一般說(shuō)明
Empore™ 固相萃取 (SPE) 盤為樣品制備提供了液/液萃取的有效替代方案。 該膜盤使用特殊工藝將吸附劑顆粒捕獲到惰性 PTFE 基質(zhì)中,形成穩(wěn)定的吸附盤。 該盤可用于從液體樣品中純化和濃縮分析物。 Empore™ SPE 盤為大量液體樣品提供了樣品制備的解決方案。圓盤形式的吸附劑為樣品吸附提供了較大的表面積。使用 Empore™固相萃取盤處理樣品可實(shí)現(xiàn)高流速和高通量。
產(chǎn)品信息
Empore™ 螯合樹(shù)脂盤可以從穿過(guò)溶液中選擇性地吸附多價(jià)金屬陽(yáng)離子。 這種特異選擇性,可用于從“大量”基質(zhì)中濃縮金屬離子或?qū)⑺鼈儚膹?fù)雜的有機(jī)或無(wú)機(jī)基質(zhì)中選擇性地分離出來(lái)。 如果目的是對(duì)金屬離子進(jìn)行定量,則只需洗脫螯合樹(shù)脂并對(duì)洗脫液進(jìn)行定量分析。在反向應(yīng)用中,當(dāng)金屬離子是應(yīng)用中產(chǎn)生問(wèn)題的根源時(shí),螯合樹(shù)脂盤可用于凈化溶液。
Empore™ 螯合樹(shù)脂盤由聚合物載體(交聯(lián)的聚[苯乙烯二乙烯基苯])組成,通過(guò)在氮原子上與亞氨基二乙酸基團(tuán)鍵合而官能化。 官能團(tuán)根據(jù)溶液的pH值表現(xiàn)出不同的離子電荷。 例如,在 pH=2 時(shí),羧酸酯基團(tuán)將是中性的; 然而,氮將具有凈正電荷,分子具有弱陰離子交換能力。 增加 pH 值會(huì)使羧酸根離子化,在pH=5時(shí)兩者都帶負(fù)電。 當(dāng)pH接近中性時(shí),分子充當(dāng)如本文所述的陽(yáng)離子交換劑或金屬陽(yáng)離子螯合劑。
通常,螯合劑或配體包含兩個(gè)或多個(gè)電子供體原子,它們可以與單個(gè)金屬離子形成配位鍵;并與連續(xù)的供體原子,創(chuàng)建一個(gè)包含金屬離子的環(huán)。環(huán)狀結(jié)構(gòu)被稱為螯合物,這個(gè)名字來(lái)源于希臘詞chela,意思是龍蝦的大爪。螯合物的穩(wěn)定性很大程度上取決于金屬離子大小同官能團(tuán)冠或隱窩內(nèi)開(kāi)口大小之間的關(guān)系。例如,汞 (Hg2+) 可從溶液中有效提?。蝗欢?,從吸附劑中洗脫是極其困難的。這種亞氨基二乙酸鹽螯合劑對(duì)多價(jià)(主要是二價(jià)和三價(jià))過(guò)渡元素具有親和力;它與堿土的結(jié)合比堿金屬離子更好。相對(duì)選擇性大致遵循 EDTA 形成常數(shù):Pb>Cu>Cd>Co>Fe>Ca>Sr。容量相對(duì)較高,取決于基質(zhì)pH值(約 pH=5 或更高)以及溶液中存在的離子。用酸溶液如3M的硝酸或鹽酸完成洗脫。
推薦產(chǎn)品應(yīng)用
吸附劑 | 推薦應(yīng)用 | 產(chǎn)品規(guī)格:47mm | 產(chǎn)品規(guī)格:90mm |
螯合填料 | 二價(jià)金屬和其他二價(jià)陽(yáng)離子 | 2271 | 2371 |
螯合膜盤通用萃取法:
步驟A:樣品制備
如果樣品含有過(guò)多的懸浮固體,需用助濾劑Filter Aid 400 和/或預(yù)過(guò)濾進(jìn)行處理。
步驟B:萃取盤活化
Empore™ 螯合樹(shù)脂膜盤應(yīng)直接用水潤(rùn)濕。不推薦使用甲醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行預(yù)潤(rùn)濕。這種預(yù)潤(rùn)濕不會(huì)提高流速,但會(huì)導(dǎo)致圓盤起皺。對(duì)于很多應(yīng)用,可以直接使用膜盤;但是,對(duì)于非常低含量 (ppb級(jí)) 的金屬離子的分析,為保持最大活性,膜盤應(yīng)該進(jìn)行預(yù)處理。 建議使用以下程序處理47 mm 膜盤:
1, 將圓盤放在Qprep固相萃取裝置支架中(見(jiàn)上圖)。
2, 對(duì)干膜盤施加真空(通常為 20 inHg/0.68 bar),然后用約20 mL的水潤(rùn)濕膜盤。
3, 用20 mL的3M硝酸或3M鹽酸清洗膜盤,然后用兩次50mL水清洗。 讓膜盤在每次洗滌之間變干。
4, 要將膜盤置于銨離子形式(其最活躍的形式)。請(qǐng)用 50mL 的 0.1M 醋酸銨緩沖液在pH =5.3條件下洗滌,然后進(jìn)行幾次水洗。 該試劑必須不含目標(biāo)分析物金屬。
步驟C:樣品提取
在銨離子形式下,螯合盤會(huì)結(jié)合大部分多價(jià)金屬離子,如 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Fe3+ 等。膜的選擇性大致遵循各種金屬離子的 EDTA 絡(luò)合物形成常數(shù) (Pb>Cu>Cd>Co>Fe>Ca>Sr)。 在 pH=5 及以上時(shí)容量通常較高。當(dāng)達(dá)到容量時(shí),更緊密的結(jié)合離子(例如Cu2+和Pb2+)將取代其他離子。
