下载文档原格式
评述与进展多孔中空纤维液相微萃取技术的研究进展罗明标*刘维 李伯平 杨枝(东华理工学院化学生物与材料科学学院,抚州344000)摘 要 基于多孔中空纤维的液相微萃取集采样、萃取和浓缩于一体,具有成本低,易与多种分析仪器联用等特点,该技术不仅可得到较高的富集倍数和回收率,而且具有突出的样品净化功能,有机溶剂用量非常少,是一种环境友好的样品前处理新技术,国内尚未广泛应用。
本文综述了多孔中空纤维液相微萃取的主要装置、萃取模式、影响因素及其应用,引用文献54篇。
关键词 液相微萃取,多孔中空纤维,样品前处理,评述2006 12 26收稿;2007 03 23接受本文系国家自然科学基金资助项目(No .20505003)*E m ai:l m bluo @126.co m1 引 言传统的样品前处理技术不仅操作繁琐耗时,而且需要使用大量对人体和环境有毒、有害的有机溶剂,难以实现自动化等缺点,应用受到很大限制。
因此,发展省时高效、有机溶剂用量少的样品前处理新技术,已成为分析化学研究的热点领域之一[1,2]。
1990年A rthur 等[3]提出固相微萃取(SP ME );1996年Jeanno t 等[4]提出悬滴液相微萃取(SDLP ME ),它是微型化的液液萃取[5,6]。
但是它们都存在许多缺点[7,8],例如SP ME 成本高、存在交叉污染、不能直接与高效液相色谱(HPLC )联用;SD LP ME 的悬滴容易脱落或发生损失,重现性差。
为此,1999年Pedersen B jergaard 等[9]首次提出了以多孔中空纤维为载体的液相微萃取技术(ho llo w fi b erbased li q u i d phase m icroextracti o n ,H F LP ME ),即以多孔的中空纤维为微萃取溶剂(接收相)的载体,集采样、萃取和浓缩于一体。
该技术装置简单(一般只需一支微量进样针、小段多孔中空纤维和样品瓶),具有成本低,易与气相色谱(GC )、高效液相色谱(H PLC)、毛细管电泳(CE )联用等优点;同时微萃取是通过有机溶剂在纤维壁孔中形成的液膜进行传质,在多孔的中空纤维腔中进行萃取,并不与样品溶液直接接触,从而避免了悬滴微萃取(SD LP ME )溶剂容易损失的缺点;而且由于大分子、颗粒杂质等不能通过纤维壁孔,因此还具有SP ME 、SDME 不具备的突出的样品净化功能,扩大了分析底物范围,可用于复杂基质样品的直接分析。
液相微萃取Sustainable analytical procedures (SAPs): 可持续性分析程序,不只是使应用程序合理化, 而是更轻松、更经济实惠地保持整个应用程序环境的可持续发展。
微萃取的成功之处在于高效和绿色。
实现SAPs的途径包括：(1)在LPME中使用绿色萃取剂。
(2)LPME中绿色能源的使用。
(3)新型材料如硅胶和纳米颗粒的使用。
(4)Development in hyphenation of LPME with suitalble analytical techniques液液萃取的缺点：大量毒性有机溶剂的使用，有限的富集因子和繁冗的程序。
LPME的发展历程：原型initial prototypes✧1995, Liu and Dasgupta首次提出基于微滴的分析技术：基于可溶性气体吸附的天然过程，利用毛细管顶端的微滴来收集气体样品中的NH3和SO2，同时引入不断降落的液滴来替代静止的液滴。
✧Cardoso and Dasgupta提出采用14-57微升的液膜替代球形液滴，从而提供更好的接触界面。
✧Liu and Dasguptash首次提出“液中液”体系，把1.3微升的氯仿悬浮于一个更大的水滴中，从而萃取十二烷基硫酸钠离子对。
✧1996, Jeannot and cantwell提出另一种分析技术：用聚四氟乙烯棒作为一种与水不互溶的有机溶剂的载体，然后直接浸入水样中。
微萃取过程完成后，取出聚四氟乙烯棒，用微量调节注射器收集富集的有机液滴，然后进行相应的分析。
单滴微萃取SDME微滴液相微萃取就是用微量进样器取一定量的有机溶剂(作为萃取溶剂)，将针尖侵入到待测溶剂中，挤出进样器中的有机溶剂，使有机溶剂形成一个小液滴悬挂在针尖上。
SDME的如下几种形式：●微滴直接浸入水样中，直接液相微萃取●微滴浸入流动的水样中●微滴浸入位于水样上的低密度的和水不相溶的有机溶剂中●微滴暴露于样品上的底部空间，顶空液相微萃取总的说来，通过减小萃取剂和水样的体积比，能够获得较高的富集倍数。
