一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，包括氣源，所述的氣源連接有恒壓閥，所述恒壓閥的另一端連接一三通閥，所述三通閥的另外兩端分別連接多通道微流蠕動泵的輸出端，以及鋼管柱，所述鋼管柱一端設(shè)置有不銹鋼螺帽接頭，所述鋼管柱的另一端通過PEEK接頭連接有毛細管整體柱的輸入端，所述毛細管整體柱的輸出端伸入一用于容納溶液的接收瓶內(nèi)；所述多通道微流蠕動泵的輸入端還分別連接有樣品溶液瓶、柱沖洗瓶和解析液瓶。所述的氣源是帶有增壓裝置的氣源，或者在沒有增壓裝置的氣源上額外增加氣動放大泵。本實用新型簡化了裝置，降低了成本，可與大多數(shù)分析儀器實現(xiàn)在線自動化操作整個萃取過程，避免交叉污染，提高萃取效率和方法的重現(xiàn)性。
【專利說明】—種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及固相微萃取系統(tǒng)，具體涉及一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]固相微萃取(solid phase micro-extraction, SPME)是集吸附、濃縮、解析和進樣于一體，無需萃取溶劑，能與氣相色譜(GC)和高效液相色譜(HPLC)實現(xiàn)在線聯(lián)用，一出現(xiàn)就受到分析工作者的青睞。經(jīng)過二十多年發(fā)展，開發(fā)了很多的SPME方法和操作模式，其中以外涂纖維SPME (Fiber SPME)和毛細管內(nèi)微萃取(In-tube SPME)研究和應(yīng)用范圍最廣。而毛細管固相微萃取技術(shù)是使用一段中空的熔融石英毛細管柱作為萃取介質(zhì)的載體，在管內(nèi)壁涂上固定相或者在管內(nèi)部填充吸附介質(zhì)，也可采用化學方法直接在毛細管內(nèi)聚合制備成整體柱。In-tube SPME技術(shù)與傳統(tǒng)固相微萃取技術(shù)比較具有以下優(yōu)點:1.吸附表面積大，萃取效率高；2.脫附時固定相流失少，無樣品組分殘留；3.有大量的不同固定相商品毛細管柱可選擇；4.能夠方便實現(xiàn)與分析儀器在線聯(lián)用。目前其研究熱點一方面體現(xiàn)在各種萃取模式、萃取介質(zhì)和新型萃取吸附材料及其制備技術(shù)方面；另一方面主要集中在毛細管固相微萃取柱與現(xiàn)代分析設(shè)備在線聯(lián)用，如與HPLC、GC、CE、ICP-MS, GC-MS, LC-MS等聯(lián)用，實現(xiàn)自動進樣、萃取、脫附、分析一體化操作，適合海量樣品高通量高重復(fù)度分析。
[0003]傳統(tǒng)的管內(nèi)固相微萃取與現(xiàn)代分析設(shè)備的聯(lián)用主要利用高壓液相泵來驅(qū)動溶液上樣，通過六通閥控制萃取溶液和解析溶液的流向和萃取柱的清洗及活化。其構(gòu)造復(fù)雜，操作較繁瑣，設(shè)備成本投入較大，且不易精確控制，同時易造成計量泵污染。不太符合樣品預(yù)處理裝置微型化、自動化、高通量、無溶劑和在線聯(lián)用的主要發(fā)展趨勢。本實用新型主要通過氣源和氣動放大泵的高壓氣體作為動力驅(qū)動溶液上樣、萃取和解析，同時通過多通道微量蠕動泵分別輸送各種溶液，易于精確控制，且不會造成樣品的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，包括氣源，所述的氣源連接有恒壓閥，所述恒壓閥的另一端連接一三通閥，所述三通閥的另外兩端分別連接多通道微流蠕動泵的輸出端，以及鋼管柱，所述鋼管柱一端設(shè)置有不銹鋼螺帽接頭，所述鋼管柱的另一端通過PEEK接頭連接有毛細管整體柱的輸入端，所述毛細管整體柱的輸出端伸入一用于容納溶液的接收瓶內(nèi)；所述多通道微流蠕動泵的輸入端還分別連接有樣品溶液瓶、柱沖洗瓶和解析液瓶。
