[发明专利]一种金属载体萃取棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于食品、环境、生物样品中有机物的痕量分析领域，特别是涉及一种金属载体r-Al₂O₃涂层搅拌萃取棒的制备方法，该方法制备的萃取棒适用于含氮、磷、硫基的杂环、芳香烃、有机胺的富集。

背景技术

由于大部分分析样品的基体和组成相当复杂，在通常情况下样品前处理成为样品分析中不可或缺的重要步骤。它起着浓缩被测痕量组分，提高方法灵敏度及清洁试样的作用。

传统的样品前处理方法有液-液萃取、索氏萃取、层析、蒸馏、吸附、离心以及过滤等，但这些方法普遍具有使用大量有机溶剂、处理时间长和操作步骤多的缺点。这些方法不但容易损失样品、产生较大误差，而且有毒溶剂的使用会影响操作人员健康，污染环境。为此，无溶剂或少溶剂、准确度高、快速、简便的样品前处理方法的研究，已成为当今分析化学的前沿研究课题之一。

固相微萃取技术是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术，它最先由加拿大Waterloo大学的Pawliszyn教授的研究小组于1989年首次进行开发研究，属于非溶剂型选择性萃取法。它几乎可以用于气体、液体、生物、固体等样品中各类挥发性或半挥发性物质的分析。SPME的最大特点就是集取样、萃取、富集、进样于一体，因而操作简便，并且不需溶剂，萃取速度快、操作成本低、不污染环境、便于实现自动化以及易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用，因此，在化学、医药、食品、环境领域及药物分析中得到了广泛的应用。

搅拌棒吸附萃取(Stirbar sorptive extraction，SBSE)是由Erik Baltussen等人于1999年提出的，是在固相微萃取(Solid Phase Micro Extraction，SPME)基础上发展起来的一种新型样品前处理技术。该技术与固相微萃取一样具有简单、高效、快速、重现性好、绿色无溶剂等优点，并在萃取过程中吸附搅拌棒自身完成搅拌，避免了在Fiber SPME中搅拌子的竞争吸附，而且其萃取固定相的体积比SPME大50倍以上，因此富集倍数明显提高，非常适合痕量分析。在国外该技术已成功地应用于环境样品、食品中污染物、毒品、医药和农药残留、人体内分泌干扰物质、多环芳烃、苯系物和多氯联苯等的分析。

德国Gerstel GnlbH公司选用PDMS作为萃取涂层，推出了商品化的搅拌棒(Twister Gerstel GnlbH)。Twister是由0.5mm或1mm的PDMS硅橡胶管，套在一内封磁芯的玻璃管上制成。但是，商品化的SBSE装置只有PDMS这一种固定相涂层，而且商品化SBSE装置价格较高，SBSE技术的应用受到了较大的限制。为此，对SBSE技术的研究是一项十分有创新性和实际意义的工作。

已有的搅拌萃取棒均以玻璃棒为载体，材质易碎，本发明以金属棒代替传统的玻璃棒使其具有更高的机械强度、坚固耐用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属载体萃取棒的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)棒体的选取及预处理：

将长为10-40mm，直径为0.5-5mm的金属棒用二氯甲烷溶剂对其表面进行预处理；

(2)合成耐高温环氧树脂：

称取适量环氧树脂，加入溶剂搅拌至完全溶解，再依次加入固化剂、助剂、填料，搅拌使各组分分散均匀，制备得到耐高温环氧树脂，置于5℃以下储存备用，其中环氧树脂、固化剂、助剂和填料的重量比为20∶3∶3∶4；

(3)搅拌棒涂层的制作：

先将处理过的棒体表面涂渍一层步骤(2)制备的耐高温环氧树脂或有机硅树脂，再在外层沾取一层吸附剂；

(4)涂层的固化处理：

将涂渍涂层的棒体置于烘箱内进行高温固化；

(5)萃取棒体杂质的去除：

将制作好的萃取棒，置于索式提取器当中，利用二氯甲烷于40-80℃回流20-120min，以去除吸附剂及环氧树脂中的小分子杂质。

上述方法中，当萃取棒以搅拌方式使用时，金属为铁、镍、钴、不锈钢或合金，当萃取棒以顶空或超声方式使用时，金属为不锈钢、铜、铝或合金。

其中吸附剂为金属氧化物吸附剂，优选金属氧化物吸附剂选自氧化铝、氧化钛、氧化锆、硅酸镁等中的一种或多种。

其中氧化铝为r-Al₂O₃、氧化钛为二氧化钛。

上述方法中，溶剂选自二甲苯、甲苯、苯和丙酮等有机溶剂中的一种或多种；

固化剂为均苯四甲酸酐等酸酐型固化剂；

助剂为叔胺；