液相微萃取技術(shù)與色譜-課件

1、液相微萃取技術(shù)與色譜液相微萃取技術(shù)與色譜液相微萃取技術(shù)與色譜液相微萃取技術(shù)與色譜概述液相微萃取的模式液相微萃取法的原理液相微萃取的影響因素液相微萃取與色譜聯(lián)用液相微萃取的發(fā)展前景概述1.簡(jiǎn)介 液相微萃取( liquid phase microextraction， LPME)是 20世紀(jì)90年代由Jeannot和Cantwell等最早報(bào)道的一種新型的樣品前處理技術(shù),其基本原理是目標(biāo)分析物在樣品與微升級(jí)的萃取溶劑之間達(dá)到分配平衡,從而實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的微萃取。LPME克服了傳統(tǒng)液液萃取技術(shù)繁瑣、浪費(fèi)、污染等缺點(diǎn),具有消耗溶劑少(僅需L級(jí)) ,富集倍數(shù)大,萃取效率高,操作更簡(jiǎn)便,便于實(shí)現(xiàn)分析的自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)

2、。1.簡(jiǎn)介 該技術(shù)是在液-液萃取( Liquid-liquidextrac-tion, LLE) 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的, 與液-液萃取相比, LPME可以提供與之相媲美的靈敏度, 甚至更佳的富集效果, 同時(shí), 該技術(shù)集采樣、萃取和濃縮于一體,是一項(xiàng)環(huán)境友好的樣品前處理新技術(shù), 特別適合于環(huán)境樣品中痕量、超痕量污染物的測(cè)定。 該技術(shù)是在液-液萃取( Liquid-liquide2. 液相微萃取的特點(diǎn)有機(jī)溶劑用量小，一般為幾到幾十微升，污染少 集目標(biāo)物的萃取、純化、濃縮于一步，操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小無(wú)需特殊設(shè)備，成本低通過(guò)調(diào)節(jié)萃取用溶劑的極性或者酸堿性，可實(shí)現(xiàn)選擇性萃取，可減少基質(zhì)干擾2. 液相微萃取

3、的特點(diǎn)二、液相微萃取的模式二、液相微萃取的模式1、單滴液相萃取直接利用懸掛在色譜微量進(jìn)樣器針頭或Teflon棒端的有機(jī)溶劑對(duì)溶液中的分析物直接進(jìn)行萃取的方法, 叫做單滴液相微萃取法。微量進(jìn)樣器;樣品溶液有機(jī)溶劑 攪拌子攪拌器1、單滴液相萃取直接利用懸掛在色譜微量進(jìn)樣器針頭或Tefl2、多孔中空纖維為載體的液相微萃取 由于懸在微量進(jìn)樣器針頭上的有機(jī)液滴在攪拌時(shí)易脫落，1999年Bjergaard提出了以多孔中空纖維為載體的液相微萃?。╤ollow fiber-based liquid-phase microextraction, HF-LPME）技術(shù)。即以多孔的中空纖維為微萃取劑的載體。2、多孔

4、中空纖維為載體的液相微萃取 由于懸在微量進(jìn)樣器針頭 它集采樣、萃取和濃縮于一體, 具有成本低、裝置簡(jiǎn)單、易與GC、HPLC、毛細(xì)管電泳(CE)聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn); 同時(shí)由于微萃取是在多孔的中空纖維腔中進(jìn)行, 并不與樣品溶液直接接觸, 從而避免了懸滴萃取中溶劑容易損失的缺點(diǎn); 而且由于大分子、雜質(zhì)等不能進(jìn)入纖維孔, 此外還具備固相微萃取，液滴微萃取不具備的凈化功能；纖維是一次性使用的, 避免了固相微萃取中可能存在的交叉污染問(wèn)題。 它集采樣、萃取和濃縮于一體, 具有成本3、分散液相微萃取基于目標(biāo)分析物在樣品溶液和小體積的萃取劑之間平衡分配的過(guò)程。在DLLME操作過(guò)程中(見(jiàn)圖1),首先向樣品溶液中加入萃取劑

