一种用于硝基多环芳烃的双功能整体柱的制备及高效液相色谱联用方法技术

一种用于硝基多环芳烃的双功能整体柱的制备及高效液相色谱联用方法，属于分析化学领域和环境化学领域。即管内整体柱还原‑管内固相微萃取‑高效液相色谱分离‑激光诱导荧光检测方法。该方法采用嵌入载铂石墨烯的多孔聚合物整体柱作为硝基多环芳烃的还原柱和固相微萃取柱对目标化合物进行高效率还原和高效富集，经过毛细管色谱柱分离后，采用高灵敏度、低检测限的激光诱导荧光检测器进行检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于硝基多环芳烃的双功能整体柱的制备及高效液相色谱联用方法
本专利技术涉及一种用于硝基多环芳烃的双功能整体柱的制备及高效液相色谱联用方法，属于分析化学领域和环境化学领域。
技术介绍
硝基多环芳烃是在20世纪70年代末在环境中发现的一类有机污染物，其主要来源于有机物质、生物质的不完全燃烧和大气中母体多环芳烃与大气介质(NO2、NO3、HNO3等)通过光化学反应生成。硝基多环芳烃具有直接的致突变性和致癌性，虽然其在大气中浓度远低于多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons，PAHs)，但它们的变异活性却高出其母体PAHs的数十乃至数千倍。因此当携带有NPAHs的颗粒物进入到人体后会严重威胁着人体健康。根据颗粒物粒径的大小不同，可以到达人体的不同部位，如PM10可以到达人的支气管，而PM2.5则可以到达人的肺部。目前，国际上对大气颗粒物中微量毒害有机物的研究主要集中在以苯并芘为代表的多环芳烃上，而对致癌、致突变活性更强的硝基多环芳烃的研究报道则较少。这主要是因为环境样品成分复杂，NPAHs在环境中浓度非常低。加上有性质相近而含量较高的PAHs的影响，使NPAHs的检测更为不易。虽然一些高感度检测方法，如气相色谱-质谱(GC/MS)和高效液相色谱-荧光检测(HPLC/FLD)也有一些对于环境样本分析应用，但是对于NPAHs来说，一般的分析方法响应值低，给准确分析带来了一定的难度。特别是对目前为止所发现的直接致突变性最强的1,3-,1,6-和1,8-二硝基芘(DNPs)的分析感度还是不足。因此在NPAHs的分析检测中，样品预处理的重要性尤其突出。
技术实现思路
本专利技术针对现有研究现有方法的不足，提出了一种准确、灵敏检测硝基多环芳烃的方法，即管内整体柱还原-管内固相微萃取-高效液相色谱分离-激光诱导荧光检测方法。该方法采用嵌入载铂石墨烯的多孔聚合物整体柱作为硝基多环芳烃的还原柱和固相微萃取柱对目标化合物进行高效率还原和高效富集，经过毛细管色谱柱分离后，采用高灵敏度、低检测限的激光诱导荧光检测器进行检测。本方法对于三种硝基多环芳烃的还原效率在98.39％-118.30％之间，萃取回收率可达85％以上，并可实现三种还原产物的基线分离，分辨率达2.71，本方法可实现对于硝基多环芳烃的高灵敏度检测。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于硝基多环芳烃(1,3-二硝基芘、1,6-二硝基芘和1,8-二硝基芘)的双功能整体柱的制备及高效液相色谱联用检测方法，包括如下步骤：步骤一.待测样品的还原：取1-10μg/mL的硝基多环芳烃样品的二氯甲烷溶液在压力驱动下完全流过双功能整体还原柱，同时在还原柱末端施加反压50psi-300psi，将还原柱放在加热板上，设置加热温度：50-200℃，收集流出液；步骤二.样品的管内固相微萃取：取经步骤一收集的流出液，浓缩，然后制备成还原产物样品水溶液(氨基多环芳烃的水溶液)，在压力驱动下，流经双功能整体萃取柱，使还原产物样品留在萃取柱上，在萃取柱末端用一离心管收集萃取液；步骤三.还原产物样品的解析：取解析剂，在压力驱动下，流经步骤二的萃取柱，并在萃取柱末端用一离心管收集流出的溶液；步骤四.还原产物样品的检测：制备毛细管填充柱，搭建毛细管色谱系统，使用激光诱导荧光检测器对分离后的还原产物样品进行检测。所述的检测方法，其中，步骤一中所述的驱动压力为200psi-500psi，还原柱末端施加的反压为50psi-300psi。所述的检测方法，其中，步骤二及步骤三中驱动压力为100psi-500psi。所述的检测方法，其中，步骤三中解析液的pH值为3.5-5.0、体积百分比浓度是60％-100％的甲醇水溶液。所述的检测方法，其中，步骤一及步骤二中所述的所用的双功能整体柱的制备：采用原位光引发聚合的方法制备，具体方法为：将含有载铂石墨烯的预聚合溶液注入到内壁硅烷化的石英毛细管中，在紫外光催化反应箱中反应10-60min，即可得到所需整体柱；其中预聚合物溶液包含单体、交联剂、致孔剂、光引发剂和载铂石墨烯，单体和交联剂的质量比在4:1～2:3之间，单体和交联剂的总质量与致孔剂的质量比在3:2～2:3之间；优选光引发剂质量占单体、交联剂、致孔剂、光引发剂和载铂石墨烯总质量的3‰-7‰，载铂石墨烯质量占单体、交联剂、致孔剂、光引发剂和载铂石墨烯总质量的3‰-7‰；功能单体是甲基丙烯酸正丁酯，交联剂是乙二醇二甲基丙烯酸酯，致孔剂是N，N-二甲基甲酰胺和聚乙二醇6000(根据需要可以任意调节比例)，引发剂是安息香二甲醚。使用的为载铂石墨烯为纳米材料，石墨烯与铂前驱体的质量比是1:1～1:3。所述的检测方法，其中，步骤四中使用的毛细管填充柱填料为KaseisorbLCODS60-5色谱柱中的C18颗粒，使用毛细管色谱柱制柱机自制而成。