一种实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头及一体化固相微萃取方法和应用

技术领域

本发明属于固相微萃取领域，具体涉及到一种实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头及一体化固相微萃取方法和应用。

背景技术

固相微萃取技术是一种简单、快速、无溶剂、灵敏度高的样品前处理技术，且需要的样品体积小，已被用作简单有效的香气成分分析手段。目前，固相微萃取技术主要分为顶空-固相微萃取和直接浸入-固相微萃取两种方式。其中，顶空-固相微萃取是从样品上方的气体中提取挥发性化合物，而直接浸入-固相微萃取是通过将萃取纤维直接浸入液体样品中提取半挥发性或非挥发性分析物。这两种方式对样品中挥发性和半挥发性化合物的固相微萃取存在萃取歧视问题。为解决上述问题，现有方法采用直接浸入和顶空固相微萃取相结合的方法，该方法虽然能够对样品中挥发性和半挥发性化合物进行萃取，但两步萃取不仅操作复杂，耗时耗力，同时，由于涂层的吸附量是固定的，因而会导致一阶段萃取后涂层对于第二阶段萃取物的吸附量急剧下降，即两步萃取法属于竞争性萃取，萃取效率较低。因此，开发一种对样品中挥发性和非/半挥发性化合物萃取歧视效应小的高效萃取技术显得尤为必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头及一体化固相微萃取方法和应用。

本发明的目的之一是提供一种实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头，所述萃取头纤维外涂层为两段式，上、下段涂层之间具有一段无涂层区域。

作为本发明实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头的一种优选方案，其中：两段涂层总长度≤2cm，每段涂层长0.1-1.8cm，厚5-200μm。

作为本发明实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头的一种优选方案，其中：无涂层区域长0.1-0.5cm。

作为本发明实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的萃取头的一种优选方案，其中：涂层选自现有固相微萃取涂层。

本发明的目的之二是提供一种实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的一体化固相微萃取方法，所述一体化固相微萃取方法包括以下步骤：

S1：称取待测样品，定容，放入顶空样品瓶中；

S2：将萃取头纤维插入顶空样品瓶，上段涂层保留在液面以上，下段涂层浸入待测样品中，进行一体化萃取。

作为本发明实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的一体化固相微萃取方法的一种优选方案，其中：S1中待测样品为固体、半固体或液体。

作为本发明实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的一体化固相微萃取方法的一种优选方案，其中：S1中待测样品的定容体积与顶空样品瓶的体积比为1：(1.2～5)。

作为本发明实现挥发性和半/非挥发性物质同步萃取的一体化固相微萃取方法的一种优选方案，其中：S2中萃取条件：温度为40-60℃，搅拌速度为100-1000rpm，时间为10-60min。

本发明的目的之三是提供一种上述萃取方法在同步萃取挥发性和半/非挥发性物质中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明通过上下两段式萃取，可以实现对样品中挥发性化合物和非/半挥发性化合物的同时萃取，歧视效应低，萃取方法简单、快速、省时。

2)本发明上下两段式萃取纤维可以选择不同的涂层，以实现对样品的挥发性和非/半挥发性化合物的全面萃取，且两段同时萃取避免了竞争吸附，适用范围广。

3)本发明是两段式萃取，既要保证挥发性化合物萃取的顶空体积，也要保证半挥发性化合物萃取的样品体积。

附图说明

图1是本发明萃取过程示意图；其中1为下段萃取涂层，2为上段萃取涂层，3为无涂层区域；

图2是本发明实施例1的气相色谱图；

图3是本发明实施例2的气相色谱图；

图4是本发明对比例1的气相色谱图；

图5是本发明对比例2的气相色谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

下述实施例中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。下述实施例中亲水亲油平衡粒子(hydrophilic-lipophilicbalanceparticles，HLB)出自YuJ,XuXB,MurtadaK,etal.Untargetedanalysisofmicrobialmetabolitesandunsaturatedfattyacidsinsalmonvia hydrophilic-lipophilicbalancedsolid-phasemicroextractionarrow.FoodChemistry,2022(Jun.30):380。其他原料、试剂和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。