[0006]本實用新型的進一步改進包括:
[0007]所述的毛細管整體柱的外面套有PEEK保護管。
[0008]所述的氣源是氣壓為0_200MPa。
[0009]所述毛細管整體柱的輸出端通過一 PEEK接頭連接有二通，所述二通的另一端通過PEEK接頭連接有一 PEEK管，所述PEEK管的另一端延伸至所述接收瓶內(nèi)或者通過鋼管管路與分析儀器設(shè)備聯(lián)用。
[0010]所述各個部件之間的氣路連接件為鋼管。
[0011]所述氣源和恒壓閥之間還設(shè)置有增加氣壓的氣動放大泵。所述的氣源通過氣動放大泵后可以使氣壓在0-200MPa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0012]所述的氣源為氮氣。所述的氣源是帶有增壓裝置的氣源，或者在沒有增壓裝置的氣源上額外增加氣動放大泵。
[0013]本實用新型具有以下優(yōu)點
[0014]1.簡化了裝置，降低了成本，采用氣動恒壓的方式驅(qū)動溶液通過整體萃取柱，與常規(guī)通過高壓色譜泵驅(qū)動大大簡化了裝置的成本，也使得操作更為簡便、快速、高效和靈敏?？蓾M足各類色譜實驗室的需求，易于大面積推廣。
[0015]2.可與大多數(shù)分析儀器實現(xiàn)在線自動化操作整個萃取過程，完全可以自動化，并且能與氣相色譜GC、高壓液相色譜HPLC、高效毛細管電泳HPCE，質(zhì)譜MS電感耦合等離子光譜ICP和離子色譜IC等多種現(xiàn)代分析儀器實現(xiàn)無縫連接聯(lián)用，實現(xiàn)樣品萃取、濃縮、解析、進樣、分析過程的自動化在線操作。
[0016]3.避免交叉污染，提高萃取效率和方法的重現(xiàn)性采用多通道微流蠕動泵，避免了樣品的交叉污染，加快了萃取效率和準確性，提高了方法的重現(xiàn)性水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、氣源，2、氣動放大泵，3、恒壓閥，4、鋼管柱，5、毛細管整體柱，6、二通，7、接收瓶，8、樣品溶液瓶，9、柱沖洗液瓶，10、解析液瓶，11、多通道微流蠕動泵，12、三通閥。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型做詳細說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，包括氣源，所述的氣源連接有恒壓閥，所述恒壓閥的另一端連接一三通閥，所述三通閥的另外兩端分別連接多通道微流蠕動泵的輸出端，以及鋼管柱，所述鋼管柱一端設(shè)置有不銹鋼螺帽接頭，所述鋼管柱的另一端通過PEEK接頭連接有毛細管整體柱的輸入端，所述毛細管整體柱的輸出端伸入一用于容納溶液的接收瓶內(nèi)；所述多通道微流蠕動泵的輸入端還分別連接有樣品溶液瓶、柱沖洗瓶和解析液瓶。所述的毛細管整體柱的外面套有PEEK保護管。所述的氣源是氣壓為0-200MPa。
[0021]所述毛細管整體柱的輸出端通過一 PEEK接頭連接有二通，所述二通的另一端通過PEEK接頭連接有一 PEEK管，所述PEEK管的另一端延伸至所述接收瓶內(nèi)或者通過鋼管管路與分析儀器設(shè)備聯(lián)用。本實用新型所述各個部件之間的氣路連接件為鋼管。所述氣源和恒壓閥之間還設(shè)置有增加氣壓的氣動放大泵。所述的氣源優(yōu)選氮氣。
[0022]本實用新型的使用方法是:1.上樣:通過微流蠕動泵將待萃取溶液按所需體積泵入到鋼管柱中。2.萃取:關(guān)閉三通閥閥的蠕動泵閥門，開啟氮氣瓶氣壓，通過氮氣恒壓閥調(diào)節(jié)進入鋼管柱的氣壓使之達到所要求的氣壓(一般為15?80MPa)，利用氣壓將待萃取溶液恒流速壓送通過毛細管固相萃取柱(可為整體柱或者填充柱)。萃取目標物在流通毛細管固相萃取住時被萃取并吸附在柱內(nèi)固定相上。流出溶液棄去。3.解析:用合適的水溶液或有機溶劑(一般為甲酸水溶液和甲酸甲醇溶液)按1/25~1/50的萃取溶液體積通過蠕動泵泵入到鋼管柱，按上樣和萃取的流程和壓力條件完成解析步驟。收集解析液上氣相或者液相進行分析檢測。
