一種固相萃取柱及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種固相萃取柱及制備方法，在柱管的底部壓入出口篩板，裝入石墨化碳黑層，壓入一層隔離篩板，再裝入多氨基化填料層，壓入隔離篩板后裝入疏水基團鍵合硅膠樹脂層，最后再壓入進口篩板；柱管的底部設有萃取柱出口。本發明專利技術固相萃取柱為農殘檢測專用柱為三層吸附材料，通過選擇性吸附、選擇性洗脫凈化復雜樣品基質，除去氨基酸微量元素、及重金屬等雜質，避免了傳統固相萃取產品的凈化效果差的缺點，大大提高了樣品的潔凈程度，有效的保護分析儀器，增加了樣品檢測的準確性，提高了檢測的靈敏度，節約了時間，提高檢測人員的工作效率。并且具有通用性，對于被檢測的樣品基質選擇性低，可適用于絕大多數食品樣品的檢測。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術提供了一種固相萃取柱，用于食品中農藥殘留檢測的樣品提取凈化，本專利技術還公開了固相萃取柱的制備方法，屬于分析化學材料

技術介紹
近年來，食品中農藥殘留問題得到普遍關注，相關的研究也日益增多。農藥的種類眾多，我國常用的農藥有有機氯類、有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等。有機氯類包括六六六，DDT等，我國在1983年禁用該類農藥，但由于其半衰期長，至今仍在土壤、地下水中殘存，它們容易在人體內蓄積造成慢性中毒，嚴重危害人類健康。有機磷類和氨基甲酸酯類會會抑制生物體內膽堿酯酶的活性，導致傳到介質代謝紊亂，產生遲發性神經毒性。擬除蟲菊酯類農藥會影響細胞色素C和電子傳遞系統，引起肌肉震顫與抽搐。樣品的凈化在農殘檢測的過程中起著至關重要的作用，食品中農藥殘留檢測的樣品凈化通常有液-液萃取法、凝膠滲透色譜法、固相萃取法，液-液萃取法是最早使用的一種提取凈化方法，利用待測農藥在兩種不相容的溶劑中溶解度(分配系數)的差異而達到分離的目的，方法耗費溶劑較多，且容易乳化。凝膠滲透色譜是基于體積排除的機理，通過具有分子篩性質的固定相，用來分離分子質量較小的物質還可以分析分子體積不同、具有相同化學性質的高分子同系物。固相萃取作為樣品前處理的重要手段逐漸被人重視。固相萃取(Solid PhaseExtraction,簡稱SPE)，也稱固相提取，是一項結合了選擇性保留、選擇性洗脫等過程的分離技術。其凈化模式主要分為兩種第一為當復雜的樣品溶液通過吸附劑(Sorbent)時，吸附劑會通過極性相互作用、疏水相互作用或離子交換等作用力選擇性地保留目標化合物(Aimed Compound)和少量與目標化合物性質相近的干擾物,其他組分則透過吸附劑流出小柱，然后用另一種洗脫能力較強的溶劑體系選擇性地把目標物洗脫下來，從而實現對復雜樣品的分離、純化和富集。第二種是指樣品溶液通過吸附劑時，主要干擾物被保留，目標物和部分雜質隨溶劑流出，在加入 適量溶劑，將目標物完全洗出。這種機制常常用于水果、蔬菜、等樣品中多種農藥殘留的分析以及離子分析中去除脂溶性干擾物。目前市場上固相萃取柱多為單層產品，蔬菜、水果中農殘檢測用多為雙層產品。長期以來，農藥殘留檢測主要采用雙層固相萃取凈化樣品，但是樣品類型的復雜化、多樣性以及傳統吸附填料的單一吸附性質使得檢測工作者的工作難度越來越大，這其中備受關注的中草藥樣品尤為明顯。中草藥樣品成分復雜，主要包括氨基酸、蛋白質、脂肪、皂甙類、多糖類、多肽類化合物，同時含有揮發油、脂肪酸、維生素、微量元素、及重金屬等其它成分，對檢測工作提出了嚴峻的挑戰。因此，研制一種新型的固相萃取產品解決該需求是本專利技術的主要目的。
技術實現思路
本專利技術公開一種固相萃取柱，解決了傳統固相萃取產品的凈化效果差的缺點，提高了樣品的潔凈程度，增加了樣品檢測的準確性，具有通用性，對于被檢測的樣品基質選擇性低，可適用于絕大多數食品樣品的檢測。本專利技術還提供了固相萃取柱的制備方法，適用于工業化生產。本專利技術提供的固相萃取柱，其技術解決方案如下 在柱管的底部壓入出口篩板，裝入石墨化碳黑層(吸附劑)，壓入一層隔離篩板，再裝入多氨基化填料層(吸附劑)，壓入隔離篩板后裝入疏水基團鍵合硅膠樹脂層(吸附劑)，最后再壓入進口篩板；柱管的底部設有萃取柱出口。進口篩板為親酯型高分子材料燒結而成，孔徑在10-200um，厚度5-10mm;出口篩板為疏水型聚合物膜材料制成，孔徑5-100um，厚度3-6_。隔離篩板為通用篩板，孔徑5-100um,厚度2-5mm ;材料均為聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯制成。石墨化碳黑的孔體積為0. 8-1. 2cm3/g,比表面積為250_400m2/g ; 多氨基化填料層的材料基體為高交聯的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯聚合物，材料表面為伯胺、仲胺或者叔銨基團，聚合物基體比表面積為1000 m2/g ; 疏水基團鍵合硅膠為改性的金納米粒子。