一种从石笋中提取正构烷烃的方法

本发明属于天然产物提取分离，具体涉及一种从石笋中提取脂质生物标志物——正构烷烃的方法。

背景技术：

1、正构烷烃由一系列相邻的甲基基团组成，其碳原子排列成直链，普遍具有生物合成性质。它们在自然界中主要来自于陆生植物的叶蜡。叶蜡是植物表皮上的一层薄薄的蜡质覆盖物，由植物合成并分泌。正构烷烃广泛地存在于现代植物、土壤、泥炭地、石笋、河流沉积物以及湖泊和海洋沉积物中。由于正构烷烃属于直链烃类，缺乏反应性功能基团，所以它们非常稳定，具有环境持久性，可以在化石记录中保持数千万年。

2、洞穴中的碳酸盐沉积物，尤其是石笋，记录了跨越长时间尺度的碳酸盐积累，具有提供高分辨率古气候记录的巨大潜力。除了目前已经广泛应用的石笋中的无机指标（碳酸盐碳同位素、氧同位素、微量元素等）外，石笋中所保存的低丰度有机物也同样记录了重要的环境信息，其中，正构烷烃对环境变化的响应十分敏感。比如，具有一定碳数范围、不同分布类型、优势碳数和不同指标（如平均链长(acl)、碳偏好指数(cpi)等）的正构烷烃可以记录生物源信息。所以基于正构烷烃分子分布建立的代用指标已被广泛用来重建古环境变化。

3、但石笋样品非常珍贵，其中保存的正构烷烃含量极低，且正构烷烃存在于石灰岩环境中时，与方解石或其他成分通过物理化学作用紧密结合，使得有机质在方解石中的稳定性得到了增强，这使得正构烷烃难以通过简单的溶解、萃取或消解过程从方解石中得到释放。而现有的提取石笋中正构烷烃的方法主要通过直接采用酸消解方解石后萃取的方法，提取效率低，难以提取到足够正构烷烃进行检测，导致珍贵的石笋原料的浪费。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种从石笋中提取正构烷烃的方法，使用微波消解对石笋消解液进行作用，以达到从方解石晶体中释放更多正构烷烃，并且用更少的石笋量提取更多正构烷烃的目的。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出一种从石笋中提取正构烷烃的方法，具体包括以下步骤：

4、步骤1，取石笋样品，研磨后进行酸解，形成石笋消解液；

5、步骤2，将石笋消解液加热至40℃~80℃并保温，采用微波辅助进行消解反应，反应结束后冷却，形成待萃取液；

6、步骤3，将待萃取液与萃取剂混合进行多次萃取，浓缩后得到固态脂质提取物；

7、步骤4，通过硅胶柱层析分离脂质提取物，风干后即提取到石笋样品中的正构烷烃。

8、消解仪的工作原理是利用微波的热效应和非热效应来加热和分解样品。微波是指频率在300mhz至300ghz之间的电磁波，它能迅速穿透容器壁并直接作用于样品和酸液混合物，使分子间的摩擦力增加，从而产生热量。消解过程可以破坏样品的复杂基质，将目标分析物从复杂的基体中提取出来，并转化为适合光谱、色谱等分析仪器检测的形式。采用微波加热辅助进行石笋样品的消解反应是本发明的发明点之一。微波消解仪的常见主要用途是将固态或难溶的样品转化为溶液形态，以便进行元素分析、重金属检测、有机污染物分析等。而本技术利用微波能量打破晶体中的化学键，使脂质更多的释放到溶液中，通过在40℃~80℃采用微波辅助进行消解反应，使得方解石中的正构烷烃能够更为彻底地被释放，从而提升从单位石笋样品中提取的正构烷烃量。

9、优选地，步骤1中采用盐酸对石笋样品进行酸解，盐酸的浓度为2.5~3.5mol/l。对于方解石的消解，常用的消解液包括盐酸、硝酸、氢氟酸等强酸，但考虑到不同提取标的物的特性，需要特应地选择合适的酸解剂。对于标的物正构烷烃的提取，则不宜选用引起消解反应过于剧烈的酸性溶液进行消解，以免破坏有机质，也不宜选用酸性过弱的消解液进行消解，否则可能会引起消解不完全，而影响后续提取步骤，如微波消解的效果。

