專利名稱：一種硅膠整體吸附柱及其固相萃取裝置和應(yīng)用的制作方法
一種硅膠整體吸附柱及其固相萃取裝置和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整體吸附柱，具體的說關(guān)于一種硅膠整體吸附柱及其固 相萃取裝置和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
固相萃取法(簡稱SPE法)，主要通過固相填料對樣品組分的選擇性吸附 及解吸過程，實現(xiàn)對樣品的分離、純化和富集，其主要目的在于降低樣品基 質(zhì)干擾，提高檢測靈敏度。為了方便，固相萃取一般使用固相萃取小柱，根 據(jù)不同的需求有各種規(guī)格，常見的有l(wèi)ml、 6ml和10ml。
在固相萃取法中最常用的填料是顆粒型硅膠或鍵合相的硅膠。傳統(tǒng)的顆 粒型填料為了能實現(xiàn)較高的吸附效率，減少樣品的損失，其填料的顆粒較小， 而小的顆粒粒度卻會引起高的柱壓降，吸附時間長，因此不能用于快速高效 分離和富集。
20世紀90年代Nakanishi等率先采用溶膠-凝膠技術(shù)合成了硅膠整體柱， 用于液相色譜。此后，硅膠整體色譜柱在液相色譜領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 該整體材料雙孔分布的特殊結(jié)構(gòu)，決定了其卓越的吸附性能。通透孔的存在 使這種材料的孔隙率大大增加，流動相的高流速并不會導致高的柱壓降，意 味著吸附過程可以在高流動相流速下完成；同時微孔的存在保證了該材料的 高柱效，即在保證高柱效的同時也實現(xiàn)了高分離效率。
中國專利文獻CN1394673公開了 P -環(huán)糊精鍵合硅膠作為固相萃取吸附介 質(zhì)的應(yīng)用。中國專利文獻CN1657130公開了多歧管真空器、固相萃取管、液相萃取管及固相/固液相負壓萃取儀。但是，關(guān)于一種硅膠整體吸附柱及其固相 萃取裝置和應(yīng)用方面未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于
(1) 提供一種硅膠整體吸附柱；
(2) 提供一種固相萃取裝置；
(3) 提供硅膠整體吸附柱的應(yīng)用。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種硅膠整體吸附柱，所述的硅膠整體吸附柱是由溶膠-凝膠化法制得， 溶膠-凝膠化法包括
(a) 、溶膠化將模板劑溶于酸溶液中，在冰浴條件下加入硅烷化試劑，
攪拌；
(b) 、將(a)步驟得到的溶膠化后的混合物經(jīng)超聲脫氣后，倒入直管模 具中，凝膠化、陳化后在堿性溶液中處理；
(c) 、將(b)步驟得到的濕硅膠柱分別用酸、水和表面活性劑洗后，干 燥、灼燒，最后得到圓柱形的吸附材料；
所述的(b)步驟中的直管模具是具有一定強度和剛性的玻璃管、金屬管 或塑料管，內(nèi)徑為6mm-50mm，較硅膠整體吸附柱外徑略大，長度5-20cm，
(c)步驟制備得到的硅膠整體吸附柱直徑為5mm-49mm，長度為1-15cm。
所述的硅膠整體吸附柱直徑為5mm-49mm。
將其切割成0. 5cm-5cm高度的吸附材料。一種固相萃取裝置，包括容器、固相萃取柱、抽濾瓶、循環(huán)水真空泵， 所述的固相萃取柱下端設(shè)有硅膠整體吸附柱。
所述的硅膠整體吸附柱直徑與固相萃取柱管直徑一致。
所述的固相萃取柱下端與硅膠整體吸附柱上端之間設(shè)有粘合劑。
所述的粘合劑選自環(huán)氧樹脂、DC734 (道康寧)中的一種。
所述的固相萃取柱和硅膠整體吸附柱置于容器中，固相萃取柱上端塞有 橡皮塞，橡皮塞正中設(shè)有一孔，該孔中插有玻璃彎管，玻璃彎管另一端連接 抽濾瓶，抽濾瓶接循環(huán)水真空泵。
所述硅膠整體吸附柱作為固相萃取的分離介質(zhì)，在分離、純化和富集被 分析物方面的應(yīng)用。
本發(fā)明一種硅膠整體吸附柱及其固相萃取裝置和應(yīng)用的積極效果是將 硅膠整體吸附柱應(yīng)用于固相萃取中，相^f于普通顆粒型填料而言，硅膠整體 吸附柱的對流傳質(zhì)速度大大提高，樣品可以在流動相和固定相間快速分配平 衡，在保證純化和富集效果的同時，也實現(xiàn)了快速純化和富集被分析物。同 時，用洗脫劑將被分析物從硅膠整體吸附柱上洗脫下來后，此材料可以重復 使用，吸附和富集效果基本不變。按照一般的固相萃取方法操作本發(fā)明的固 相萃取裝置，實現(xiàn)樣品的富集分離或凈化。硅膠整體吸附柱固定于固相萃取 柱管中，硅膠整體吸附柱直徑與固相萃取柱直徑一致，固相萃取柱下端與硅 膠整體吸附柱上端之間若有空隙，則在空隙間設(shè)有粘合劑。使得樣品只能從 硅膠整體吸附柱內(nèi)通過，而無法從側(cè)壁通過，以保證吸附效率。本發(fā)明的固 相萃取裝置所使用的固相萃取方法，可與近紅外漫反射法聯(lián)用，方便快速， 使用溶劑量少，對環(huán)境要求低，無其他后處理步驟。

