[发明专利]一种改善分子印迹整体针式萃取装置通透性及机械强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机复合材料与技术领域，具体涉及一种不锈钢针分子印迹整体针式萃取装置的制备方法，此方法可以提高整体柱通透性及使用寿命，提高分析效率，缩减分析成本。

背景技术

针式萃取（needle trap extraction , NTE）技术是近年来开发的一种新型样品前处理技术，尤其以最近崛起的一种以MIP为吸附介质的NTE技术，并进一步用于一些挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs）及半挥发性有机化合物（semi-volatile organic compounds, SVOCs)的浓缩和富集。MIP具有选择性高，稳定性好，吸附能力强等优点，在样品前处理技术中具有重要的开发潜力。将这两种技术完美的结合起来，就发展成先进的针式分子印迹整体装置。这种制备技术解决了传统的填充技术中介质均一分布的难题。

然而，近期发展起来的可以与气相色谱仪联用的不锈钢针整体萃取装置，由于要与气相色谱仪的进样口相匹配，针体直径和长度受到限制，针内聚合物的量也较难控制，加之聚合物与针壁之间也只有物理作用，当柱内聚合物的量较多时通透性较差，背压较高，在气相色谱的进样口进行解析遇热就容易脱落。本发明在不锈钢针中穿入直径均匀且耐高温耐有机溶剂的纤维束，通过控制针内聚合物的量以提升整体柱的通透性，降低背压，便可以增加萃取针的机械强度，进而延长其使用寿命。另外，柱形的纤维丝不但能够使聚合物分布更加均匀，同时增加了萃取介质的比表面积，确保了萃取针的富集能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善分子印迹整体针式萃取装置通透性及机械强度的方法。本发明所提出的方法是以分子印迹的原位聚合方法为基础的，在不锈钢针中进行以苯甲酸为模板的分子印迹聚合反应，其制备方法为：

（1）将纤维分别用20—3 0mL的丙酮和蒸馏水进行淋洗，室温氮吹干燥2小时；

（2）将一定数量的纤维穿入不锈钢针（方法如图1所示），长度与针筒相当，确保纤维丝之间平行且分散性良好；

（3）以苯甲酸为模板分子，4-乙烯基吡啶（4-VP）为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂，十二醇与甲苯为致孔剂，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，按照一定比例装入反应器，超声混匀，通氮气除氧；

（4）用气密性好的注射器将适量上述混合溶液注入穿有纤维束的不锈钢针，并将针的两端密封，50—60℃水浴反应18—20 h；

（5）用乙醇/氢氧化钠溶液洗脱模板分子苯甲酸后，干燥并老化，便得到选择性高，通透性和机械强度都比较好的针式分子印迹整体柱。

本发明制备的分子印迹聚合物整体柱通透性和机械强度明显改善，加快了分析速度，提高了分析工作的效率，也延长了整体柱的使用寿命，降低了分析成本。

附图说明

图1为纤维束的填充方法。

图2为填充纤维束后不锈钢针截面图。

图3为加入纤维后，使用针式萃取装置第1次和第60次富集苯系物的气相色谱图。

图4为未加入纤维后，使用针式萃取装置第1次和第25次富集苯系物的气相色谱图。

具体实施方式

聚合物制备实施例：

苯甲酸 : 4-VP : EDMA = 1 : 3: 25,甲苯 : 十二醇 = 10 : 31

将上述药品按照一定比例加入干燥洁净容器，超声5—10 min混匀；将混合液吹氮脱氧后抽取适量注入穿有纤维束的不锈钢针，两端密封后放入恒温水浴中，在55℃下聚合反应18 h；反应完成后，用乙醇/氢氧化钠溶液洗脱模板分子,紫外分光光度计检测直至模板分子洗脱干净，再用无水乙醇淋洗至中性，通入氮气吹干残留乙醇，插入气相色谱进样口高温老化，即可制得所需分子印迹聚合物整体萃取针。

聚合物应用实施例：

用上述方法制得的分子印迹整体萃取针与没有加纤维束的分子印迹整体萃取针分别对100 ng/mL的苯系物（苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯，BTEX）进行多次取样并在进样口高温解吸，进而完成气相色谱的分离和检测。结果显示，加入纤维束的萃取针连续使用60次后，对BTEX依然有很好的吸附能力，如图3所示，第60次萃取与第1次萃取检测结果相比，四种物质的吸附量分别下降14%，10%，9%，7%。这与未加纤维束的萃取针相比，在使用寿命方面具有明显优势。如附图4所示，萃取针仅使用25次后，吸附量平均下降25%。