本发明专利技术公开了碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法。本发明专利技术制备了碳纳米纤维/碳纤维，提供了一种浸提微富集实时检测植物激素的色谱分析方法。本发明专利技术通过将碳纳米纤维修饰在碳纤维上，形成空间立体三维结构，有效地增加活性位点，进而提高富集率，解决植物激素浓度低难以实现实时检测的难题。本发明专利技术制作的碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置，包括碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱，该微萃取柱装入前端带有纵向伸缩弹簧的固相微萃取装置中，其中所述碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱由本发明专利技术的碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料制备，所述碳纳米纤维/碳纤维的一端用PAN进行固定，使碳纳米纤维/碳纤维一端由分散聚成尖端针形，装入PTFE管。
【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法本申请是申请日为2016年8月17日、申请号为201610681314.1、专利技术名称为《碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取涂层的制备方法及其装置》的分案申请，申请人为延边大学。
本专利技术涉及碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料及其制备方法，以及碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法及其装置。
技术介绍
植物激素是植物体内自身合成的一系列痕量有机小分子化合物，对高温、强光、氧气敏感，在含量极低下便可以引发生理反应，其生理效应非常复杂、多样。鉴于植物激素对植物的每个生理过程起着至关重要的调节作用，如何准确、快速分析植物激素在各器官及其细胞水平中含量，成为时代话题，尤其是活体原位分析领域。植物激素的提取溶剂大都采用80％冷甲醇(MeOH)，也有一些人采用甲醇/水/甲酸、丙酮/水/乙酸、乙腈等。在提取过程中因水解作用，酶活性的变化和化学衍生作用而使植物激素含量的测定出现假象。植物激素萃取净化方法主要包括液液萃取，固相萃取，基质分散固相萃取，分散液液微萃取等。现有的样品萃取净化方式主要问题在于传统柱试剂用量大，净化不完全，步骤繁琐；不同类别样品和不同类别激素需要不同类型柱子，无法实现自动化和多类多激素的同时分析。固相微萃取技术集采样萃取分离浓缩为一体，易与GC和LC相连，降低原样品的污染和分析物的部分损失，为实时检测植物激素，提供新思路。但该技术应用于植物样品分析中，有萃取纤维头易受污染，涂层容易脱落，价格也比较昂贵，富集率低下，低浓度激素难以检测等缺点。碳纤维被广泛应用于吸附有机污染物的研究中，但碳纤维比表面积小，萃取效率低下，难以实现痕量植物激素的在线全分析。因此，大家把关注点放在了新型涂层材料制备或者新的萃取模式开发。
技术实现思路
本专利技术制备了碳纳米纤维/碳纤维，提供了一种浸提微富集实时检测植物激素的色谱分析方法。通过将碳纳米纤维修饰在碳纤维上，形成空间立体三维结构，有效地增加活性位点，进而提高富集率，解决浓度低难以实现实时检测的难题。本专利技术提供了碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将碳纤维除浆：除去碳纤维表面的上胶剂，然后放在烘箱中35-50℃干燥15-30min，之后放入干燥器中储存；(2)从干燥器中取出除浆之后的纯碳纤维(CFs)，用甲醇和水进行淋洗去除表面杂质。然后放在烘箱中35-50℃干燥下15-30min；(3)碳纤维表面的酸性处理：将干燥后的碳纤维在常温常压下用体积比为1:3硝酸/硫酸溶液酸处理12-15h,使碳纤维表面富含羧基。酸化碳纤维(CFs-H)，用超纯水反复浸提，直至表面中性后，放在烘箱中干燥；(4)催化剂在碳纤维表面上的沉积：将酸化碳纤维浸渍于已配好的催化剂溶液(正硅酸乙酯：表面活性剂(P123，PluronicP123,EO20PO70EO20,Mav＝5800)：H2O：乙醇：盐酸：硝酸镍＝1:0.0103:9.36:21.4:0.04:0.47)中48h；(5)将已浸渍催化剂的碳纤维刷开后抽滤，用催化剂淋洗碳纤维，再抽滤。反复操作，直至碳纤维表面均匀的附着催化剂溶液；(6)将第(5)步得到的碳纤维放在炉里在420-470℃煅烧20-60min；(7)化学气相沉积法制备碳纳米纤维/碳纤维(CNFs/CFs复合纤维)：将催化剂均匀涂层于CFs-H表面的碳纤维放置于炉中，以2～20℃/min升温速率通入150-300cc/min流量的惰性气体(氮气、氩气或氦气)，并升温至500-700℃，然后通入10～50cc/min的H2，20-40min，还原催化剂，之后通入碳源乙炔20-40min(10～60cc/min),化学气相沉积反应结束之后，关闭H2和乙炔，升温至700-900℃，通入100～200cc/min的CO2气体30～120min，进行表面氧化处理，关闭CO2气体，降温至室温。本专利技术还提供了由上述制备方法制备的碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料。本专利技术还提供了碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法，该方法包括以下步骤：(1)首先取一束长5-7cm修饰后的碳纳米纤维/碳纤维，依次用甲醇和超纯水淋洗。用超纯水将碳纳米纤维/碳纤维润湿，使碳纳米纤维/碳纤维聚成一簇。然后取4.5-5.5cm的PTFE管(内径为0.6-0.75mm)，清洗过程与清洗碳纳米纤维/碳纤维的过程相同；(2)将碳纳米纤维/碳纤维其中一端用聚丙烯腈PAN进行固定，使碳纳米纤维/碳纤维一端由分散聚成尖端针形，确保其更容易装入聚四氟乙烯PTFE管，然后将碳纤维缓慢地装入PTFE管；(3)将制备好的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱放入装有甲醇,乙腈或超纯水的试管中保存，避免碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱接触空气，吸附空气中的杂质，将试管冷藏保存，需要时拿出；(4)将商品化的固相微萃取装置进行改进，商品化的固相微萃取装置前端焊接一个纵向伸缩弹簧，弹簧一段为针型，确保其更容易进入植物样品内；(5)制备好的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱相当于萃取头，将其装入改进的带纵向弹簧的固相微萃取装置中。制备好的固相微萃取装置如图4中所示；(6)实验时，将碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱从溶剂中拿出，装入改进的商品化固相微萃取装置中。碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置，该装置包括碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱，该微萃取柱装入前端带有纵向伸缩弹簧的固相微萃取装置中，其中所述碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱由上述的碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料制备，所述碳纳米纤维/碳纤维的一端用PAN进行固定，使碳纳米纤维/碳纤维一端由分散聚成尖端针形，装入PTFE管。本专利技术还提供了碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取方法，该方法包括以下步骤：(1)将上述由碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料制备的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱从溶剂中拿出，依次用甲醇、超纯水淋洗表面，去除表面吸附的杂质。(2)将清洗后的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱放入含有植物激素混合标准溶液水溶液中静止吸附1-30min。(3)将吸附1-30min后的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱放入含有甲醇溶剂的内插管中，超声解吸1-10min，取5-15μL进行LC－MS/MS分析。本专利技术的碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取材料的制备方法和碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法与碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取方法同现有技术相比具有以下突出的有益效果：1.通过将碳纳米纤维修饰在碳纤维上，形成空间立体三维结构，有效地增加活性位点，进而提高富集率，解决浓度低难以实现实时检测的难题。2.本专利技术能够快速准确地分析植物激素，整个过程4分钟即可完成，实现了植物激素的快速分析。3.本专利技术对探究各类激素间的相互关系，认识激素调控植物适应环境的机制，明确植物激素在植物各器官、细胞水平含量，对农作物品质调控、增产以及遗传育种等方面具有重要的指导意义。附图说明图1是碳纤维(左)，碳纳米纤维/碳纤维(右)的扫描电镜图；图2是碳纳米纤维/碳纤维的透射电镜图；图3是碳纤维(左)和碳纳米纤维/碳纤维(右)的O1s和C1s的X射线光电子能谱图；图4是固相微萃取装置示意图；图5是吸附时间对萃取效率的影响；图6是脱附时间对萃取效率的影响；图7是不同材料萃取性能对比。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法，该方法包括以下步骤：(1)首先取一束长5‑7cm修饰后的碳纳米纤维/碳纤维，依次用甲醇和超纯水淋洗；用超纯水将碳纳米纤维/碳纤维润湿，使碳纳米纤维/碳纤维聚成一簇；然后取4.5‑5.5cm的聚四氟乙烯(PTFE)管，清洗过程与清洗碳纳米纤维/碳纤维的过程相同；(2)将碳纳米纤维/碳纤维其中一端用聚丙烯腈(PAN)进行固定，使碳纳米纤维/碳纤维一端由分散聚成尖端针形，确保其更容易装入聚四氟乙烯(PTFE)管，然后将碳纤维缓慢地装入聚四氟乙烯(PTFE)管，整个过程一定要保证碳纳米纤维/碳纤维的完整性；(3)将制备好的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱放入装有甲醇的试管中保存，避免碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱接触空气，吸附空气中的杂质，将试管冷藏保存，需要时拿出；(4)将商品化的固相微萃取装置进行改进，商品化的固相微萃取装置前端焊接一个纵向伸缩弹簧，弹簧一段为针型，确保其更容易进入植物样品内；(5)制备好的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱相当于萃取头，将其装入改进的带纵向弹簧的固相微萃取装置中；制备好固相微萃取装置；(6)将碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱从溶剂中拿出，装入改进的商品化固相微萃取装置中。...
【技术特征摘要】
1.碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法，该方法包括以下步骤：(1)首先取一束长5-7cm修饰后的碳纳米纤维/碳纤维，依次用甲醇和超纯水淋洗；用超纯水将碳纳米纤维/碳纤维润湿，使碳纳米纤维/碳纤维聚成一簇；然后取4.5-5.5cm的聚四氟乙烯(PTFE)管，清洗过程与清洗碳纳米纤维/碳纤维的过程相同；(2)将碳纳米纤维/碳纤维其中一端用聚丙烯腈(PAN)进行固定，使碳纳米纤维/碳纤维一端由分散聚成尖端针形，确保其更容易装入聚四氟乙烯(PTFE)管，然后将碳纤维缓慢地装入聚四氟乙烯(PTFE)管，整个过程一定要保证碳纳米纤维/碳纤维的完整性；(3)将制备好的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱放入装有甲醇的试管中保存，避免碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱接触空气，吸附空气中的杂质，将试管冷藏保存，需要时拿出；(4)将商品化的固相微萃取装置进行改进，商品化的固相微萃取装置前端焊接一个纵向伸缩弹簧，弹簧一段为针型，确保其更容易进入植物样品内；(5)制备好的碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱相当于萃取头，将其装入改进的带纵向弹簧的固相微萃取装置中；制备好固相微萃取装置；(6)将碳纳米纤维/碳纤维微萃取柱从溶剂中拿出，装入改进的商品化固相微萃取装置中。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚四氟乙烯(PTFE)管的半径为0.6-0.75mm。3.碳纳米纤维/碳纤维固相微萃取装置的制作方法，该方法包括以下步骤：(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李东浩，邹依霖，孟龙月，王李原，
申请(专利权)人：延边大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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