圖l: 一種固相萃取裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2:樣品在固相萃取裝置中萃取示意圖。
圖3:固相萃取柱直接置于紅外漫反射法檢測裝置中檢測示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。 實施例1
硅膠整體吸附柱制備
稱取1.2830g聚乙二醇(MW: 10000)，溶于20ml 0. 01M乙酸溶液，在冰 浴下，加入10ml四甲基硅氧烷，同樣溫度下攪拌40min。四甲基硅氧烷溶膠 化后的混合物經(jīng)超聲脫氣后，倒入直管模具中(所述的直管模具是玻璃管， 其直徑為30mm，長度為15cm)。 40。C下，靜置2hr凝膠化。同樣溫度下陳 化24hr。然后在12(TC下0. 01M氫氧化銨水溶液處理9hr。濕硅膠柱分別用 0. 1M HN03浸泡3hr，水浸泡2hr， 60% (體積比)的N，N-二甲基甲酰胺水溶 液浸泡5hr。最后濕硅膠柱恒溫6(TC干燥10hr， 70(TC灼燒2hr。切取一 lcm 長的圓柱，待用。
實施例2
硅膠整體吸附柱制備
稱取1.2830g聚乙二醇(MW: 10000)，溶于20ml 0. 01M乙酸溶液，在冰 浴下，加入10ml四甲基硅氧垸，同樣溫度下攪拌40min。四甲基硅氧烷溶膠 化后的混合物經(jīng)超聲脫氣后，倒入直管模具中(所述的直管模具是塑料管，其直徑為50 mm,長度為20cm)。 45。C下，靜置2hr凝膠化。同樣溫度下陳 化24hr。然后在12(TC下0. 01M氫氧化銨水溶液處理9hr。濕硅膠柱分別用 0. 1M HN03浸泡3hr，水浸泡2hr， 60% (體積比)的N，N-二甲基甲酰胺水溶 液浸泡5hr。最后濕硅膠柱恒溫5CTC干燥12hr, 8 O(TC灼燒lhr。切取一 15cm 圓柱，待用。 實施例3
硅膠整體吸附柱制備
稱取1.2830g聚乙二醇(麗10000)，溶于20ml 0. 01M乙酸溶液，在冰 浴下，加入10ml四甲基硅氧烷，同樣溫度下攪拌40min。四甲基硅氧烷溶膠 化后的混合物經(jīng)超聲脫氣后，倒入直管模具中(所述的直管模具是金屬管， 其直徑為6 mm，長度為5cm)。 4(TC下，靜置2hr凝膠化。同樣溫度下陳化 24hr。然后在IO(TC下0. OIM氫氧化銨水溶液處理11hr。濕硅膠柱分別用0. 1M HN03浸泡3hr，水浸泡2hr， 60% (體積比)的N， N-二甲基甲酰胺水溶液浸泡 5hr。最后濕硅膠柱恒溫60。C干燥10hr， 700。C灼燒2hr。切取一 lcm圓柱， 待用。 '
實施例4
硅膠整體吸附柱制備
稱取1.2830g聚乙二醇(MW: 10000)，溶于20ml 0. 01M乙酸溶液，在冰 浴下，加入10ml四甲基硅氧烷，同樣溫度下攪拌40min。四甲基硅氧烷溶膠 化后的混合物經(jīng)超聲脫氣后，倒入直管模具中(所述的直管模具是金屬管， 其直徑為5 mm,長度為12cm)。 40。C下，靜置2hr凝膠化。同樣溫度下陳化 24hr。然后在IO(TC下0. OIM氫氧化銨水溶液處理11hr。濕硅膠柱分別用0. 1MHN03浸泡3hr，水浸泡2hr， 60% (體積比)的N， N-二甲基甲酰胺水溶液浸泡 5hr。最后濕硅膠柱恒溫60。C干燥10hr， 700。C灼燒2hr。切取一 2cm圓柱， 待用。
實施例5
請參照圖l。
圖1為一種固相萃取裝置，該固相萃取裝置上設(shè)有固相萃取柱101，硅膠 整體吸附柱102，容器103，橡皮塞104，玻璃彎管lll，抽濾瓶201和循環(huán) 水真空泵202。固相萃取柱101下端通過環(huán)氧樹脂粘連實施例1制得的硅膠整 體吸附柱102。然后將固相萃取柱101置于燒杯容器103中，固相萃取柱IOI 用橡皮塞104塞住，橡皮塞104中間打孔(未標出)，可使玻璃彎管111通過， 且不漏氣。玻璃彎管111另一端接500ml的抽濾瓶201，抽濾瓶201接循環(huán)水 真空泵202。
實施例6 請參照圖2
取5ppm 10ml西維因溶液105置于干凈燒杯容器101中，粘連硅膠整體 吸附柱102的固相萃取柱101亦置于燒杯容器101中。固相萃取柱101用橡 皮塞104塞住，橡皮塞104中間打孔(未標出)，可使玻璃彎管lll通過，且 不漏氣。玻璃彎管111另一端接500ml的抽濾瓶201，抽濾瓶201接循環(huán)水真 空泵202。