將樣品倒入容器中并施加真空。 一般來(lái)說(shuō),緊密結(jié)合的金屬離子的回收率不受流速的影響;然而,在某些情況下,在較慢的流速下會(huì)提高回收率。 流速取決于真空源和樣品的顆粒含量。通過(guò)各個(gè)提取盤的流速可能會(huì)有所不同。
樣品提取完成后,通過(guò)對(duì)膜盤施加真空幾分鐘直至干燥,從圓盤上盡可能多地去除殘留的水。
步驟D:樣品洗脫
使用強(qiáng)酸(例如3M硝酸或3M鹽酸)從螯合盤中洗脫金屬離子。對(duì)于Qprep固相萃取裝置支架中的47mm 圓盤,通過(guò)用10mL 3M硝酸或3M鹽酸洗脫兩次并合并洗脫液,可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)金屬離子的95%的回收率。對(duì)于1L的樣品,這將使?jié)舛仍黾?0倍。一些金屬離子(如Cr2+)可能難以洗脫,尤其是在盤上放置數(shù)小時(shí)后。
注意:使用溶劑或其他化學(xué)品時(shí),請(qǐng)務(wù)必閱讀并遵循制造商的注意事項(xiàng)和使用說(shuō)明。
溶劑體積選擇指南:
與傳統(tǒng) SPE 產(chǎn)品相比,Empore™ 膜中吸附劑的柱床質(zhì)量允許使用更小的溶劑體積。 下表列出了使用Empore™ 螯合樹(shù)脂膜盤SPE方法的溶劑體積通用指南。
在選擇最佳洗脫溶劑(通常是二氯甲烷、甲醇或乙腈)方面,每種測(cè)定都需要進(jìn)一步優(yōu)化。
EPA 方法將需要特定的試劑;使用Empore™ 螯合樹(shù)脂膜盤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)請(qǐng)參考這些方法。
吸附劑類型:螯合 | |||
步驟 | 溶劑 | 47mm盤 | 90mm盤 |
活化 | 水 | 20mL | 50mL |
備選: | 3M強(qiáng)酸然后水 | 20mL | 50mL |
上樣(水狀) | 樣品溶液 | 100-1000mL | 500-2000mL |
洗脫 | 強(qiáng)酸 | 10-15mL | 20-30mL |
注:建議的溶劑體積將根據(jù)圓盤直徑、助濾劑材料的量、分析物、分析物對(duì)所選吸附劑的親和力以及洗脫溶劑的強(qiáng)度而有所不同。溶劑體積的通用指南狀態(tài)是指溶劑*覆蓋過(guò)濾助劑的膜盤和柱床,使溶劑高于頂面上方2-3mm。
產(chǎn)品特性:
產(chǎn)品 | 90%或更多的吸附劑顆粒,10%或更少的PTFE |
厚度 | 0.50 mm ± 0.05 mm |
SPE流速 | < 10 min/L (去離子水,25°C,20 inHg,47 mm盤) |
粒徑 | 12 µm |
溶劑 | 與所有有機(jī)溶劑兼容 |
pH值范圍 | 正常使用條件下穩(wěn)定在 1 到 14 之間 |
應(yīng)用案例
當(dāng)今,對(duì)工業(yè)廢水中的重金屬離子的監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要活動(dòng)。工業(yè)過(guò)程中,入口物料元素組成的篩選和出口流出物的定量分析對(duì)于研究化學(xué)處理過(guò)程的效率以及消除金屬離子濃度達(dá)到當(dāng)前確定的限制具有重要意義。因此,建立簡(jiǎn)易樣品制備的快速分析方法具有現(xiàn)實(shí)意義。E.MARGUÍ對(duì)比了利用Empore™ 螯合樹(shù)脂膜盤富集1L工業(yè)廢水水樣,再以FPXRF(臺(tái)式EDXRF XDAL光譜計(jì),Helmut Fischer GmbH,德國(guó))測(cè)定,同以ICP-MS方法測(cè)定水樣中As等元素的實(shí)驗(yàn)[1]。實(shí)驗(yàn)表明,以Empore™ 螯合樹(shù)脂膜盤處理的樣品數(shù)據(jù)集,同ICP-MS的測(cè)試數(shù)據(jù)集之間獲得了良好的一致性。而且 PFXRF 方法的檢出限證明在大多數(shù)情況下PFXRF 方法適用于此類水樣中的金屬測(cè)定。(單位:μg/L)
元素 | FPXRF | ICP-MS | |||
檢測(cè)限LOD | 均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 | 均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 | |
Ni | 1.2 | 351 | 9 | 351 | 7 |
Cu | 2.4 | 114 | 3 | 130 | 3 |
Zn | 1.7 | 350 | 5 | 400 | 8 |
Pb | 1.4 | n.d | - | n.d | - |
Cd | 16 | n.d | - | n.d | - |
采用Empore™ 螯合樹(shù)脂膜盤配合簡(jiǎn)易FPXRF對(duì)水樣中的金屬元素進(jìn)行檢測(cè),相較傳統(tǒng)ICP-MS方法,具有快速,便攜,簡(jiǎn)易,經(jīng)濟(jì),高通量等特點(diǎn)。
[1] E.MARGUÍ, POSSIBILITIES AND DRAWBACKS OF PORTABLE XRF INSTRUMENTATION FOR CHARACTERIZATION OF METAL CONTAMINATED SITES