本專利技術所述的石墨化碳黑的制備方法，包括以下步驟 取碳粉用硫酸、鹽酸、水、甲醇、丙酮等有機溶劑洗去金屬及其它有機物雜質，烘干，定量加入0. lmol/L NaOH后置于高溫轉化爐中，高純氦氣保護下，以10°C/min升溫至1000°C，保溫12小時，降至室溫后迅速定量加入0. lmol/L K2HPO4,以20°C /min升溫至2000°C，保溫12小時，降溫后重復加AK2HPO4步驟，產物經大量水洗后，丙酮洗滌烘干，即得；為正六元環片層結構，孔體積為0. 8-1. 2cm3/g,比表面積為250-400m2/g。在煅燒過程中加入Na鹽、K鹽等無機鹽，通過空間占有效應，組織材料內部結構，生成孔體積合理、結構均勻、比表面積大的新型石漠化炭黑材料。傳統的石墨化炭黑材料孔體積為0. 2-0. 6cm3/ g,比表面積為40-200m2/g,而本專利技術材料孔體積為0. 8-1. 2cm3/ g,比表面積為250-400m2/g，即本專利技術材料具有更多的正六元環片層結構，對色素類平面分子具有更強的親和力，同時對大分子雜質有更強的保留作用。由于本專利技術其典型應用為農產品中農藥殘留的分析。植物性樣品中往往含有大量色素，比如葉綠素、葉黃素、類胡蘿卜素等，這些化合物通常會對農藥殘留分析產生影響并能危害分析儀器，所以需要去除。實驗表明本專利技術石墨化碳黑材料對這類干擾物的保留最好，是農藥多殘留分析中必不可少的吸附劑。本專利技術所述的多氨基化填料的制備方法，包括以下步驟 反應器中加入多孔聚苯乙烯微球、大量濃鹽酸、2mol氯化鋅、Imol多聚甲醛，加熱至70°C，反應24小時，產物過濾，大量水洗至中性后烘干，置于反應器中加入摩爾比3:2:1的濃氨水、乙二胺、三甲胺水溶液，氮氣保護下60°C反應48小時，產物過濾，大量水洗至中性后烘干，既得；比表面積為1000 m2/g。傳統的硅膠鍵合SAX、PSA材料其基體為多孔硅膠，比表面積為180-450 m2/g范圍，新材料的聚合物基體比表面積可達到1000 m2/g，這樣可提供更多的吸附位點，即采用少量的新材料即可吸附大于傳統材料3倍以上的化合物；同時，本專利技術材料表面功能作用基團不是單一的傳統型伯胺或季氨基團，而是兩種或三種氨基存在形式的的混合基團即伯胺、仲胺、叔銨基團可同時存在，可同時吸附酚羥基類化合物、弱酸類化合物和強酸類化合物，而且本專利技術材料表面還具有聚合物材料基體的苯環基團，可吸附非極性和弱極性化合物，兼具極性吸附作用、非極性吸附作用和陰離子交換作用，可通過陰離子交換(水溶液)或極性吸附(非極性有機溶液)達到保留作用。當用在非極性溶液中(如正己烷)進行預處理時，能與帶有-OH，-NH或-SH官能團的分子形成氫鍵。對陰離子型有機化合物(比如含有羧基、酚羥基的化合物)具有選擇性的保留，同時也可與金屬離子產生鰲合作用，用于提取金屬離子。本專利技術所述的疏水基團鍵合硅膠的制備方法，包括以下步驟 用檸檬酸鈉還原氯金酸法得到10-15nm直徑的金納米粒子，另取50um全多孔硅膠加入到反應器中，再依次加入二甲苯30ml、巰基硅烷試劑20ml、吡啶15ml加熱回流反應24小時后降溫，以甲苯、二氯甲烷、甲醇、丙酮洗滌產物后烘干，加入另一反應器中，加入起初制備的金納米粒子，再加入過量的正十八硫醇，加熱回流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固相萃取柱，包括空柱管、篩板、吸附劑，其特征在于：在柱管的底部壓入出口篩板，裝入石墨化碳黑層，壓入一層隔離篩板，再裝入多氨基化填料層，壓入隔離篩板后裝入疏水基團鍵合硅膠層，最后再壓入進口篩板；柱管的底部設有萃取柱出口。

【技術特征摘要】
1.一種固相萃取柱，包括空柱管、篩板、吸附劑，其特征在于在柱管的底部壓入出口篩板，裝入石墨化碳黑層，壓入一層隔離篩板，再裝入多氨基化填料層，壓入隔離篩板后裝入疏水基團鍵合硅膠層，最后再壓入進口篩板；柱管的底部設有萃取柱出口。2.根據權利要求1所述的固相萃取柱，其特征在于進口篩板為親酯型高分子材料燒結而成，孔徑在10-200um，厚度5-10mm;出口篩板為疏水型聚合物膜材料制成，孔徑5-100um,厚度3-6mm ;隔離篩板為通用篩板,孔徑5-100um,厚度2_5mm ;材料均為聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯制成。3.根據權利要求1所述的固相萃取柱，其特征在于 石墨化碳黑的材料為正六元環片層結構，孔體積為0.8-1. 2cm3/g，比表面積為250-400m2/g ； 多氨基化填料層的材料基體為高交聯的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯聚合物，材料表面為伯胺、仲胺或者叔銨基團，聚合物基體比表面積為1000 m2/g ; 疏水基團鍵合硅膠為改性的金納米粒子。4.一種石墨化碳黑的制備方法，包括以下步驟 取碳粉用硫酸、鹽酸、水、甲醇、丙酮等有機溶劑洗去金屬及其它有機物雜質，烘干，定量加入O. lmol/L NaOH后置于高溫轉化爐中，高純氦氣保護下，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王明泰，李愛軍，牟峻，張代輝，康明琴，胡婷婷，牛茜，張勛，
申請(專利權)人：吉林出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心，
類型：發明
國別省市：