在保證整個裝置氣密性的情況下抽濾，真空度為0.06mpa。燒杯中的樣品 溶液通過硅膠整體吸附柱而被抽濾至抽濾瓶中，收集濾液。抽干后，在另一 燒杯中放入乙腈洗脫劑20ml，將固相萃取柱放入燒杯中，真空度為0.07mpa，進行抽濾，直至抽干，收集洗脫液。整個吸附和洗脫過程耗時15min。洗脫液 和濾液用濾膜過濾后進行HPLC分析。第二份樣品可按照上述步驟重復處理。
經(jīng)HPLC-UV法分析所得的濾液和洗脫液(且相同條件下重復6次)，發(fā)現(xiàn) 硅膠整體吸附柱對西維因的吸附率為均在99%以上，洗脫率也均在99%以上。
實施例7
請參照圖2，圖3。
圖2是樣品在固相萃取裝置中萃取示意圖。5ppm 10ml的西維因溶液在固 相萃取裝置處理后，西維因富集在固相萃取柱101下端的硅膠整體吸附柱102 上。將固相萃取柱101直接置于近紅外漫反射法檢測裝置109的檢測平臺上 進行檢測。(見圖3)。本發(fā)明的固相萃取裝置所使用的固相萃取方法，可與近 紅外漫反射法聯(lián)用，固相萃取柱101玻璃柱取代圖中的小玻璃瓶。此種方法， 只需要將樣品吸附在硅膠整體吸附柱上，然后將玻璃柱直接置于檢測平臺上 進行檢測，方便快速，使用溶劑量少，對環(huán)境要求低，無其他后處理步驟。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種硅膠整體吸附柱，所述的硅膠整體吸附柱是由溶膠-凝膠化法制得，溶膠-凝膠化法包括(a)、溶膠化將模板劑溶于酸溶液中，在冰浴條件下加入硅烷化試劑，攪拌；(b)、將(a)步驟得到的溶膠化后的混合物經(jīng)超聲脫氣后，倒入直管模具中，凝膠化、陳化后在堿性溶液中處理；(c)、將(b)步驟得到的濕硅膠柱分別用酸、水和表面活性劑洗后，干燥、灼燒，最后得到圓柱形的吸附材料；特征在于所述的(b)步驟中的直管模具是具有一定強度和剛性的玻璃管、金屬管或塑料管，內(nèi)徑為6mm-50mm，較硅膠整體吸附柱外徑略大，長度5-20cm，(c)步驟制備得到的硅膠整體吸附柱直徑為5mm-49mm，長度為1-15cm。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膠整體吸附柱，特征在于所述的硅膠整體 吸附柱直徑為5mm-49mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅膠整體吸附柱，特征在于將其切割成 0.5cm-5cm高度的吸附材料。
4、 一種固相萃取裝置，包括容器、固相萃取柱、抽濾瓶、循環(huán)水真空泵， 特征在于所述的固相萃取柱下端設(shè)有權(quán)利要求l-3所述硅膠整體吸附柱。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的固相萃取裝置，特征在于所述的硅膠整體吸 附柱直徑與固相萃取柱管直徑一致。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的固相萃取裝置，特征在于所述的固相萃取柱下端與硅膠整體吸附柱上端之間設(shè)有粘合劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固相萃取裝置，特征在于所述的粘合劑選自 環(huán)氧樹脂、DC734中的一種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的固相萃取裝置，特征在于所述的固相萃取柱和硅膠整體吸附柱置于容器中，固相萃取柱上端塞有橡皮塞，橡皮塞正中設(shè)有一孔，該孔中插有玻璃彎管，玻璃彎管另一端連接抽濾瓶，抽濾瓶接循環(huán)水真空泵。
9、權(quán)利要求1-3任一所述硅膠整體吸附柱作為固相萃取的分離介質(zhì)，在 分離、純化和富集被分析物方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅膠整體吸附柱及其固相萃取裝置和應(yīng)用。所述的硅膠整體吸附柱是由溶膠-凝膠化法制得。一種固相萃取裝置包括容器、固相萃取柱、抽濾瓶、循環(huán)水真空泵，所述的固相萃取柱下端設(shè)有硅膠整體吸附柱。將硅膠整體吸附柱應(yīng)用于固相萃取中，相對于普通顆粒型填料而言，硅膠整體吸附柱的對流傳質(zhì)速度大大提高，樣品可以在流動相和固定相間快速分配平衡，既保證了純化和富集效果，也實現(xiàn)了快速純化和富集被分析物。
文檔編號B01J20/283GK101628223SQ200810040770
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者衛(wèi)雪梅, 磊 張, 張維冰, 杜一平, 黃子夏 申請人:華東理工大學