坚固耐用且可重现的固相微萃取(SPME)采样
使用镍钛合金内核
SPME萃取头进一步提升您的萃取头性能

现在,我们推出了同样可采用Carboxen®/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)或聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB)涂层的SS组件形式的镍钛合金(NIT)内核SPME萃取头。它们仍保留了CAR/PDMS和PDMS/DVB涂层的选择性,但性能更佳,有助于从熔融石英(FS)内核萃取头无缝过渡至NIT技术。NIT萃取头具有如下优点:
- 重现性更高
- 耐用性更高
- 选择性不变,确保方法的一致性
- 高惰性内核,确保分析物稳定性
更高的批次间和批次内重现性
镍钛合金SPME萃取头的生产工艺经过专门优化,可提升批次间和批次内的重现性。这其中的关键在于更严格的涂层规格显著减少了萃取头的差异性,尤其是萃取头直径/涂层厚度。
这些改进提高了色谱结果的精度。按照如下表1 和图1所示详细方法,已将NIT CAR/PDMS和NIT PDMS/DVB萃取头与相同萃取头化学成分的FS熔融石英内核萃取头进行了比较。图2结果表明,与FS内核相比,NIT CAR/PDMS萃取头和NIT PDMS/DVB萃取头的批次内和批次间差异性都明显更低。
SPME条件 | |
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样品: | 乙酸异丁酯0.375 ug/mL、正丁醇275 ug/mL、邻二甲苯0.1825 ug/mL和甲苯0.175 ug/mL,溶于25%NaCl水中,pH 7;0.05 M磷酸盐缓冲液(用于PDMS-DVB萃取头为两倍浓度),装于10 mL旋盖小瓶中 |
萃取头: | 镍钛合金和熔融石英内核的CAR/PDMS和PDMS/DVB萃取头 |
自动进样器: | 可交换萃取头的具有MFX功能的Gerstel MPS 2 |
样品孵育: | 40°C,2分钟 |
萃取: | 顶空40°C,200 rpm搅拌10分钟 |
解吸: | 270°C,3分钟 |
平衡后: | 在萃取头平衡站中300°C,2分钟 |
GC条件 | |
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色谱柱: | SUPELCOWAX® 10 30 mx 0.25 mm,0.5 µm(24284) |
烘箱: | 以6°C/min从45°C(保持2分钟)升至65°C,再以10°C/min升至100°C,再以15°C/min升至150°C(保持0.5 min) |
载气: | 氦气,1 mL/min恒定流量 |
进样端口: | 270°C,内径0.75 mm |
进样体积: | 以1 mL/min的流速不分流进样0.5分钟,然后以50 mL/min流速排出 |
检测器: | 于300°C进行FID |

图 1.使用CAR/PDMS NIT萃取头通过该分析测试方法所获得的代表性色谱图

图 2.比较NIT和FS SPME萃取头的批次间和批次内重现性测试
更高的SPME萃取头耐用性
NIT的耐用性要高于FS萃取头。在比较研究中,对NIT和FS萃取头进行了柔韧性测试,以确定其萃取头强度/机械稳定性。如图3所示,将每种涂层的三个FS内核萃取头和三个NIT内核萃取头组件从0°弯曲到180°。结果表明,无论涂层类型如何,NIT萃取头都可弯曲至180°,而不会破裂或永久性弯曲。
图4 显示了一个90°弯曲的NIT萃取头。在40°和50°之间弯曲时,无论涂层类型如何,FS萃取头组件都会在连接点发生折断。尽管机械稳定性有所提高,但仍建议尽量减少对涂层萃取头的机械应力。

