離子液體-石墨烯/碳納米管-管尖固相萃取-液相色譜法測定尿樣中(順)-3-(氯代亞甲基)-6-氟-硫色滿-4-酮

陳歡歡，苑亞楠，閆宏遠^*

（藥物化學與分子診斷教育部重點實驗室，河北大學預防醫(yī)學與衛(wèi)生事業(yè)管理系，保定 071002）

離子液體是一種環(huán)境友好的新型溶劑，可以增加材料的機械性能^[1]，用作吸附材料時起到離子交換作用。石墨烯是一種二維結構的碳材料，比表面積大，傳質速率快^[2]，制備方法簡單。碳納米管能在一定程度上減少石墨烯片層之間的堆疊^[3]，增加吸附位點的數(shù)量。管尖固相萃取是固相萃取的衍生形式，所需填料用量少，分析過程快，適用于微量分析。本課題通過物理摻雜法和化學法合成了IL-G/MWCNTs，通過管尖固相萃取-高效液相色譜分離檢測血樣中的(順)-3-(氯代亞甲基)-6-氟-硫色滿-4-酮（CFO）。

1　實驗部分

1.1　儀器和試劑

Sorvall全能臺式高速冷凍離心機（賽默飛科技有限公司，美國），真空干燥箱（DZF-6020，上海飛越有限公司，上海），高效液相色譜儀（LC-20A，島津有限公司，日本），C₁₈分析柱（5μm，250×4.6mm ID，博納艾杰爾科技有限公司，中國），掃描電子顯微鏡（Phenom Pro，Phenom-World有限公司，美國），傅里葉變換紅外光譜儀（VERTEX70，德國Brooke有限公司，德國）。

石墨粉、三氯乙酸（天津福晨化學試劑有限公司，天津），多壁碳納米管（中國科學院成都有機化學有限公司，成都），氯化1-胺丙基-3-甲基咪唑鹽酸鹽（上海成捷化學有限公司，上海），甲醇、乙腈（色譜純，上海星可生化有限公司，上海），高錳酸鉀、80%水合肼、甲醇、乙腈、丙酮（分析純，天津科密歐化學試劑有限公司，天津），硫酸、過氧化氫（天津華東化學試劑有限公司，天津）。

1.2　實驗過程

1.2.1 IL-G/MWCNTs制備

氧化石墨由改進的Hummers法^[4]制備。稱取200mg氧化石墨和200mg o-MWCNTs置于500ml三口燒瓶中，加入200ml水，超聲2h。用兩個5ml的燒杯分別稱取700mg NaOH和20mg氯化1-胺丙基-3-甲基咪唑鹽酸鹽，量取50ml水，將兩者溶解于100ml燒杯中，然后倒進上述三口瓶中，超聲20min。將三口瓶置于80℃水浴中，在500r/min攪拌下反應12h。加入2.0ml 80%水合肼，繼續(xù)反應2h。移出水浴鍋，在500rpm攪拌下放冷過夜。用布氏漏斗和0.45μm水膜過濾，用水洗滌至中性。冷凍干燥得到最終材料。

1.2.2 IL-G/MWCNTs-PT-SPE過程

稱取1.0mg材料于100μl管尖中，兩端用棉花堵住，然后將削去尖端的1ml管尖和裝載材料的100μl管尖組裝起來。用2ml水活化管尖固相萃取小柱。在避光條件下配制5μg/ml CFO加標尿樣，分別取1.0ml上樣，0.5ml 30%甲醇溶液淋洗，1.0ml 10%甲酸-丙酮溶液洗脫，洗脫流出液用于HPLC分析。

2　結果與討論

2.1 IL-G/MWCNTs表征

IL-G/MWCNTs使用掃描電鏡［圖1（a）］、紅外光譜［圖1（b）］進行表征。掃描電鏡圖［圖2（a）］顯示層層剝離的石墨烯片層之間摻雜了多壁碳納米管。圖2（b）中2930cm^?1、2853cm^?1、1630cm^?1、1385cm^?1分別為-C-H（CH₃）、C-H（CH₂）、咪唑環(huán)、C-H（咪唑環(huán)）的吸收峰，表明離子液體氯化1-氨丙基-3-甲基咪唑鹽酸鹽與石墨烯已經結合。靜態(tài)吸附數(shù)據(jù)如圖1（c）所示，吸附容量在實驗濃度范圍（5～70μg/ml）內未達到平衡，表明材料有很大的潛在吸附能力。

2.2 IL-G/MWCNTs-PT-SPE條件優(yōu)化

本實驗對不同的參數(shù)，如淋洗劑種類（水、10%甲醇溶液、10%乙腈溶液、30%甲醇溶液、30%乙腈溶液、50%甲醇溶液、50%乙腈溶液）、淋洗劑體積（0.3～1.2ml）、洗脫劑種類（甲醇、10%甲酸-甲醇、丙酮、10%甲酸-丙酮、乙腈、10%甲酸-乙腈）、洗脫劑體積（0.3～1.5ml）進行考察，通過優(yōu)化得到：淋洗劑為0.5ml 30%甲醇溶液，洗脫劑為1.0ml 10%甲酸-丙酮溶液時，IL-G/MWCNTs-PT-SPE對尿樣有好的凈化能力，對CFO有較高的回收率。

2.3 IL-G/MWCNTs-PT-SPE萃取分離應用

在優(yōu)化的IL-G/MWCNTs-PT-SPE萃取條件下對加標尿樣中的CFO進行測定，圖2顯示IL-G/ MWCNTs-PT-SPE能有效地除去樣品中大量的干擾雜質，表明了有較好的凈化能力；并且對CFO有較高的回收率。

制備的IL-G/MWCNT吸附不同的目標物，結果如圖3所示。CFO具有共軛結構和富電子集團，競爭性吸附結果表明材料對CFO有更好的吸附能力。

3　結論

在IL-G/MWCNTs復合材料中，石墨烯片層之間成功摻雜了碳納米管，減弱了石墨烯片層的團聚現(xiàn)象，更加有利于材料吸附目標物；離子液體的末端氨基通過化學法與石墨烯片層相結合，能在一定程度上增加材料對富電子化合物的吸附性，而且可以通過離子交換作用將目標物從材料上洗脫下來。在PT-SPE條件優(yōu)化下，對尿樣有良好的去雜能力，并且可以高效吸附尿樣中CFO。

參考文獻

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[2] Notley SM, Evans DR. Adv Colloid Interf Sci, 2014, 209: 196-203.

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[4] Huang K, Liu G, Lou Y, et al. Angew Chem Int Ed, 2014, 53(27): 6929-6932.

基金項目：河北省自然科學基金（B2015201132），河北省研究生創(chuàng)新資助項目（S2015021）

作者簡介：閆宏遠, 男, 教授, 博士生導師，Tel : +86-312-5079788, E-mail：yanhy@hbu.edu.cn