一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法
2023-06-07 05:34:46 1
專利名稱：一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法
技術領域：
本發明涉及食品、環境、生物樣品中有機物的痕量分析領域，特別涉及一種聚合物 塗層攪拌萃取棒的製備方法。
背景技術：
由於大部分分析樣品的基體和組成相當複雜，在通常情況下樣品前處理成為樣品 分析中不可或缺的重要步驟。它起著濃縮被測痕量組分，提高方法靈敏度及清潔試樣的作 用。傳統的樣品前處理方法有液液萃取、索氏萃取、層析、蒸餾、吸附、離心以及過濾 等，但這些方法普遍具有使用大量有機溶劑、處理時間長和操作步驟多的缺點。這些方法不 但容易損失樣品、產生較大誤差，而且有毒溶劑的使用會影響操作人員健康，汙染環境。為 此，無溶劑或少溶劑、準確度高、快速、簡便的樣品前處理方法的研究，已成為當今分析化學 的前沿研究課題之一。固相微萃取技術(Solid Phase Micro Extraction，SPME)是 20 世紀 90 年代興 起的一項新穎的樣品前處理與富集技術，它最先由加拿大Waterloo大學的Pawliszyn教授 的研究小組於1989年首次進行開發研究，屬於非溶劑型選擇性萃取法。它幾乎可以用於氣 體、液體、生物、固體等樣品中各類揮發性或半揮發性物質的分析。SPME的最大特點就是集 取樣、萃取、富集、進樣於一體，因而操作簡便，並且不需溶劑，萃取速度快、操作成本低、不 汙染環境、便於實現自動化以及易於與色譜、電泳等高效分離檢測手段聯用，因此，在化學、 醫藥、食品、環境領域及藥物分析中得到了廣泛的應用。攪拌棒吸附萃取(Stir bar sorptive extraction, SBSE)是由 Erik Baltussen 等人於1999年提出的，是在SPME基礎上發展起來的一種新型樣品前處理技術。該技術與 SPME—樣具有簡單、高效、快速、重現性好、綠色無溶劑等優點，並在萃取過程中吸附攪拌 棒自身完成攪拌，避免了在Fiber SPME中攪拌子的競爭吸附，而且其萃取固定相的體積比 SPME大50倍以上，因此富集倍數明顯提高，非常適合痕量分析。在國外該技術已成功地應 用於環境樣品、食品中汙染物、毒品、醫藥和農藥殘留、人體內分泌幹擾物質、多環芳烴、苯 系物和多氯聯苯等的分析。德國Gerstel GnlbH公司選用聚二甲基矽氧烷(PDMS)作為萃取塗層，推出了商品 化的攪拌棒(Twister Gerstel GnlbH)。Twister是由0. 5mm或Imm的PDMS矽橡膠管，套 在一內封磁芯的玻璃管上製成。商品化的SBSE裝置以玻璃棒為載體，材質易碎，且只有PDMS這一種固定相塗層， 而且商品化SBSE裝置價格較高，SBSE技術的應用受到了較大的限制。為此，對SBSE技術 的研究是一項十分有創新性和實際意義的工作。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法。本發明採用的技術方案為一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，包含以下步驟(a)選取長10-40mm，直徑為0.5-5mm的金屬棒，用二氯甲烷對其表面進行預處 理；(b)先將經過步驟(a)預處理過的金屬棒表面塗漬一層耐高溫環氧樹脂或有機矽 樹脂，再在外層沾取一層吸附劑，得塗層或重複塗漬和沾取來調整塗層厚度，所述吸附劑為 苯乙烯二乙烯苯共聚物、交聯聚苯乙烯或交聯聚二乙烯苯中的一種或幾種，所述耐高溫環 氧樹脂的合成方法為向環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，置於5°C以下儲存備用，其中各物質的質量份數比為 環氧樹脂固化劑助劑填料為80-120 10-80 10-80 10-60 ；(C)塗層的固化處理；(d)雜質的去除；(e)得攪拌萃取棒成品。優選地，以攪拌方式使用，所述金屬棒為鐵棒、鎳棒、鈷棒、不鏽鋼棒或合金棒中一 種；以頂空或超聲方式使用，所述金屬棒為不鏽鋼棒、銅棒、鋁棒或合金棒中一種。優選地，所述雜質的去除是指將表面塗層固化處理後的攪拌萃取棒，置於索式提 取器當中，用二氯甲烷於40-80°C回流20-120min，以去除雜質。優選地，所述有機溶劑為二甲苯、甲苯、苯或丙酮中一種；所述固化劑為酸酐型劑； 所述助劑為叔胺；所述填料為石棉粉、鋁粉或鈦白粉中一種。優選地，所述固化劑為均苯四甲酸酐。本發明具有的有益效果(1)、本發明以金屬棒為載體，利用合成的耐高溫環氧樹脂或有機矽樹脂將吸附劑 固定在金屬棒表面，形成熱穩定性好，耐溶劑衝洗的的塗層材料從而實現對痕量有機物的_集。(2)、本發明方法製得的攪拌萃取棒在萃取過程中棒體自身完成攪拌，避免了在 FiberSPME中攪拌子的競爭吸附；(3)、本發明以金屬棒代替傳統的玻璃棒使製得的攪拌萃取棒具有更高的機械強 度、堅固耐用；(4)、本發明將吸附劑結合到攪拌萃取棒上的形式，更有利於吸附劑對液體樣品的 處理以及靜態的頂空捕集。
圖1為不使用攪拌萃取棒的氣相色譜基線圖；圖2為使用實施例1攪拌萃取棒解吸溫度下的氣相色譜基線圖；圖3為利用實施例1攪拌萃取棒萃取正構烷烴(C10-C20)的氣相色譜圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明。
