功能性吸附材料的制备及其在色谱和近红外光谱分析中的应用研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangmu2003
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分离与富集技术在分析化学中广泛用于样品的处理,提高待测组分的检测能力。吸附是一种简单、有效的分离富集手段,通过制备一定功能的吸附材料,用于微量/痕量组分的检测中,提高目标组分测定的选择性和灵敏度。色谱法作为目前最有效的分离分析手段广泛用于复杂体系样品的分析中,但仍然存在待测组分含量较低时不能直接检测的问题;近红外光谱分析作为一种分析方法其检测限较高,主要是因为近红外光谱吸收较弱,并存在重叠峰,对于较低含量的待测组分,直接使用近红外光谱很难实现检测。本论文通过简单、温和的方法制备某些具有一定功能的吸附材料,用于色谱和近红外光谱分析中,旨在提高目标组分的检测能力。具体内容包括以下几个部分:  1)为了有效萃取黄酮糖苷,通过开环反应和同步水解制备了一种新材料4-正丁基苯胺改性硅胶。通过这两种方法相结合能够在温和的条件下实现这种新材料的制备。为了确认该材料的形成,采用傅里叶红外光谱、元素分析和扫描电镜进行了材料的表征。该材料制成的固相萃取柱用于黄酮糖苷类物质的固相萃取,萃取在中性条件下进行,离子强度对萃取无影响。选择了14种化合物在该萃取柱上进行萃取实验,通过对比C18固相萃取柱的萃取结果,表明该材料对黄酮糖苷具有较高的亲和性,四种黄酮糖苷的萃取率可以达到93%以上;通过选择性萃取实验的结果探讨了材料表面的吸附情况及其机理,它的吸附机理可以概括为三种作用:疏水作用、π-π相互作用和氢键作用。为了进一步探索该材料的适用性,选择四磨汤口服液作为研究对象,对其中的两种黄酮糖苷(柚皮苷和橙皮苷)进行萃取,萃取率达到90%以上,而它们在C18萃取柱上的萃取率少于28%。结果表明,通过温和的反应条件即可实现对新材料4-正丁基苯胺改性硅胶的制各,该材料对黄酮糖苷类物质具有较高的萃取率,适合于复杂样品中黄酮糖苷的固相萃取。  2)以高效富集水样中痕量水平的双酚A为目的,制备了一种新材料4-正丁基苯胺改性凹凸棒土,简称BA-ATP,材料的制备过程通过开环反应和同步水解实现。所选的合成方法制备条件温和,材料通过红外光谱、元素分析、核磁共振波谱和扫描电镜表征并确认。BA-ATP用于双酚A的固相萃取,萃取环境为中性,离子强度不影响萃取;通过双酚A的吸附试验结果表明,该材料对双酚A吸附能力较强,最大吸附量可达到44 mg g-1。通过Langmuir模型可以描述这种吸附行为,可表述为:y=0.3876+0.02269 x(r=0.994)。水样中痕量的双酚A通过BA-ATP富集,高效液相色谱检测,检测限为3.9 ng mL-1;该方法准确度较高,回收率在93-97%范围内,相对标准偏差小于2%。结果表明,所制备的材料BA-ATP对双酚A的富集能力较强,富集程度可达到一百倍,提高了双酚A的检测能力,适合于水样中痕量水平双酚A的检测。  3)通过吸附预富集技术结合近红外漫反射光谱,建立了一种快速检测稀溶液中牛血红蛋白的方法。制备了一种吸附能力强的吸附剂—多羰基聚合物交联硅胶(MCPGSP),该吸附剂用于富集稀溶液中的牛血红蛋白。在中性条件下,振荡吸附20 min,吸附率即可达到98%以上。吸附了牛血红蛋白的吸附剂,可以通过近红外漫反射光谱直接检测,并采用偏最小二乘法建立定量预测模型进行定量分析。结果表明,参考浓度和预测浓度之间的相关系数达到0.9911,牛血红蛋白在2.1-30.0 mg L-1的浓度范围内,预测集样本的回收率可以达到86.4-111.2%。因此,吸附预富集结合近红外漫反射光谱技术作为一种可供选择的分析方法,提高了牛血红蛋白的检测灵敏度和选择性,可用于稀溶液中微量的牛血红蛋白的快速富集与灵敏检测。
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