層状二重水酸化物/ポリ(ビニルピロリドン)コーティング固相マイクロエクストラクションアローによる水中揮発性有機化合物の定量

Layered double hydroxide/poly(vinylpyrrolidone) coated solid phase microextraction Arrow for the determination of volatile organic compounds in water.

• Xinpei Li
• Hangzhen Lan
• Kari Hartonen
• Matti Jussila
• Xinghua Wang
• Marja-Liisa Riekkola

抄録

今日では、有害物質を濃縮・分離するための試料前処理用に様々な吸着剤が開発されています。しかし、固相マイクロエクストラクションアロー吸着剤は、市販されているものが少ないのが現状です。本研究では、ナノシート層状二重水酸化物とポリビニルピロリドンを抽出相として、ポリ塩化ビニルを接着剤として用いた新しい固相マイクロエクストラクションアローコーティングを開発した。この新しいコーティングは、市販のカルボセン1000/ポリジメチルシロキサンコーティングと比較して、いくつかの揮発性有機化合物(アリルメチルスルフィド, メチルプロピルスルフィド, 3-ペンタノン, 2-ブタノン, メチルイソブチルケトン)の抽出能力が高いことを示した。コーティングの作製パラメータを最適化し、抽出・脱離条件を検討した。新しい固相マイクロエクストラクションアローコーティングの検証は、揮発性有機化合物を添加した水サンプルを用いて達成された。最適な条件で、新規固相マイクロエクストラクションアローコーティングと開発した質量分析法を用いたガスクロマトグラフィーによる5種類の揮発性有機化合物の定量限界は、0.2〜4.6ng/mLの範囲であった。提案した方法は、汚泥中の揮発性有機化合物の濃縮に簡単に適用できた。

Today, wide variety of adsorbents have been developed for sample pretreatment to concentrate and separate harmful substances. However, only a few solid phase microextraction Arrow adsorbents are commercially available. In this study, we developed a new solid phase microextraction Arrow coating, in which nanosheets layered double hydroxides and poly(vinylpyrrolidone) were utilized as the extraction phase and poly(vinyl chloride) as the adhesive. This new coating entailed higher extraction capacity for several volatile organic compounds (allyl methyl sulfide, methyl propyl sulfide, 3-pentanone, 2-butanone, and methyl isobutyl ketone) compared to the commercial Carboxen 1000/polydimethylsiloxane coating. Fabrication parameters for the coating were optimized and extraction and desorption conditions were investigated. The validation of the new solid phase microextraction Arrow coating was accomplished using water sample spiked with volatile organic compounds. Under the optimal conditions, the limits of quantification for the five volatile organic compounds by the new solid phase microextraction Arrow coating and developed gas chromatography with mass spectrometry method were in the range of 0.2-4.6 ng/mL. The proposed method was briefly applied for enrichment of volatile organic compounds in sludge.

© 2020 The Authors. Journal of Separation Science published by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.