10、优选地，步骤1中石笋样品和盐酸的质量体积比为3: (18~30)g/ml，使得在该步骤中块状石笋固体样品完全消失且没有气泡产生。

11、进一步优选地，步骤2中加热温度为60℃~80℃，以80℃效果最佳。

12、高温有助于破坏岩石中的化学键，使有机质更容易被分解和释放。微波加热具有选择性，能够优先加热样品中的极性分子，在适当的温度下，这种选择性加热能够更有效地促进脂质等有机物的分解。在0~80℃时，温度越高越能提高有机物的释放效果，超过80℃后，目标有机物可能会造成分解，导致提取效率降低。

13、优选地，步骤2中加热至保温温度的时间为3~7min，保温时间为15~25min，之后冷却至20℃以下。

14、由于后续萃取过程中使用的萃取剂，如二氯甲烷等有机试剂沸点非常低并且很容易挥发，所以需要在微波消解后将待萃取液冷却至萃取剂的沸点以下，以保证萃取过程顺利进行。

15、优选地，步骤3中所述萃取剂选用二氯甲烷、正己烷、甲醇或丙酮。

16、优选地，步骤3中蒸发萃取剂进行脂质提取物的浓缩。

17、优选地，选用二氯甲烷作为萃取剂在全自动液液萃取仪中提取脂质，萃取6次，一次10min。

18、步骤3中蒸发萃取剂的温度为30~40℃，直到萃取剂完全挥发。也可以直接采用蒸发仪蒸发萃取后脂质提取物中的萃取剂。

19、优选地，步骤4中所述洗脱剂为正己烷、环己烷或石油醚。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、本发明提出一种从石笋中提取正构烷烃的方法，采用微波消解的热效应和非热效应来加热和分解样品，通过在40℃~80℃采用微波辅助进行消解反应，破坏样品的复杂基质，使得方解石中的正构烷烃能够更为彻底地被释放，同时不会造成标的物正构烷烃的破坏，提升从单位石笋样品中提取的正构烷烃量，最佳温度80℃时相比于未进行微波消解的对照组正构烷烃提取效率提升了57.23%。本发明利用微波产生的能量使得更多被方解石包裹的正构烷烃释放出来，不仅节约了石笋样品，而且使提取正构烷烃的含量可以满足碳、氢同位素的测量。

技术特征：

1.一种从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤1中采用盐酸对石笋样品进行酸解，盐酸的浓度为2.5~3.5mol/l。

3. 如权利要求2所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤1中石笋样品和盐酸的质量体积比为3: (18~30) g/ml。

4.如权利要求1所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤2中加热温度为60℃~80℃。

5.如权利要求4所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤2中加热至保温温度的时间为3~7min，保温时间为15~25min。

6.如权利要求1所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤2中微波辅助消解反应结束后，冷却至20℃以下。

7.如权利要求1所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤3萃取剂选用二氯甲烷、正己烷、甲醇或丙酮。

8.如权利要求1或7所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤3中采用蒸发萃取剂的方式浓缩脂质提取物。

9.如权利要求8所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤3在30~40℃蒸发萃取剂，直到萃取剂完全挥发。

10.如权利要求1所述的从石笋中提取正构烷烃的方法，其特征在于，步骤4中硅胶柱层析分离所采用的洗脱剂为正己烷、环己烷或石油醚。

技术总结本发明公开了一种从石笋中提取脂质生物标志物——正构烷烃的方法，采用如下步骤：1）酸消解石笋样品；2）一定温度下采用微波辅助消解；3）萃取脂质提取物；4）浓缩脂质提取物；5）过硅胶柱提纯等，通过改变传统试剂及提取步骤，结合方晶石的物理化学特性，创造性地将生物标志物从中释放，并进行后续的提取，解决了目前从石笋中提取脂质生物标志物——正构烷烃效率低的问题。本发明属于天然产物提取分离技术领域。技术研发人员：姚远,赵伊楠,王路,郭淑婷受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6