一種在線淨化固相萃取整體柱及其製備方法和用途
2023-12-09 11:27:01 4
一種在線淨化固相萃取整體柱及其製備方法和用途
【專利摘要】本發明公開了一種在線淨化固相萃取整體柱及其製備方法和應用。該整體柱包括柱管和管中原位聚合生成的柱體，其中，所述柱體為甲基丙烯酸丁酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯的聚合物。該整體柱柱床表面具有C4基團，本身結構連續多孔，具有一定的機械強度和生物兼容性。與傳統的填充萃取柱相比，該在線淨化固相萃取整體柱具有填充簡單、反壓低、可重複利用、萃取效率高等特點，可用於辣椒產品中蘇丹紅和牛奶中糖皮質激素等弱極性化合物的在線淨化富集。該技術為快速分析食品中的汙染物提供了一種新型途徑。
【專利說明】一種在線淨化固相萃取整體柱及其製備方法和用途
【技術領域】
[0001]本發明屬於分析化學領域，具體涉及高分子材料作為固相萃取整體柱，特別是丙烯酸酯聚合物製備的在線淨化固相萃取整體柱、其製備方法及應用。
【背景技術】
[0002]近年來食品安全問題日益突出並成為社會普遍關注的公共問題，它不僅關係到個人的生存和健康，而且關係到國家經濟的發展、影響著國家在國際貿易交往中的聲譽。為避免食品安全事件發生，無論是對原材料還是直接食用的產品，各生產部門及監管單位都加大了對其中的有毒有害物質的監控力度，食品檢測工作日益繁重。
[0003]在食品檢測中，依據的無論是國際標準、國家標準還是地方(行業)標準，許多方法均採用固相萃取淨化前處理方法，使用的固相萃取柱絕大部分為填充型、一次性萃取柱。該類固相萃取的操作步驟一般需要活化、上樣、淋洗、洗脫等，操作過程費時費力。
[0004]在線淨化技術是近幾年發展起來的簡化前處理過程的分析技術，它將特殊的固相萃取柱串接液相流路，通過閥的切換，實現在線淨化後直接進色譜柱分離，然後檢測。其最大特點是簡化複雜樣品製備過程，大大節省了分析時間，縮短了檢驗的周期。
[0005]John A.G.Roacha等建立了嬰幼兒奶粉中三聚氰胺在線分析方法,一個樣品的分析全過程僅需要2 min。PASCAL M0TTIER等建立了在線分析方法測定蜂蜜中4種喹諾酮類藥物和12種氟喹諾酮類藥物殘留，樣品經熱水提取後，160 μ L提取液在線淨化並富集分析物，實現了快速通量檢測蜂蜜中喹諾酮類藥物殘留。但文獻所用的在線淨化柱均為商品化淨化柱，價格昂貴，且功能單一。
[0006]整體柱是一種新型的固相萃取材料，是由功能單體、交聯劑、混合致孔劑等混合物通過原位聚合製備而成的一個連續棒狀整體。整體柱具有比表面積大、通透性好、製備簡單、解析度高、穩定性好、孔結構可控等優點，非常適合作為在線淨化柱。實驗表明，相對於傳統的填充型萃取柱而言，整體柱不僅省去了繁瑣的填裝過程，其特有的通孔結構還為液體的流動提供了大孔通道，以對流傳質取代了緩慢的擴散傳質，使得傳質阻力明顯減小，因而極大提高了萃取效率。另外，整體柱性質穩定，具有良好的生物兼容性，可以反覆多次使用。聚合物型整體柱用於在線淨化固相萃取柱將簡化食品中分析過程，提高檢測效率，縮短檢測周期，降低檢測成本，拓寬了整體柱的應用範圍。
[0007]但是，目前現有技術中尚缺少一種可針對性的對弱極性化合物，例如辣椒中的蘇丹紅或牛奶中的糖皮質激素等的分析進行前處理的整體柱。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種製備簡單，操作方便，分離效率高且專屬性好的在線淨化固相萃取整體柱。
[0009]為實現上述目的，本發明提供一種在線淨化固相萃取整體柱，其包括柱管和所述柱管中原位聚合生成的柱體，其中，所述柱體為甲基丙烯酸丁酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的聚合物。
[0010]進一步地，本發明所述的在線淨化固相萃取整體柱，其所述聚合物中甲基丙烯酸丁酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩爾比為1:(2~7)。
[0011]進一步地，本發明所述的在線淨化固相萃取整體柱，其中，所述柱管為不鏽鋼柱管。