图 3.用于耐用性测试的弯折点

图 4.90°弯曲的NIT萃取头
保持了SPME涂层的选择性和内核惰性
为了促进萃取方法从FS萃取头到相同涂层NIT萃取头的无缝过渡,我们采用了2组指示化合物(烷基卤化物和小的短链胺)用于FS和NIT萃取头的比对分析,以确保其选择性和惰性的一致。为了确保分析结果的重现性,对比实验分别采用了四个批次的CAR/PDMS和PDMS/DVB涂层的萃取头。
通过使用表2中的方法对分析物响应速率进行比较,检验不同内核的CAR/PDMS和PDMS/DVB萃取头对卤代烷烃的选择性。图5结果表明,无论内核类型如何,CAR/PDMS和PDMS/DVB的化学组成对于卤代烷烃均保持了涂层选择性。对于所有涂层来说,使用具有NIT和FS内核的涂层对卤代烷烃进行萃取的响应之间的差异均小于3%。由于卤代烷烃会在高温下与暴露的活性位点发生相互作用而分解,因此我们对两种萃取头的惰性进行了研究,以确保在NIT萃取头上不会增加降解的发生。研究的卤代烷烃转化为相应烯烃的百分数显示于图6中。对于所有易于降解的分析物,两种涂层类型的NIT萃取头均具有相同或更好的样品保存性。与预期相同,研究还发现降解百分比与温度相关。
随后,我们使用一系列短链胺,对极性更高化合物的萃取头惰性和选择性进行了比较。由于短链胺与金属的反应性,并在高温下会加剧氧化降解,因此短链胺也往往成为一类棘手的分析物。将每种胺的分析物响应除以内标正丙醇(在这些条件下稳定),以检查胺的分解或不可逆吸附。如果发生降解,则在较活跃的内核上该比率将会较低。图7中所示的色谱图和比率表明,对于一系列胺FS和NIT萃取头都保持了选择性和内核惰性。在5%RSD范围内这些值在统计上是相同的。
SPME条件 | |
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样品: | 150 ug/mL卤代烷烃、25%NaCl,溶于4 mL水中(pH 7),装于10 mL小瓶中 |
预孵育: | 在40°C下搅拌2分钟 |
萃取: | 顶空40°C,使用MPS II,250 rpm搅拌10分钟 |
萃取头: | 镍钛合金和熔融石英内核的CAR/PDMS和PDMS/DVB萃取头 |
解吸: | CAR/PDMS:280°C,3分钟;PDMS/DVB:230°C,3分钟 |
烘烤后: | 250°C,2分钟 |
GC-MS条件 | |
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烘箱程序: | 40°C保持2分钟,以8°C /min升高至70°C,再升至150°C,保持3分钟 |
色谱柱: | VOCOL® 30 m x 0.25 mm内径,1.5 µm df(24205-U) |
注射器: | CAR/PDMS为280°C,PDMS/DVB为230°C,30 mL/min,0.75 min后不分流打开 |
解吸: | 在设定的进样温度下3分钟 |
载气: | 氦气,1 mL/min恒定流量 |
检测器: | MSD-m/z 40-300全扫描 |

图 5.内核类型和涂层对卤代烷烃分析物的响应

图 6.卤代烷烃降解的内核惰性研究

色谱柱: | SPB®-1 Sulfur(碱性去活),30 m x 0.32 mm x 4.0 µm(24158) |
样品: | 1 ug/mL水溶液,含25%NaCl、0.05 M磷酸盐缓冲液(pH 11) |
萃取: | 浸泡10分钟 |
萃取头: | PDMS/DVB熔融石英和NIT内核萃取头 |
解吸: | 250 °C,3 min |
烘箱: | 以8°C/min,从45°C(1.5 min)升至80°C,再以20°C/min升至200°C |
注射器: | 250°C,初始不分流封闭0.75 min |
检测器: | 于300°C进行FID |

图 7.NIT和FS萃取头上胺与正丙醇的内核惰性和分析物响应比较
镍钛合金内核SPME萃取头的优点
结果表明,镍钛合金内核SPME萃取头的批次间和批次内重现性均得到了提高。涂层的一致性经过了优化,并提高了分析结果的可重现性。NIT内核极大地提高了萃取头的耐用性,使其可应对180°的形变。通过这些改进,可以保持CAR/PDMS或PDMS/DVB SPME FS萃取头的选择性和惰性,从而轻松地从基于FS内核类型的方法过渡到新的NIT内核类型上。
采样方式和针头尺寸 | ||||||
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萃取头涂层和 厚度 | 萃取头内核/ 组件类型 | 中心描述 | 手动把手/ (带弹簧) | 自动进样器 | ||
23,Ga* | 24,Ga* | 23,Ga* | 24,Ga* | |||
Carboxen®/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS) | ||||||
75 µm CAR/PDMS | NIT/SS | 黑色金属 | 57901-U | 57904-U | 57907-U | 57908-U |
聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB) | ||||||
65 µm PDMS/DVB | NIT/SS | 蓝色金属 | 57916-U | 57921-U | 57923-U | 57931-U |
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