圖1為不使用攪拌萃取棒的氣相色譜基線圖，圖2為使用實施例1攪拌萃取棒解 吸溫度下的氣相色譜基線圖，比較兩圖可以得出，在解吸溫度下幾乎不會造成塗層的流失。實施例1選取長25mm，直徑為2mm的鐵棒，利用二氯甲烷對其表面進行預處理；稱取IOOg 環氧樹脂，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，製得耐高溫環氧樹脂，於5°C儲存備用；在經過二氯甲烷預處 理後的鐵棒表面塗漬一層耐高溫環氧樹脂，再在外層沾取一層Chromosorb-102，然後置於 烘箱內於180°C高溫固化60min，最後將經過表面塗層固化處理後的攪拌萃取棒，置於索式 提取器當中，用二氯甲烷於60°C回流40min，得攪拌萃取棒成品，製得的攪拌萃取棒的塗層 厚度為230 μ m。其中環氧樹脂為多官能縮水甘油型環氧樹脂，市場購買得到。Chromosorb-102屬 於一種苯乙烯二乙烯苯共聚物，市場購買得到。實施例2選取長25mm，直徑為2mm的鎳棒，利用二氯甲烷對其表面進行預處理，將經過二氯 甲烷預處理過的棒體表面塗漬一層有機矽樹脂，再在外層沾取一層Chromosorb-101，然後 置於烘箱內於180°C高溫固化60min，最後將經過表面塗層固化處理後的攪拌萃取棒，置於 索式提取器當中，用二氯甲烷於60°C回流40min，得攪拌萃取棒成品，製得的攪拌萃取棒的 塗層厚度為280 μ m。其中Chromosorb-101屬於一種苯乙烯二乙烯苯共聚物，市場購買得到。實施例3利用實施例1中製作的攪拌萃取棒對水中多環芳烴類物質進行分析，採取攪拌萃 取方式，溶劑法解吸。實施例4利用實施例1中製作的攪拌萃取棒對肉味香精進行呈香組分分析，採取頂空方式 萃取，熱脫附法解吸。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的技術方案作任何形式 上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
權利要求
一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，其特徵在於包含以下步驟(a)選取長10 40mm，直徑為0.5 5mm的金屬棒，用二氯甲烷對其表面進行預處理；(b)先將經過步驟(a)預處理過的金屬棒表面塗漬一層耐高溫環氧樹脂或有機矽樹脂，再在外層沾取一層吸附劑，得塗層或重複塗漬和沾取來調整塗層厚度，所述吸附劑為苯乙烯二乙烯苯共聚物、交聯聚苯乙烯或交聯聚二乙烯苯中的一種或幾種；所述耐高溫環氧樹脂的合成方法為向環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，置於5℃以下儲存備用，其中各物質的質量份數比為環氧樹脂∶固化劑∶助劑∶填料為80 120∶10 80∶10 80∶10 60；(c)塗層的固化處理；(d)雜質的去除；(e)得攪拌萃取棒成品。
2.根據權利要求1所述的一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，其特徵在於以攪 拌方式使用，所述金屬棒為鐵棒、鎳棒、鈷棒、不鏽鋼棒或合金棒中一種；以頂空或超聲方式 使用，所述金屬棒為不鏽鋼棒、銅棒、鋁棒或合金棒中一種。
3.根據權利要求1所述的一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，其特徵在於所述 雜質的去除是指將表面塗層固化處理後的攪拌萃取棒，置於索式提取器當中，用二氯甲烷 於40-80°C回流20-120min，以去除雜質。
4.根據權利要求1所述的一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，其特徵在於所述 有機溶劑為二甲苯、甲苯、苯或丙酮中一種；所述固化劑為酸酐型劑；所述助劑為叔胺；所 述填料為石棉粉、鋁粉或鈦白粉中一種。
5.根據權利要求4所述的一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，其特徵在於所述 固化劑為均苯四甲酸酐。
全文摘要
本發明涉及一種聚合物塗層攪拌萃取棒的製備方法，屬於食品、環境、生物樣品中有機物的痕量分析領域，製備方法為棒體的選取及預處理、在棒體的表面塗漬一層耐高溫環氧樹脂或有機矽樹脂，再在外層沾取一層吸附劑，得塗層或重複塗漬和沾取來調整塗層厚度，所述吸附劑為苯乙烯二乙烯苯共聚物、交聯聚苯乙烯或交聯聚二乙烯苯中的一種或幾種，塗層的固化處理、雜質的去除、最後得攪拌萃取棒成品。本發明以金屬棒代替傳統的玻璃棒使攪拌萃取棒具有更高的機械強度、堅固耐用；形成熱穩定性好，耐溶劑衝洗的塗層材料從而實現對痕量有機物的富集；將吸附劑結合到攪拌萃取棒上的形式，更有利於吸附劑對液體樣品的處理以及靜態的頂空捕集。
文檔編號B01J20/32GK101934224SQ20101029719
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者鄧莉, 邢海鵬, 郝學財 申請人:天津市春升清真食品有限公司