[0012]進一步地，本發明所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於由以下成分製備而成:
功能單體:甲基丙烯酸丁酯，交聯劑:乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合致孔劑:正丙醇和聚乙二醇400，引發劑:偶氮二異丁腈；
其中，所述功能單體與交聯劑的摩爾比為1:(2~7);所述功能單體和交聯劑總質量與所述混合致孔劑質量比為1:(1.75~2.86)其中，正丙醇:聚乙二醇400的質量比為1:(0.5^1.2);所述引發劑與所述功能單體和交聯劑總質量的質量比1:(20-100)。
[0013]優選地，本發明所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:所述功能單體與交聯劑的摩爾比為1:(2~7);所述功能單體和交聯劑總質量與所述混合致孔劑質量比為1:(2.2^2.6)其中，正丙醇:聚乙二醇400的質量比為1: (1.1~.2);所述引發劑與所述功能單體和交聯劑總質量的質量比1:(80、0)。
[0014]進一步地，所述在線淨化固相萃取整體柱，其由以下方法製備而成:
(1)將功能單體、交聯劑、混合致孔劑和引發劑混合均勻，脫氣，製得脫氣混合溶液；
(2)將步驟(1)所得的脫氣混合溶液灌入柱管中，兩端封閉，55^700C反應；
(3)衝洗步驟(2)所得的整體柱內未反應功能單體、混合致孔劑和引發劑，即得。
[0015]優選地，本發明所述在線淨化固相萃取整體柱，其中，步驟(1)所述的脫氣時間為l(T20min ;步驟(2)所述的反應時間為18~30小時。
[0016]優選地，本發明所述在線淨化固相萃取整體柱，其中，步驟(3)的衝洗方法為將整體柱接入高壓泵，用甲醇為溶劑，流速從0.1 HILmirT1逐漸升至1.0 mL.mirT1衝洗柱內未反應單體、混合致孔劑和引發劑。
[0017]本發明的另一目的在於提供製備所述在線淨化固相萃取整體柱的方法。
[0018]本發明提供的技術方案為:
製備根據權利要求廣8所述的在線淨化固相萃取整體柱的方法，其包含如下步驟:
(1)將功能單體、交聯劑、混合致孔劑和引發劑混合均勻，脫氣，製得脫氣混合溶液；
(2)將步驟(1)所得的脫氣混合溶液灌入柱管中，兩端封閉，55^700C反應；
(3)衝洗步驟(2)所得的整體柱內未反應功能單體、混合致孔劑和引發劑，即得。
[0019]優選地，步驟(1)所述的脫氣時間為l(T20min ;步驟(2)所述的反應時間為18~30小時；步驟(3)的衝洗方法為將整體柱接入高壓泵，用甲醇為溶劑，流速從0.1 mL.min—1逐漸升至1.0 mL.min—1衝洗柱內未反應單體、混合致孔劑和引發劑。
[0020]本發明還提供所述在線淨化固相萃取整體柱的用途，如下:
本發明所述的在線淨化固相萃取整體柱作為弱極性化合物的在線淨化固相萃取介質的用途，其中，所述弱極 性化合物為辣椒中的蘇丹紅或牛奶中的糖皮質激素。
[0021]上述糖皮質激素具體而言是指地塞米松。
[0022]本發明的優點和積極效果在於: 1、本發明製得的在線淨化固相萃取整體柱是由甲基丙烯酸丁酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚而成，甲基丙烯酸丁酯帶有的C4基團為聚合物骨架提供了有效的疏水作用位點，骨架本身也存在疏水作用，能夠與弱極性化合物產生疏水作用，同時整體柱骨架本身具有良好的生物兼容性，通過淨化富集條件的選擇，從而能夠實現對該類物質的淨化和富集目的。
[0023]2、該整體柱結構連續多孔，可以提供大的比表面積和良好的通透性。其壓力可以控制在3-10 bar，比表面積可以達到121.45 m2.g_\具有高效和快速的萃取效果且可以接入在線淨化富集系統，實現前處理的自動化。
[0024]3、本發明提供的製備整體柱萃取介質應用範圍廣、富集倍數高、重現性好，經試驗證明，應用於辣椒粉中蘇丹紅以及牛奶中地塞米松檢測中的前處理效果良好。
[0025]4、該整體柱製作成本低，可重複使用，使用該柱可有效降低檢測成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明的在線淨化固相萃取整體柱截面的掃描電鏡圖；