[0023]下面結(jié)合具體實例對本實用新型的使用方法做進一步說明
[0024]實例一利用甲基丙烯酸酯毛細管固相微萃取整體柱與HPLC聯(lián)用檢測環(huán)境水樣中的痕量芳香烴[0025](I)甲基丙烯酸酯固相微萃取整體柱的制備取功能單體270μ L甲基丙烯酸丁酯(BMA)和交聯(lián)劑150yL己二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，將其加入含60yL H2O,217 μ LI, 4- 丁二醇、400 μ L正丙醇的三元致孔劑中組成混合溶液，室溫下避光超聲IOmin后，加入光引發(fā)劑Irgacurel800 (占反應(yīng)單體質(zhì)量分數(shù)的1%),避光超聲IOmin,通氮氣5min。將上述混合溶液吸入到經(jīng)過酸堿及烯基化處理后的毛細管(530 μ m ID, 690 μ m 0D)中，利用紫外光引發(fā)制備得到甲基丙烯酸酯整體柱，用甲醇在高效液相色譜(HPLC)泵的作用下將未反應(yīng)的單體、致孔劑、可溶性化合物沖洗出來，約lh。裁斷成長度為5cm即得到甲基丙烯酸酯固相微萃取整體柱。
[0026](2)萃取條件將制備的甲基丙烯酸酯固相微萃取整體柱連接到本實用新型裝置上，在保證鋼管柱為40MPa下進行整個萃取流程。通過蠕動泵將5mL添加有甲苯、乙苯、聯(lián)苯、丙苯和菲的芳香烴化合物環(huán)境水樣(加標量均為50μ g/L)泵入到鋼管柱進行上樣和萃取，流出液棄去；再泵入200 μ L甲醇溶液解析。解析液直接上高效液相分析檢測。
[0027](3)添加回收結(jié)果液相色譜條件:色譜柱ODS-C18(150X4.6mm ID，#5μπι);流速lmL/min ;檢測波長200nm ;流動相乙腈/水=70/30 (v/v);進樣量為20 μ L。分析檢測結(jié)果表明:其所添加的5種芳香烴化合物的相對回收率(η=6)均大于90.8%,相對標準偏差小于5.28%，方法線性范圍為10~100 μ g/L，檢出限大于0.012 μ g/L。
[0028]實例二利用分子印跡固相微萃取整體柱與HPLC聯(lián)用檢測土樣中痕量三嗪類除草劑
[0029](I)分子印跡固相微萃取整體柱的制備將模板分子莠去津0.50mmol，功能單體甲基丙稀酸(MAA) 3.0mmol,致孔劑甲苯5.380mmol,十二醇14.278mmol于安培瓶中超聲IOmin,然后加入交聯(lián)劑已二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA) 12.13mmol超聲15min,混勻后加入引發(fā)劑ΑΙΒΝ0.030g超聲lOmin。將上述混合溶液吸入到經(jīng)過酸堿及烯基化處理后的毛細管(320 μ m ID, 450 μ m OD)中，利用微波引發(fā)制備得到三嗪模板的分子印跡整體柱，用甲醇在高效液相色譜(HPLC)泵的作用下將未反應(yīng)的模板、單體、致孔劑及可溶性化合物沖洗出來，流出液過紫外檢測器220nm檢測，約12h待沖至基線平衡后備用。裁斷成長度為5cm即得到三嗪分子印跡固相微萃取整體柱。
[0030](2)萃取條件土樣預(yù)處理:土壤樣品采樣后先去除沙石及雜質(zhì)，再置于80°C烘箱干燥至恒重，過泰勒篩保留粒徑80-100目的土樣。取土樣0.5g，添加制成含均三嗪、特丁津、莠去津、莠滅凈濃度為0.04 μ g/g混合樣的土樣,混合均勻。加入IOmL乙酸乙酯,超聲萃取20min，離心(3000rpm)，重復(fù)二次，合并濾液，并用氮吹儀吹至近干(溫度70°C )，殘夜用IOmL正己燒溶解定容后上樣萃取。
