過以Wako公司的活性炭(活性炭作為吸附劑、矽膠作為分散劑的成品活性炭)為主要填料的層析柱，使用活性炭的物理吸附性將樣品溶液中的二惡英吸附，使二惡英與樣品溶液中的脂類等大分子物質分離，再通過甲苯的洗脫，在五小時以內得到可以被自動流體控制系統(FMS)完全淨化的樣品溶液。整個過程沒有劇烈化學反應，從而使樣品在安全可控環境下完成初步淨化。固體樣品在經過提取後，該方法同樣適用。
[0017]本發明將原本只用於硫酸碳化處理後樣品的再淨化(見說明書)的Wako活性炭賦予了新的功能。在本發明中，樣品經過Wako活性炭的特異性吸附後，能夠高效、快速、安全地將其中的絕大部分雜質去除，以便於樣品的再淨化。在二惡英檢測分析工作中，魚油和脂溶性維生素類產品含有大量大分子物質的樣品一直是比較難處理的樣品基質，濃硫酸碳化過程是樣品前處理中最重要但也是最耗時且最不安全的步驟，本發明可以完全取代以往必須依賴濃硫酸碳化的處理方法，該步驟的處理周期從以往的2-3天縮短至3-6小時，大大提高了處理效率，縮短了該類樣品的檢測周期。與此同時，樣品的檢出限也大幅降低。【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例所使用的層析柱填料裝填示意圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]根據本發明的技術方案，通過吸附與洗脫作用，在五小時以內將二惡英從20g魚油或脂溶性維生素類產品的樣品溶液中分離出來，從而有效的淨化樣品的處理方法。
[0021]本發明以尋找對魚油和脂溶性維生素類產品中二惡英類化合物具有特異吸附性的物質並摸索與之相適應的試劑配比為目的。本發明在研究過程中，選用幾種不同的填料、上樣液、洗脫液作為對象進行吸附與洗脫實驗。其結果發現，選用Wako公司的活性炭作為填料，濃縮液或液體樣品由50ml的丙酮/正己烷(丙酮與正己烷以體積比9:1)進行溶解，使用甲苯作為洗脫液。這樣可以在短時間內有效的分離魚油和脂溶性維生素類產品中的二惡英類化合物，從而達到淨化的目的。
[0022]I試劑材料
[0023]1.1無水硫酸鈉:市售的分析純以上。在600°C溫度下處理6h，密封保存
[0024]1.2活化矽膠:矽膠(美國Merk公司生產)0.063mm?0.212mm(70?230目)在燒杯中用農殘級二氯甲烷(美國J.T.Baker公司生產)洗淨，在蒸發皿中攤開，厚度小於10mm。在130°C溫度下乾燥8h，然後在60(TC溫度下處理6h，之後裝入試劑瓶中密封，保存在乾燥器中。
[0025]1.3活性炭:市售的日本和光純藥工業株式會社生產(Wako)
[0026]1.4配製的混合試劑:丙酮與正己烷以體積比9:1，現配現用
[0027]2樣品淨化
[0028]2.1稱取液態樣品20g，置於150ml雞心瓶中，加入EPA-1613LCS內標的。
[0029]2.2用50ml的丙酮/正己烷(9:1)完全溶解待用。
[0030]2.3在層析填充柱底部墊一小團石英棉，由下向上依次填充2cm厚無水硫酸鈉，Icm厚活化娃膠，Ig活性炭，Icm厚活化娃膠,2cm厚無水硫酸鈉。填充完成後,用30?40ml的90%丙酮一正己烷上樣液衝洗層析柱，並用洗耳球向層析柱內鼓進空氣，重複2?3次直至層析柱中無氣泡。(圖1)
[0031]2.4用20mL的的丙酮/正己烷(9:1)上樣液淋洗層析柱，然後將用50mL9的丙酮/正己烷(9:1)完全溶解的樣品溶液轉移到層析柱上，調節淋洗速度約為2.5mL/min(大約I滴/S)。此步洗脫液棄去。
[0032]2.5用250ml甲苯保持淋洗層析柱，洗脫速度約為2.5mL/min (大約I滴/s)。收集洗脫液。
[0033]2.6洗脫液完全蒸乾後即可進行下步淨化。
[0034]實施例2
[0035]I試劑材料
[0036]1.1無水硫酸鈉:市售的分析純以上。在600°C溫度下處理6h，密封保存
[0037]1.2活化矽膠:矽膠(美國Merk公司生產)0.063mm?0.212mm (7O?23O目)在燒杯中用農殘級二氯甲烷(美國J.T.Baker公司生產)洗淨，在蒸發皿中攤開，厚度小於10mm。在130°C溫度下乾燥8h，然後在600°C溫度下處理6h，之後裝入試劑瓶中密封，保存在乾燥器中。
[0038]1.3活性炭:市售的日本和光純藥工業株式會社(Wako)
[0039]1.4配製混合試劑:丙酮與正己烷以體積比9:1.[0040]2樣品淨化
[0041]2.1稱取固態樣品20g，加入EPA-1613LCS內標，用加速溶劑萃取法萃取，萃取液濃縮近幹，用50ml的丙酮/正己烷(9:1)溶液復溶後待用。
[0042]2.2在層析填充柱底部墊一小團石英棉，由下向上依次填充2cm厚無水硫酸鈉，Icm厚活化矽膠，Ig活性炭，Icm厚活化矽膠,2cm厚無水硫酸鈉。填充完成後,用30~40ml的90%丙酮一正己烷上樣液衝洗層析柱，並用洗耳球向層析柱內鼓進空氣，重複2~3次直至層析柱中無氣泡。(圖1)
[0043]2.3用20mL的的丙酮/正己烷(9:1)上樣液淋洗層析柱，然後將用50mL的丙酮/正己烷(9:1)完全溶解的樣品溶液轉移到層析柱上，調節淋洗速度約為2.5mL/min(大約I滴/S)。此步洗脫液棄去。
[0044]2.4用250ml甲苯保持淋洗層析柱，洗脫速度約為2.5mL/min (大約I滴/s)。收集洗脫液。
[0045]2.5洗脫液完全蒸乾後即可進行下步淨化。
[0046]表1活性炭法與硫酸碳化法的處理周期和處理量對比
[0047]
【權利要求】
1.一種改進的用於二惡英檢測的前淨化或預淨化的方法，包括以下步驟: (1)稱取樣品，用丙酮/正己烷(9:1)溶液溶解； (2)通過以Wako公司的活性炭為主要填料的層析柱，使用活性炭的物理吸附性將樣品溶液中的二惡英吸附，使二惡英與樣品溶液中的脂類等大分子物質分離； (3)甲苯的洗脫。
2.根據權利要求1所述的改進的用於二惡英檢測的前淨化或預淨化的方法，其特徵在於，在步驟(I)中，每20g樣品用50ml的丙酮/正己烷(9:1)溶液溶解。
3.根據權利要求1所述的改進的用於二惡英檢測的前淨化或預淨化的方法，其特徵在於，所述樣品為魚油、脂溶性維生素類產品。
4.根據權利要求3所述的改進的用於二惡英檢測的前淨化或預淨化的方法，其特徵在於，所述脂溶性維生素類產品為維生素E、生育酚、生育酚醋酸酯、維生素A、維生素D3，維生素A棕櫚酸酯或維生素E醋酸酯乾粉。
【文檔編號】G01N1/34GK103630439SQ201310612985
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】丁罡鬥, 劉迅, 崔瑞雪, 王禕瀟, 孫毅之, 仲維科 申請人:中國檢驗檢疫科學研究院