圖2為實施例4添加10mg/kg蘇丹紅的辣椒粉的液相色譜串聯質譜(LC-MS)圖，
其中，1 Sudan 1,2 Sudan 1-D5,3 Sudan 11,4 Sudan 111,5 Sudan IV,6 SudanIV-D6 ；
圖3為實施例5添加2 mg/kg地塞米松的牛奶樣品的MRM色譜圖，
其中，I地塞米松。
【具體實施方式】
[0027]下面通過具體實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
[0028]實施例1:
取功能單體甲基丙烯酸丁酯0.43 mmol和交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯3.0 mmol於離心管中，加入正丙醇643 mg、聚乙二醇400 777 mg，引發劑偶氮二異丁腈8 mg，在室溫下用超聲波混合、脫氣15min後灌入不鏽鋼柱管(50mmX4.6mm)中，兩端密封,水浴65°C反應18 h。反應完成後接入到高效液相色譜體系，用甲醇以流速從0.1 HiLmirT1逐漸升至1.0mL.min—1衝洗該整體柱以除去未反應的單體和混合致孔劑等得到在線淨化整體柱。其截面掃描電鏡圖見附圖1。
[0029]實施例2:
量取單體甲基丙烯酸丁酯1.5 mmol和交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯3.0 mmol於離心管中，加入正丙醇964 mg、聚乙二醇400 1165 mg,引發劑偶氮二異丁腈10 mg,在室溫下用超聲波混合、脫氣15min後灌入不鏽鋼柱管(50_X4.6mm)中,兩端密封,水浴55°C反應30 h。反應完成後接入到高效液相色譜體系，用甲醇以流速從0.1 HiLmirT1逐漸升至1.0mL.min—1衝洗該整體柱以除去未反應的單體和混合致孔劑等得到在線淨化整體柱。
[0030]實施例3:
量取單體甲基丙烯酸丁酯1.0 mmol和交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯3.0 mmol於離心管中，加入正丙醇896 mg、聚乙二醇400 971 mg，引發劑偶氮二異丁腈8 mg，在室溫下用超聲波混合、脫氣15min後灌入不鏽鋼柱管(50_X4.6mm)中,兩端密封,水浴60°C反應24 h。反應完成後接入到高效液相色譜體系，用甲醇以流速從0.1 HiLmirT1逐漸升至1.0mL.min—1衝洗該整體柱以除去未反應的單體和混合致孔劑等得到在線淨化整體柱。
[0031]實施例4:以實施例1製備的整體柱為萃取介質，結合液相色譜串聯質譜對辣椒粉中的4種蘇丹紅進行在線淨化富集檢測
1.樣品處理
稱取2g辣椒粉樣品於50 mL離心管中，加入10 ng內標,用15mL乙腈均質提取lmin。然後4 000 r/min離心10min,收集上清液；然後用10 mL乙腈再提取一遍,合併兩次的提取液，定容至25mL。取5mL提取液45°C氮吹至幹。殘渣用ImL乙腈溶解，過0.22mm濾膜備在線淨化液相色譜串聯質譜分析。
[0032]2.測試條件
2.1在線淨化
在線淨化程序主要為淨化和分離過程，整個程序通過兩個六通閥切換實現流路的改變。淨化過程(TFC)在上樣泵驅動淨化流動相在淨化柱完成，淨化柱採用實施例1製得的整體柱，流動相A為10 mM乙酸銨+0.01%乙酸水溶液、B為乙腈、C為丙酮+乙腈+異丙醇(1+1+1, v/v)0進樣量為50 μ L ;分離過程(HPLC)是洗脫泵驅動分析流動相在分析柱上完成,HPLC 的分析柱 Hypeisil Gold C18 柱(4.6mmX 100mm, 5 μ m),流動相 A 為 0.5% 的甲酸水溶液，流動相B為乙腈，其在線淨化程序見表1，其中TFC在程序中每步的變化採用瞬變模式，HPLC每步的變化除最後一步採用瞬變模式外其他步驟間改變採用漸變模式。整個運行時間為14 min。
[0033]表1蘇丹紅在線淨化梯度洗脫程序
【權利要求】