所述的检测方法，其中，步骤四中使用毛细管色谱系统由进样系统、分离系统、驱动系统和检测系统组成。由附图12可见，将盛有样品的离心管放入的压力腔中，在气流压力的驱动下，通过六通阀进入定量环中，然后切换六通阀阀位，由色谱泵驱动流动相将样品带入色谱柱中进行分离。最后，在分离柱末端由激光诱导荧光检测器检测分离结果。本专利技术可以获得如下效果：本专利技术提供了一种利用双功能整体柱进行还原、管内固相微萃取-高效液相色谱-激光诱导荧光检测技术联用检测硝基多环芳烃的方法。该方法采用双功能整体柱对硝基多环芳烃进行还原及前处理，经毛细管色谱柱进行色谱分离，最终利用高灵敏度、低检测限的激光诱导荧光检测器进行检测。将样品的还原、富集、分离及检测于一体，是一种检测大气环境中硝基多环芳烃的良好方法。本专利技术中使用的双功能整体柱经光聚法制备的载铂石墨烯嵌入的甲基丙烯酸酯类多孔聚合物整体柱，石墨烯具有较大的表面积，可增加还原反应催化剂铂的负载量，提高还原效率，同时石墨烯可与许多有机物质存在π-π共轭作用，提高萃取柱的萃取容量，实现对于复杂样品的高效富集。利用本专利技术中的双功能整体柱对样品进行还原、萃取之后，收集解析液，通过毛细管色谱柱分离后，经激光诱导荧光检测器可实现对于样品的高灵敏度检测，通过该色谱系统可实现三种二氨基芘的分离，分辨率为2.71，单位柱长的理论塔板数为2386.12块/米，理论塔板高度为83.82微米。附图说明图1是本专利技术双功能整体柱的800倍扫描电镜图。图2是本专利技术双功能整体柱的4000倍扫描电镜图。图3是本专利技术双功能整体柱中还原催化剂载铂石墨烯的透射电镜图。图4是本专利技术还原实验装置图。图5是本专利技术通过双功能整体柱还原1,3-二硝基芘的结果对比图。图6是本专利技术通过双功能整体柱还原1,6-二硝基芘的结果对比图。图7是本专利技术通过双功能整体柱还原1,8-二硝基芘的结果对比图。图8是本专利技术中萃取试验装置图。图9是本专利技术通过双功能整体柱萃取1,3-二氨基芘的结果对比图。图10是本专利技术通过双功能整体柱萃取1,6-二氨基芘的结果对比图。图11是本专利技术通过双功能整体柱萃取1,8-二氨基芘的结果对比图。图12是本专利技术中二氨基芘的高效液相色谱-激光诱导荧光检测系统分离检测系统示意图。图13是本专利技术中三种氨基芘样品经过高效液相色谱-激光诱导荧光检测系统分离检测后的结果图。具体实施方式为了使本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于硝基多环芳烃的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、待测样品的还原：取1‑10μg/mL的硝基多环芳烃样品的二氯甲烷溶液在压力驱动下完全流过双功能整体还原柱，同时在还原柱末端施加反压50psi‑300psi，将还原柱放在加热板上，设置加热温度：50‑200℃，收集流出液；步骤二、样品的管内固相微萃取：取经步骤一收集的流出液，浓缩，然后制备成还原产物样品水溶液，在压力驱动下，流经双功能整体萃取柱，使还原产物样品留在萃取柱上，在萃取柱末端用一离心管收集萃取液；步骤三、还原产物样品的解析：取解析剂，在压力驱动下，流经步骤二的萃取柱，并在萃取柱末端用一离心管收集流出的溶液；步骤四、还原产物样品的检测：制备毛细管填充柱，搭建毛细管色谱系统，使用激光诱导荧光检测器对分离后的还原产物样品进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种用于硝基多环芳烃的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、待测样品的还原：取1-10μg/mL的硝基多环芳烃样品的二氯甲烷溶液在压力驱动下完全流过双功能整体还原柱，同时在还原柱末端施加反压50psi-300psi，将还原柱放在加热板上，设置加热温度：50-200℃，收集流出液；步骤二、样品的管内固相微萃取：取经步骤一收集的流出液，浓缩，然后制备成还原产物样品水溶液，在压力驱动下，流经双功能整体萃取柱，使还原产物样品留在萃取柱上，在萃取柱末端用一离心管收集萃取液；步骤三、还原产物样品的解析：取解析剂，在压力驱动下，流经步骤二的萃取柱，并在萃取柱末端用一离心管收集流出的溶液；步骤四、还原产物样品的检测：制备毛细管填充柱，搭建毛细管色谱系统，使用激光诱导荧光检测器对分离后的还原产物样品进行检测。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤一中所述的驱动压力为200psi-500psi，还原柱末端施加的反压为50psi-300psi。3.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤二及步骤三中驱动压力为100psi-500psi。4.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤三中解析液的pH值为3.5-5.0、体积百分比浓度是60％-100％的甲醇水溶液。5.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤一及步骤二中所述的所用的双...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭广生，王浩天，李轲，王昱，汪夏燕，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11