液相微萃取完整版本

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

1.簡介液相微萃取(liquidphasemicroextraction，LPME)是20世紀90年代由Jeannot和Cantwell等最早報道的一種新型的樣品前處理技術(shù),其基本原理是目標分析物在樣品與微升級的萃取溶劑之間達到分配平衡,從而實現(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、污染等缺點,具有消耗溶劑少(僅需μL級),富集倍數(shù)大,萃取效率高,操作更簡便,便于實現(xiàn)分析的自動化等優(yōu)點。

該技術(shù)是在液-液萃取(Liquid-liquidextrac-tion,LLE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,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,該技術(shù)集采樣、萃取和濃縮于一體,是一項環(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、超痕量污染物的測定。2.液相微萃取的特點有機溶劑用量小，一般為幾到幾十微升，污染少

集目標物的萃取、純化、濃縮于一步，操作簡單，勞動強度小無需特殊設(shè)備，成本低通過調(diào)節(jié)萃取用溶劑的極性或者酸堿性，可實現(xiàn)選擇性萃取，可減少基質(zhì)干擾二、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樣器針頭或Teflon棒端的有機溶劑對溶液中的分析物直接進行萃取的方法,叫做單滴液相微萃取法。微量進樣器;樣品溶液有機溶劑

攪拌子攪拌器2、多孔中空纖維為載體的液相微萃取

由于懸在微量進樣器針頭上的有機液滴在攪拌時易脫落，1999年Bjergaard提出了以多孔中空纖維為載體的液相微萃?。╤ollow

fiber-basedliquid-phase

microextraction,HF-LPME）技術(shù)。即以多孔的中空纖維為微萃取劑的載體。它集采樣、萃取和濃縮于一體,具有成本低、裝置簡單、易與GC、HPLC、毛細管電泳(CE)聯(lián)用等優(yōu)點;同時由于微萃取是在多孔的中空纖維腔中進行,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;而且由于大分子、雜質(zhì)等不能進入纖維孔,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題。3、分散液相微萃取基于目標分析物在樣品溶液和小體積的萃取劑之間平衡分配的過程。在DLLME操作過程中(見圖1),首先向樣品溶液中加入萃取劑和分散劑,然后振蕩混合至形成乳濁液,在離心分層后用微量進樣器取出萃取劑直接進樣分析。分散液相微萃取頂空液相微萃取（headspaceliquidphasemicroextraction,HS-LPME)是將有機溶劑懸于微量進樣針頭或置于待測溶液上方，分離富集分析物。這種方法適用于分析物容易進入樣品上方空間的揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機化合物。4.頂空液相微萃取

在頂空液相微萃取中包含3相(有機溶劑、液上空間、樣品),分析物在3相中的化學勢是推動分析物從樣品進入有機液滴的驅(qū)動力,可以通過不斷攪拌樣品產(chǎn)生連續(xù)的新表面來增強這種驅(qū)動力。揮發(fā)性化合物在液上空間的傳質(zhì)速度非?？?這是因為在氣相中,分析物具有較大的擴散系數(shù),且揮發(fā)性化合物從水中到液上空間再到有機溶劑比從水中直接進入有機溶劑的傳質(zhì)速度快得多,所以對于水中的揮發(fā)性有機物,頂空液相微萃取法比直接液相微萃取法更快捷。三.液相微萃取法的原理液相微萃取是一個基于分析物在樣品及小體積的有機溶劑(或受體)之間平衡分配的過程。對于直接液相微萃取體系,當系統(tǒng)達到平衡時,有機溶劑中萃取到的分析物的量由下式計算確定：n=K*VdC0Vs/(K*Vd+Vs)(1)其中n為有機溶劑萃取到的分析物的量;C0為分析物的初始濃度;K為分析物在有機液滴與樣品之間的分配系數(shù);Vd、Vs分別為有機液滴和樣品的體積。