5、和分散劑,然后振蕩混合至形成乳濁液,在離心分層后用微量進(jìn)樣器取出萃取劑直接進(jìn)樣分析。3、分散液相微萃取基于目標(biāo)分析物在樣品溶液和小體積的萃取劑之分散液相微萃取分散液相微萃取頂空液相微萃?。╤eadspaceliquid phase microextraction ,HS-LPME)是將有機(jī)溶劑懸于微量進(jìn)樣針頭或置于待測(cè)溶液上方，分離富集分析物。這種方法適用于分析物容易進(jìn)入樣品上方空間的揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機(jī)化合物。4.頂空液相微萃取頂空液相微萃?。╤eadspace4.頂空液相微萃取 在頂空液相微萃取中包含3相( 有機(jī)溶劑、液上空間、樣品) , 分析物在3相中的化學(xué)勢(shì)是推動(dòng)分析物從樣品進(jìn)入有機(jī)液

6、滴的驅(qū)動(dòng)力, 可以通過(guò)不斷攪拌樣品產(chǎn)生連續(xù)的新表面來(lái)增強(qiáng)這種驅(qū)動(dòng)力。揮發(fā)性化合物在液上空間的傳質(zhì)速度非?？? 這是因?yàn)樵跉庀嘀? 分析物具有較大的擴(kuò)散系數(shù), 且揮發(fā)性化合物從水中到液上空間再到有機(jī)溶劑比從水中直接進(jìn)入有機(jī)溶劑的傳質(zhì)速度快得多, 所以對(duì)于水中的揮發(fā)性有機(jī)物, 頂空液相微萃取法比直接液相微萃取法更快捷。 在頂空液相微萃取中包含3相( 有機(jī)溶劑、液上空間、樣三. 液相微萃取法的原理液相微萃取是一個(gè)基于分析物在樣品及小體積的有機(jī)溶劑( 或受體) 之間平衡分配的過(guò)程。對(duì)于直接液相微萃取體系, 當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí), 有機(jī)溶劑中萃取到的分析物的量由下式計(jì)算確定： n= K*VdC0Vs/ (K

7、*Vd+ Vs) ( 1) 其中n為有機(jī)溶劑萃取到的分析物的量; C0 為分析物的初始濃度; K為分析物在有機(jī)液滴與樣品之間的分配系數(shù); Vd、Vs 分別為有機(jī)液滴和樣品的體積。 三. 液相微萃取法的原理液相微萃取是一個(gè)基于分析物在樣品及小對(duì)于液相微萃取/ 后萃取體系, 當(dāng)體系達(dá)到平衡后受體中分析物的萃取量n可按下式計(jì)算:n= Ka/ dVaC0Vd/ (Ka/ dVa+ Korg/ dVorg+ Vd) (2)Vd、Va和Vorg分別為給體( 樣品) 、受體和有機(jī)溶劑的體積; Ka/ d為分析物在受體與給體之間的分配系數(shù);Korg/ d為分析物在有機(jī)溶劑和給體之間的分配系數(shù)。對(duì)于液相微萃取/

8、 后萃取體系, 當(dāng)體系達(dá)到平衡后受體中分析物 對(duì)于頂空液相微萃取體系, 當(dāng)體系達(dá)到平衡后液滴中分析物的萃取量n可按下式計(jì)算:n= KodwVdC0Vs/ (KodwVd+ KhsVh+ Vs) (3) 其中Khs為分析物在頂空與樣品之間的分配系數(shù); Vh 為樣品的頂空的體積。 從( 1) 、( 2) 和( 3) 式中可以看出, 平衡時(shí)有機(jī)溶劑( 或受體) 中所萃取到的分析物的量與樣品的初始濃度呈線(xiàn)性關(guān)系。 對(duì)于頂空液相微萃取體系, 當(dāng)體系達(dá)到平衡后液四.影響萃取效率的因素41萃取溶劑 對(duì)于基于多孔中空纖維的液相微萃取技術(shù)，有機(jī)溶劑的選擇至關(guān)重要。所選用的有機(jī)溶劑不僅要與纖維有良好的親和力(能穩(wěn)

