[发明专利]离子交换型固相萃取搅拌棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌棒，尤其是涉及一种以阴离子交换和阳离子交换型整体材料为新涂层的固相萃取搅拌棒制备方法。

背景技术

搅拌棒固相萃取技术(SBSE)是在SPME基础上发展的一种新型无溶剂或少溶剂、集萃取、净化和富集为一体的样品前处理技术，它由SandraP等在1999年首先提出并由Gerstel GmbH公司商品化([1]Baltussen E.，Sandra P.，David F.，Cramers C.J.Microcol.Sep.，1999，11(10)：737)。SBSE的制备一般为在内封磁芯玻璃毛细管上涂覆一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)或套上一定厚度的PDMS硅橡胶管制成。萃取时，搅拌棒在完成搅拌的同时吸附目标物，可避免SPME中搅拌子对目标物的竞争吸附。由于SBSE萃取固定相体积比Fiber SPME和一般In-tube SPME固定相体积大50倍以上，因此富集倍数相应提高，适合于样品中超痕量组分分析。目前该技术已成功地应用于环境监测([2]Ito N.，Tao H.，Ibusuki T.Anal.Chim.Acta，2005，535：243)、食品检验([3]Sandra P.，Tienpont B.，David F.J.Chromatogr.A，2003，1000：299)、农残检测([4]Tienpont B.，David F.，Kesmet K.，Sandra P.Anal.Bioanal.Chem.，2002，373：46)以及生化分析([5]Kawaguchi M.，Ito R.，Saito K.，Nakazawa H.J.Pharm.Biomed.Anal.，2006，40：500)等诸多领域，成为分析化学领域内的研究热点之一。迄今为止，SBSE主要用于有机化合物的富集，而鲜有涉及对无机离子的富集报道。对于无机离子的样品前处理主要为填充离子交换树脂的SPE([6]Stover F.S.J.Chromatogr.A，2002，956，12；[7]Morganti A.；Becagli S.；Castellano E.；Severi M.；Traversi R.；Udisti R.Anal.Chim.Acta，2007，603，190)和膜萃取([8]Almeida A.A.；Jun X.；Lima J.L.F.C.Mikrochim.Acta，1997，127，55)。但利用SPE萃取无机离子操作过程繁琐，而在膜萃取中，离子交换膜通常为一次性使用，同时其交换容量较低，这限制了膜萃取的推广使用。因此，无机离子的分析监测需要发展新的前处理技术。为了将SBSE技术引入到无机离子的分析中，必须发展新的SBSE涂层。

发明内容

本发明旨在提供一种带有阴离子交换或阳离子交换基团，可对阴离子和阳离子直接进行有效萃取的离子交换型固相萃取搅拌棒及其制备方法。

所述离子交换型固相萃取搅拌棒设有铁芯和玻璃毛细管，所述玻璃毛细管包埋铁芯并组成搅拌磁子，在玻璃毛细管外层设有离子交换涂层。

所述铁芯的直径可为0.5～2.0mm，所述铁芯的长度可为1～3cm，所述铁芯可采用铁条；所述玻璃毛细管的内径可为2～5mm。

所述离子交换型固相萃取搅拌棒可采用阴离子交换型固相萃取搅拌棒或阳离子交换型固相萃取搅拌棒。

本发明的技术方案如下：对于阴离子交换型SBSE，以甲基丙烯酰三甲基氯化铵为功能单体为单体，1，4-二乙烯基苯为交联剂，偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰为引发剂，环己醇、十二烷基醇和水为三元混合物为共溶剂；对于阳离子交换型SBSE，则以丙烯酸为单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰为引发剂，正丙醇和1，4-丁二醇二元混合物为共溶剂，利用整体柱材料的原位制备技术分别合成聚(甲基丙烯酰三甲基氯化铵-二乙烯基苯)和聚(丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸)并作为SBSE萃取固定相。

所述阴离子交换型固相萃取搅拌棒的制备方法包括以下步骤：

1)搅拌磁子的烧制和预键合：将铁条清洗烘干后，放入玻璃毛细管内，将玻璃毛细管两端熔融密封得搅拌磁子；然后将搅拌磁子浸泡在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇的混合溶液中反应，使得玻璃毛细管外壁键合上一层带烯基的硅烷化物质，得搅拌磁子；

在步骤1)中，所述铁条的直径可为0.5～2.0mm，所述铁条的长度可为1～3cm，所述γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇的体积比可为1∶(1～3)；所述反应的温度可为40～60℃，反应的时间可为6～24h。