對于液相微萃取/后萃取體系,當體系達到平衡后受體中分析物的萃取量n可按下式計算: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為分析物在有機溶劑和給體之間的分配系數(shù)。對于頂空液相微萃取體系,當體系達到平衡后液滴中分析物的萃取量n可按下式計算: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,平衡時有機溶劑(或受體)中所萃取到的分析物的量與樣品的初始濃度呈線性關(guān)系。四.影響萃取效率的因素4．1萃取溶劑對于基于多孔中空纖維的液相微萃取技術(shù)，有機溶劑的選擇至關(guān)重要。所選用的有機溶劑不僅要與纖維有良好的親和力(能穩(wěn)定存在于多孔孔隙中)、不溶于水、揮發(fā)性低以及有適當?shù)恼扯?防止因擴散而損失)，而且對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道。4．2pH的選擇對兩相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)，對于高度親水的中性分析物，是不適用的。對于酸、堿性分析物，可通過控制溶液的pH值(使分析物以非離子化狀態(tài)存在)來提高分配系數(shù)。 對親水性較強的帶電荷物質(zhì)可利用載體轉(zhuǎn)運三相模式，但這方面的報道目前還很少，有待深入研究。4．3萃取時間和攪拌速率萃取是一個平衡過程，萃取效率與時間長短有關(guān)。為獲得較高的回收率，可適當延長萃取時間；但是時間不能太長，否則中空纖維壁孔中的有機相會有損失，萃取效率反而降低。所以要嚴格控制萃取時間，既保證萃取效率最大，又能得到好的實驗重現(xiàn)性。LPME的萃取時間一般為30～60min。此外通過快速攪拌或振動可增加擴散系數(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，并會促進溶劑的揮發(fā)，降低萃取效率。由于振動可影響整個溶液體系，而攪拌只影響樣品溶液，所以振動的效果比攪拌更好。4．4鹽效應鹽效應是有機萃取中提高萃取率的常用的方法。但對于HF—LIME的研究表明，在樣品溶液中加入鹽對不同分析物萃取效率的影響各不相同，有的提高，有的無明顯變化，有的甚至降低。4．5溫度及其它因數(shù)升溫可提高分析物的擴散速度，但也會加快有機溶劑的揮發(fā)，故需綜合考慮。此外，樣品的粘度、基質(zhì)種類等也會影響萃取速度和回收率。對于動態(tài)HF—LPME還需優(yōu)化微進樣器塞的移動速度，停留時間和萃取循環(huán)次數(shù)等參數(shù)。五液相微萃取與色譜聯(lián)用雙酚A(BPA)、辛基酚(OP)、壬基酚(NP)和對特辛基酚(POP)等酚類環(huán)境污染物是典型的內(nèi)分泌干擾物,極微量就能嚴重干擾人的內(nèi)分泌功能,對人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。因此建立該類毒物快速靈敏的檢測方法在環(huán)境分析和食品分析領(lǐng)域具有重要意義水中酚類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、有機溶劑消耗大、操作繁瑣等缺點。自2006年Assadi等[

7

]首次報道分散液液微萃取(dispersiveliquid-liquidmicroextraction,DLLME)以來,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、操作簡便和環(huán)境友好等優(yōu)點,已逐漸成為一種極具潛力的分離富集技術(shù)[

8

],DLLME已被應用于多種酚類化合物的萃取[

9,10

]。本研究的目標是通過DLLME和熒光衍生化的有效結(jié)合,實現(xiàn)室溫下小體積環(huán)境水樣中4種酚類污染物的快速、簡便、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化合物才完全以分子形式存在,有利于有機溶劑萃取,因此本研究用稀鹽酸將水樣pH調(diào)至4.0再進行萃取。以HPLC-FLD測定的峰面積為參照,用同一份加標水樣對比優(yōu)化DLLME參數(shù)。衍生化反應（ａ）衍生試劑用量、（ｂ）Ｎａ２ＣＯ３－ＮａＨＣＯ３緩沖液用量、（ｃ）衍生時間、（ｄ）衍生溫度對４種酚衍生物峰面積的影響

衍生試劑用量為１５倍于分析物的物質(zhì)

的量（圖２ａ）１００μＬ緩沖溶液（圖２ｂ）３ｍｉｎ、５０℃作為最佳條件

在DLLME中,萃取劑和分散劑的種類及用量是影響萃取效率的重要因素。對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,不但能夠形成穩(wěn)定的兩相,而且HPLC響應值最高,干擾物少,且回收率穩(wěn)定。因此實驗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70μL(圖3a)、分散劑乙腈用量為400μL(圖3b)時,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)化了萃取時間,發(fā)現(xiàn)在漩渦混勻器上劇烈振蕩3min即可獲得最高的HPLC響應值。

采用上述最優(yōu)化條件進行一次DLLME后,完全吸取下層有機相,再對該水樣進行一次DLLME提取并衍生化后進行HPLC-FLD測定,未見4種酚被檢出。該結(jié)果表明所建立的DLLME條件對酚類污染物的萃