实施例1：结合图1，一种实现挥发性和半挥发性物质同步萃取的一体化固相微萃取方法按以下步骤进行：

S1：

称取5g海鲜酱，用超纯水定容至12mL，放入20mL顶空样品瓶中；

S2：

萃取头：纤维外涂层为两段式，上、下段涂层之间具有一段无涂层区域，两段涂层总长度1.8cm，每段涂层长0.9cm，厚100μm，无涂层区域长0.1cm，两段涂层均为亲水亲油平衡粒子(hydrophilic-lipophilicbalanceparticles，HLB)。

萃取：将萃取头纤维插入顶空样品瓶，上段涂层保留在液面以上，下段涂层浸入待测样品中，对挥发性和半挥发性化合物进行一体化萃取，萃取温度为60℃，搅拌速度为500rpm，萃取时间为30min。

实施例2：结合图1，一种实现挥发性和半挥发性物质同步萃取的一体化固相微萃取方法按以下步骤进行：

S1：

称取5g海鲜酱，用超纯水定容至12mL，放入20mL顶空样品瓶中；

S2：

萃取头：纤维外涂层为两段式，上、下段涂层之间具有一段无涂层区域，两段涂层总长度1.8cm，每段涂层长0.9cm，厚100μm，无涂层区域长0.1cm，上段涂层为亲水亲油平衡粒子(hydrophilic-lipophilicbalanceparticles，HLB)，下段涂层为二乙烯基苯/Carboxen/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)。

萃取：将萃取头纤维插入顶空样品瓶，上段涂层保留在液面以上，下段涂层浸入待测样品中，对挥发性和半挥发性化合物进行一体化萃取，萃取温度为60℃，搅拌速度为500rpm，萃取时间为30min。

对比例1：使用传统的顶空固相微萃取方法对样品进行萃取，包括步骤：

S1：称取5g海鲜酱，用超纯水定容至12mL，放入20mL顶空样品瓶中；

S2：将萃取纤维插入装有待测样品的顶空样品瓶中，涂层为亲水亲油平衡粒子(hydrophilic-lipophilicbalanceparticles，HLB)，萃取纤维在样品液面上方，对样品中挥发性化合物进行萃取，萃取温度60℃，搅拌速度500rpm，萃取时间30min。

对比例2：使用传统的直接浸入固相微萃取方法对样品进行萃取，包括步骤：

S1：称取5g海鲜酱，用超纯水定容至12mL，放入20mL顶空样品瓶中；

S2：将萃取纤维插入装有待测样品的顶空样品瓶中，涂层为亲水亲油平衡粒子(hydrophilic-lipophilicbalanceparticles，HLB)，萃取纤维浸入到液面下，对样品中半挥发性化合物进行萃取，萃取温度60℃，搅拌速度500rpm，萃取时间30min。

使用气相色谱-质谱联用法对萃取样品中挥发性和/或半挥发性化合物进行测定，具体如下：

气相色谱参数：

采用Agilent7890B，非极性HP-5ms超惰性30m×0.25mm×0.25μmAgilent色谱柱进行分析；气相色谱柱温箱初始温度为35℃，保持3min，然后以5℃/min的速度上升到250℃，保持10min；进样方式为不分流进样，进样口温度为250℃；以氦气为载气，流速为1mL/min。

质谱参数：

分析用仪器为Agilent5977A，检测在扫描模式下进行，扫描范围为m/z35-500。离子源采用230℃下的电子冲击离子源(70eV)。

结果：如图2-5所示。

从图2可以看出，实施例1能够对挥发性和半挥发性化合物进行同时萃取。

从图3可以看出，实施例2能够对挥发性和半挥发性化合物进行同时萃取。

从图4可以看出，对比例1只能对挥发性化合物进行萃取。

从图5可以看出，对比例2只能对半挥发性化合物进行萃取。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。