9、定存在于多孔孔隙中)、不溶于水、揮發(fā)性低以及有適當(dāng)?shù)恼扯?防止因擴(kuò)散而損失)，而且對(duì)分析物要有合適的溶解度，保證分析物既能從樣品溶液中被萃取，又能被接收相反萃取。常用的萃取溶劑 有1一辛醇、正己基醚、二己醚、甲苯及乙酸乙酯，也有使用混合溶劑和離子液體的報(bào)道。四.影響萃取效率的因素41萃取溶劑 42 pH的選擇 對(duì)兩相LPME，分配系數(shù)Ka 的大小是決定回收率的關(guān)鍵因素。研究表明，兩相LPME只適用于親脂性高或中等的分析物(Xa, 500)，對(duì)于高度親水的中性分析物，是不適用的。 對(duì)于酸、堿性分 析物，可通過(guò)控制溶液的pH值(使分析物以非離子化狀態(tài)存在)來(lái)提高分配系數(shù)。對(duì)親水性較強(qiáng)的帶電荷物質(zhì)可

10、利用載體轉(zhuǎn)運(yùn)三相模式，但這方面的報(bào)道目前還很少 ，有待深入研究。42 pH的選擇 43萃取時(shí)間和攪拌速率 萃取是一個(gè)平衡過(guò)程，萃取效率與時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。為獲得較高的回收率，可適當(dāng)延長(zhǎng)萃取時(shí)間；但是時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則中空纖維壁孔中的有機(jī)相會(huì)有損失，萃取效率反而降低。所以要嚴(yán)格控制萃取時(shí)間，既保證萃取效率最大，又能得到好的實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性。LPME的萃取時(shí)間一般為3060 min。此外通過(guò) 快速攪拌或振動(dòng)可增加擴(kuò)散系數(shù)，提高萃取速度和回收率，但攪拌速度也不能太高，否則易產(chǎn)生氣泡并 吸附在中空纖維表面，并會(huì)促進(jìn)溶劑的揮發(fā)，降低萃取效率。由于振動(dòng)可影響整個(gè)溶液體系，而攪拌只影響樣品溶液，所以振動(dòng)的效果比攪拌更

11、好 。 43萃取時(shí)間和攪拌速率 44鹽效應(yīng) 鹽效應(yīng)是有機(jī)萃取中提高萃取率的常用的方法。但對(duì)于HFLI ME的研究表明，在樣品溶液中加 入鹽對(duì)不同分析物萃取效率的影響各不相同，有的提高，有的無(wú)明顯變化，有的甚至降低 。 44鹽效應(yīng) 45溫度及其它因數(shù) 升溫可提高分析物的擴(kuò)散速度，但也會(huì)加快有機(jī)溶劑的揮發(fā)，故需綜合考慮。此外，樣品的粘度、基質(zhì)種類(lèi)等也會(huì)影響萃取速度和回收率。對(duì)于動(dòng)態(tài)HFLPME還需優(yōu)化微進(jìn)樣器塞的移動(dòng)速度，停留時(shí) 間和萃取循環(huán)次數(shù)等參數(shù) 。 45溫度及其它因數(shù) 五液相微萃取與色譜聯(lián)用五液相微萃取與色譜聯(lián)用液相微萃取技術(shù)與色譜-課件雙酚A(BPA)、辛基酚(OP)、壬基酚(NP)和對(duì)