[0031]將制備的三嗪分子印跡固相微萃取整體柱連接到本實用新型裝置上，在保證鋼管柱為40MPa下進行整個萃取流程。通過蠕動泵將經(jīng)過預(yù)處理添加有三嗪類除草劑的混合正己烷溶液5mL泵入到鋼管柱進行上樣和萃取，流出液棄去；再泵入200 μ L無水甲醇/乙腈(50/50, ν/ν)溶液解析。解析液直接上高效液相分析檢測。
[0032](3)添加回收結(jié)果液相色譜條件=ODS-C18色譜柱(150mmX4.6mm ID, ^ 4ym)；流動相乙腈/水=60/40 (ν/ν),柱溫為室溫，流速0.8mL/min,檢測波長220nm，進樣量為20 μ L0分析檢測結(jié)果表明:其所添加的4種三嗪類除草劑的相對回收率(η=6)均大于91.3%，相對標準偏差小于7.13%，方法線性范圍為10~400 μ g/L，檢出限大于0.52 μ g/L。
[0033]本實用新型采用氣動恒壓的方式驅(qū)動溶液通過整體萃取柱，與常規(guī)通過高壓色譜泵驅(qū)動大大簡化了裝置的成本，也使得操作更為簡便、快速、高效和靈敏?？蓾M足各類色譜實驗室的需求，易于大面積推廣?？膳c大多數(shù)分析儀器實現(xiàn)在線自動化操作整個萃取過程，完全可以自動化，并且能與氣相色譜GC、高壓液相色譜HPLC、高效毛細管電泳HPCE，質(zhì)譜MS電感耦合等離子光譜ICP和離子色譜IC等多種現(xiàn)代分析儀器實現(xiàn)無縫連接聯(lián)用，實現(xiàn)樣品萃取、濃縮、解析、進樣、分析過程的自動化在線操作。避免交叉污染，提高萃取效率和方法的重現(xiàn)性采用多通道微流蠕動泵，避免了樣品的交叉污染，加快了萃取效率和準確性，提高了方法的重現(xiàn)性水平。
[0034]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán) 利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，包括氣源，所述的氣源連接有恒壓閥，所述恒壓閥的另一端連接一三通閥，所述三通閥的另外兩端分別連接多通道微流蠕動泵的輸出端，以及鋼管柱，所述鋼管柱一端設(shè)置有不銹鋼螺帽接頭，所述鋼管柱的另一端通過PEEK接頭連接有毛細管整體柱的輸入端，所述毛細管整體柱的輸出端伸入一用于容納溶液的接收瓶內(nèi)；所述多通道微流蠕動泵的輸入端還分別連接有樣品溶液瓶、柱沖洗瓶和解析液瓶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，所述的毛細管整體柱的外面套有PEEK保護管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣源是氣壓為 0-200MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，所述毛細管整體柱的輸出端通過一 PEEK接頭連接有二通，所述二通的另一端通過PEEK接頭連接有一 PEEK管，所述PEEK管的另一端延伸至所述接收瓶內(nèi)或者通過鋼管管路與分析儀器設(shè)備聯(lián)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，所述各個部件之間的氣路連接件為鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，所述氣源和恒壓閥之間還設(shè)置有增加氣壓的氣動放大泵。
7.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的一種管內(nèi)固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣源為氮氣。
【文檔編號】G01N1/34GK203561538SQ201320788344
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】陳軍, 張毅軍, 柏連陽, 張莉, 張裕平, 陳娜 申請人:河南科技學院