1.一種在線淨化固相萃取整體柱，包括柱管和在所述柱管中原位聚合生成的柱體，其特徵在於:所述柱體為甲基丙烯酸丁酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的聚合物。
2.如權利要求1所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:所述聚合物中甲基丙烯酸丁酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩爾比為1:(2~7)。
3.如權利要求2所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:所述柱管為不鏽鋼柱管。
4.如權利要求1~3中任一項所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於由以下成分製備而成: 功能單體:甲基丙烯酸丁酯，交聯劑:乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合致孔劑:正丙醇和聚乙二醇400，引發劑:偶氮二異丁腈； 其中，所述功能單體與交聯劑的摩爾比為1:(2~7);所述功能單體和交聯劑總質量與所述混合致孔劑質量比為1:(1.75~2.86)其中，正丙醇:聚乙二醇400的質量比為1:(0.5^1.2);所述引發劑與所述功能單體和交聯劑總質量的質量比1:(20-100)。
5.如權利要求4所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:所述功能單體與交聯劑的摩爾比為1:(2~7);所述功能單體和交聯劑總質量與所述混合致孔劑質量比為1:(2.2^2.6)其中，正丙醇:聚乙二醇400的質量比為1: (1.1~1.2);所述引發劑與所述功能單體和交聯劑總質量的質量比1:(80、0)。
6.如權利要求4所述的 在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:由以下方法製備而成: (1)將功能單體、交聯劑、混合致孔劑和引發劑混合均勻，脫氣，製得脫氣混合溶液； (2)將步驟(1)所得的脫氣混合溶液灌入柱管中，兩端封閉，55^700C反應； (3)衝洗步驟(2)所得的整體柱內未反應功能單體、混合致孔劑和引發劑，即得。
7.如權利要求6所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:步驟(1)所述的脫氣時間為l(T20min ;步驟(2)所述的反應時間為18~30小時。
8.如權利要求6所述的在線淨化固相萃取整體柱，其特徵在於:步驟(3)的衝洗方法為將整體柱接入高壓泵，用甲醇為溶劑，流速從0.1 HiLmirT1逐漸升至1.0 mL.mirT1衝洗柱內未反應單體、混合致孔劑和引發劑。
9.製備如權利要求廣8中任一項所述的在線淨化固相萃取整體柱的方法，其特徵在於:包含如下步驟: (1)將功能單體、交聯劑、混合致孔劑和引發劑混合均勻，脫氣，製得脫氣混合溶液； (2)將步驟(1)所得的脫氣混合溶液灌入柱管中，兩端封閉，55^700C反應； (3)衝洗步驟(2)所得的整體柱內未反應單體、混合致孔劑和引發劑，即得； 優選地，步驟(1)所述的脫氣時間為l(T20min ;步驟(2)所述的反應時間為18~30小時；步驟(3)的衝洗方法為將整體柱接入高壓泵，用甲醇為溶劑，流速從0.1 mL.HiirT1逐漸升至1.0 mL.mirT1衝洗柱內未反應功能單體、混合致孔劑和引發劑。
10.如權利要求1~8中任一項所述的在線淨化固相萃取整體柱作為弱極性化合物的在線淨化固相萃取介質的用途，其特徵在於:所述弱極性化合物為辣椒中的蘇丹紅或牛奶中的糖皮質激素。
【文檔編號】G01N30/06GK103869013SQ201410098530
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】艾連峰, 馬育松, 王曼曼, 段永生, 陳瑞春, 李欣 申請人:河北出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心