12、特辛基酚(POP)等酚類(lèi)環(huán)境污染物是典型的內(nèi)分泌干擾物,極微量就能?chē)?yán)重干擾人的內(nèi)分泌功能,對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。因此建立該類(lèi)毒物快速靈敏的檢測(cè)方法在環(huán)境分析和食品分析領(lǐng)域具有重要意義 雙酚A(BPA)、辛基酚(OP)、壬基酚(NP)和對(duì)特辛基酚水中酚類(lèi)化合物的提取方法常用液液萃取法(LLE)4和固相萃取法(SPE)5,6,但存在萃取率低、有機(jī)溶劑消耗大、操作繁瑣等缺點(diǎn)。自2006年Assadi等7首次報(bào)道分散液液微萃取(dispersive liquid-liquid microextraction,DLLME)以來(lái),因其所需萃取溶劑量少、萃取速度快、萃取效率和富集倍數(shù)高、操作簡(jiǎn)便

13、和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),已逐漸成為一種極具潛力的分離富集技術(shù)8,DLLME已被應(yīng)用于多種酚類(lèi)化合物的萃取9,10。 水中酚類(lèi)化合物的提取方法常用液液萃取法(LLE)4和本研究的目標(biāo)是通過(guò)DLLME和熒光衍生化的有效結(jié)合,實(shí)現(xiàn)室溫下小體積環(huán)境水樣中4種酚類(lèi)污染物的快速、簡(jiǎn)便、高效萃取,為環(huán)境分析工作提供有效途徑。由于在酸性條件下酚類(lèi)化合物才完全以分子形式存在,有利于有機(jī)溶劑萃取,因此本研究用稀鹽酸將水樣pH調(diào)至4.0再進(jìn)行萃取。以HPLC-FLD測(cè)定的峰面積為參照,用同一份加標(biāo)水樣對(duì)比優(yōu)化DLLME參數(shù)。 本研究的目標(biāo)是通過(guò)DLLME和熒光衍生化的有效結(jié)合,實(shí)現(xiàn)室溫衍生化反應(yīng)衍生化反應(yīng)（ ） 衍生試劑

14、用量、（ ） 緩沖液用量、（ ） 衍生時(shí)間、（ ） 衍生溫度對(duì)種酚衍生物峰面積的影響（ ） 衍生試劑用量、（ ） 衍生試劑用量為倍于分析物的物質(zhì)的量（ 圖） 緩沖溶液（ 圖）、 作為最佳條件衍生試劑用量為倍于分析物的物質(zhì)的量（ 圖）在DLLME中,萃取劑和分散劑的種類(lèi)及用量是影響萃取效率的重要因素。對(duì)4種萃取劑(二氯甲烷、氯仿、四氯化碳和辛醇)和4種分散劑(乙腈、甲醇、乙醇和丙酮)分別組合考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),氯仿與乙腈組合時(shí),不但能夠形成穩(wěn)定的兩相,而且HPLC響應(yīng)值最高,干擾物少,且回收率穩(wěn)定。在DLLME中,萃取劑和分散劑的種類(lèi)及用量是影響萃取效率的重液相微萃取技術(shù)與色譜-課件因此實(shí)驗(yàn)選定氯仿作為萃取劑,乙腈作為分散劑?？疾炝溯腿┖头稚┑挠昧?，發(fā)現(xiàn)萃取劑氯仿用量為70 L(圖3a)、分散劑乙腈用量為400 L(圖3b)時(shí),萃取效率最高。為建立快速微萃取方法,在上述最佳條件下優(yōu)化了萃取時(shí)間,發(fā)現(xiàn)在漩渦混勻器上劇烈振蕩3 min即可獲得最高的HPLC響應(yīng)值。因此實(shí)驗(yàn)選定氯仿作為萃取劑,乙腈作為分散劑?？疾炝溯腿┖头植捎蒙鲜鲎顑?yōu)化條件進(jìn)行一次DLLME后,完全吸取下層有機(jī)相,再對(duì)該水樣進(jìn)行一次DLLME提取并衍生化后進(jìn)行HPLC-FLD測(cè)定,未見(jiàn)4種酚被檢出。該結(jié)果表明所建立的DLLME條件對(duì)酚類(lèi)污染物的萃取率