摘要:對國外液相微萃取技術的發展做了介紹,歸納了三種液相微萃取技術的應用方式,指出液相微萃取技術的發展方向,為當前紡織品中有毒有害物質的傳統液相萃取檢測技術的改進提供參考。
關鍵詞:單滴微萃取;分散液相微萃取;中空纖維液相微萃取
1 引言
化學分析領域中任何有毒、有害物質的檢測基本上包括兩個部分:目標物的萃取,儀器的分析。儀器檢測技術的巨大進步使得儀器的靈敏度逐步提高,儀器檢出限不斷降低。然而,最難實現儀器化的樣品萃取過程確是制約整個檢測的瓶頸,因為它決定的不僅是方法的“檢出限”,而且還決定了檢測效率和檢測質量。因此,“檢不出”、“檢不準”、“檢不快”往往并不在于儀器設備,而在于樣品的萃取過程。
萃取包括兩類:物理萃取和化學萃取。物理萃取通常指的是利用萃取物在兩種及以上互不相溶的液相中的不同分配系數達到傳質分離的目的。化學萃取指存在目標物的化學反應(如衍生)的傳質過程。在分析檢測中,應用的最為廣泛當屬物理萃取法。
物理萃取通常稱之為液相萃取。然而,液相萃取需要消耗大量對環境不友好的有機溶劑,也費時和費力[1]。環境的壓力、資源的利用、檢測效率和檢測質量要求的提高都對萃取技術的進步和發展提出了更為迫切的需求。本文對國內外液相萃取技術的進展進行了歸納和總結,希望能對國內檢測方法的技術進步提供參考。
2 液相微萃取技術簡介
從20世紀90年代就出現的液相微萃取技術開始[2],20多年來,液相萃取方法的進步方向就是通過技術上的不斷改進,最終達到利用更少的有機萃取溶劑、更快的傳質速度實現目標物從基質中的有效富集。總體而言,液相微萃取分為以下幾類。
2.1單滴微萃取(single-drop microextraction,SDME)
單滴微萃取仍遵循傳統液相萃取的原理,它利用懸掛在進樣針頭的有機液滴實現對基質中的目標物的富集,富集后提升針桿,液滴縮回針管內,進樣時推動針桿將富含目標物的液滴注入分離系統。在Dasgupta小組進行液相微萃取技術研究基礎之上[2],Jeannot 和Cantwell首次成功將單滴微萃取技術和氣相色譜分離技術聯用并進行水樣中目標物甲基苯乙酮的分析[3],在此次分析中,使用了萃取劑正辛烷僅為8 µL,萃取時間為5 min,方法標準偏差為1.7%。
根據萃取接觸方式的不同,單滴微萃取可以分為:液下單滴微萃取(Directimmersion ,DI-SDME)、頂空單滴微萃取(headspace,HS-SDME)。液下單滴微萃取是將萃取液滴直接浸入到液體樣品中進行的接觸式萃取,此類分析一般適用于諸如水等和萃取劑不溶的極性液體樣品;頂空單滴微萃取指萃取劑懸掛在氣相中的萃取方式,通常應用在分析物首先需要從固體中揮發出來的萃取過程。
根據萃取相的不同,單滴微萃取還可以劃分為:兩相單滴微萃取,三相單滴微萃取。兩相單滴微萃取指的是目標物從基質相(給予相,donor phase)向萃取相(接受相,acceptor phase)中轉移完成的萃取過程。三相單滴微萃取指的是目標物從基質相向萃取相轉移過程中要經過第三相,如頂空單滴微萃取,目標物從基質中揮發到空氣中,然后在從空氣中轉移到萃取劑中。復旦大學鄧春暉研究小組[4]使用一種改進的頂空單滴微萃取技術對茵陳蒿涼茶中的揮發性藥性物質進行了分析,涼茶中的藥性物質使用微波蒸餾4 min,然后用2.0 μL正十二烷液體進行萃取,測試結果證實樣品中含有35中揮發性物質,其中包括20種氨基酸以及維生素C和維生素B。
單滴微萃取常使用甲苯、正己烷、環己烷、二甲苯作為萃取劑[3,5],但受一些萃取苛刻條件如較快的攪拌速度、較高的萃取溫度以及較長萃取時間的影響,萃取液滴的體積、穩定性將發生改變,而這影響了方法的重現性和精度[2]。為了解決這一問題,后來又發展了基于離子液體的單滴微萃取技術[6],離子液體的不象有機溶劑易揮發,同時對水有穩定性,分子結構可以設計,可以根據萃取對象設計萃取性能優良的離子液體萃取劑,因此,這一技術在單滴微萃取中也得到了應用和發展。
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