液相微萃取技术简介及应用汕头市科毅仪器设备有限公司1.引言z样品的前处理技术对分析的结果有着重要影响，一直倍受关注z液相微萃取(Liquid Phase Microextraction,LPME) 或(Solvent Micro-Extraction，SME)的思想源于液-液萃取，最早文献报道是Jeannot和Cantwell采用8ul辛烷对水性样品中目标物4-甲基苯乙酮的萃取z该技术可独立作为样品的前处理技术，也可与气相色谱、液相色谱联用2.液相微萃取的特点z有机溶剂用量小，一般为几到几十微升，污染少z集目标物的萃取、纯化、浓缩于一步，操作简单，劳动强度小z无需特殊设备，成本低z通过调节萃取用溶剂的极性或者酸碱性，可实现选择性萃取，可减少基质干扰3.液相微萃取的萃取模型z静态液相微萃取(Static Liquid-Phase Micro-Extraction, Static-LPME)z动态液相微萃取(Dynamic Liquid-Pphase Micro-Extraction, Dynamic-LPME)A.静态液相微萃取z萃取由目标物在相间的平衡实现z操作简单z富集效果较差z灵敏度较低B.动态液相微萃取z操作相对复杂z灵敏度较Static-LPME高z富集效果较好z重现性较Static-LPME稍差z采用自动化操作有望获得较高的重现性动态液相微萃取自动化的实现z CTC CombiPAL多功能自动进样器液体/顶空/SPME/SPDE/热解析…...z Matrix 多功能前处理仪SPME/SPDE/LPME/HS4.液相微萃取的取样方式z直接液相微萃取（Direct Liquid-Phase Micro-Extraction,Direct-LPME）z顶空液相微萃取（Head Space Lliquid-Phase Micro-Extraction，HS-LPME）z液相微萃取/反萃取（Liquid-Phase Micro-Extraction with back extraction,LPME/BE)A.直接液相微萃取z液体基质中的分析物，基质一般较为纯净z液滴稳定性z膜保护措施B.顶空液相微萃取z液相微萃取与顶空取样分析的结合z特别适合于挥发性或半挥发性微量有机化合物的萃取z复杂基质：如生物样品C.液相微萃取/反萃取z萃取过程：接受相z用于有机溶剂富集效率不高的目标物5. 影响萃取效率的因素z有机溶剂z有机溶剂体积z萃取时间z萃取温度z搅拌速率z盐效应z pH值z对于Dynamic–LPME还有如下影响因素：活塞拉动速率，活塞往复次数，取样体积6. 研究现状z研究主要集中在液态基质上，分析方法主要为GC/MS,HPLC/MS及毛细管电泳z环境监测：水或土壤中污染物如芳香胺、多环芳烃、有机氯农药、除草剂等z饮料分析：酒中醇类，及污染物赭曲霉素Az生物分析：如血液7. 烟草中挥发性成分析z烟叶中成分复杂，到目前为止已检测到的成分有2500多种z挥发性成分：酸、碱等z影响烟草的感官特性及吃味特征z吸烟与健康z如何建立一种快速有效的分析方法8.HS-LPME/MALDI-FTMS分析z顶空取样与液相微萃取的结合z顶空液相微萃取适合于烟草中挥发性成分的分析前处理z基质辅助激光解析电离-傅里叶变换质谱（MALDI-FTMS）具有较高的检测灵敏度9.HS-LPME/MALDI-FTMS对挥发性酸碱进行定性分析z A.试验流程图B.顶空液相微萃取装置图液相微萃取操作过程C. MALDI靶制备过程D. HS-LPME/MALDI-FTMS分析试验内容z萃取溶剂，萃取溶剂体积，萃取温度，萃取时间一定z不同加热温度的影响，考察了60、80、100、120、140摄氏度下萃取情况，结果如图z不同NaOH溶液体积的影响，分别考察了1，2，3，4ml，结果如图z不同浓度NaOH处理的影响，现仅考察了0.1mol/l及0.5mol/l的NaOH 溶液，结果如图①不同加热温度的图谱②加入不同体积的0.1mol/l的NaOH处理后的图谱③不同浓度的NaOH（0.1mol/l,0.5mol/l）处理的图谱通过试验初步确定了以下条件z据目标物性质而选定的萃取溶剂---[水：丙酮（1：1）+ 三氟醋酸（几滴）+ 2，5-二羟基苯甲酸]，在室温，萃取溶剂2μl，萃取时间10min的前提下z用2ml 0.1mol/lNaOH溶液处理烟样后，在95摄氏度下加热,所得的图谱效果较好z经典图谱如下：通过该图谱及精确分子量计算，基本可以确定所测到的碱的可能结构如下，可通过二级质谱进一步确认。
液相微萃取技术研究进展分析化学中的样品前处理非常重要。
传统的样品前处理方法通常存在步骤繁琐费时、萃取效率低、难实现自动化或联用、液态样品易乳化等诸多缺点。
近年来，随着绿色化学和环境化学的兴起和发展，大量有毒有机溶剂的使用引起了人们的广泛关注，高效、快速的无溶剂或少溶剂的样品制备与前处理方法的研究已成为现代分析化学研究的前沿课题之一[1]。
文章就对液相微萃取技术进行了相关研究，供大家参考。
标签：液相微萃取技术；研究；分析1 引言作为一个理想的样品制备与处理方法应具备以下条件：（1）选择性好；（2）操作简便；（3）成本低廉；（4）不用或少用对环境及人体有影响的溶剂；（5）应用范围广，适用于各种分析测试方法，甚至联机操作。
液相微萃取（LPME）是近年来发展起来的一种新型的样品前处理技术。
与传统的样品前处理技术相比，LPME具有如下优点：（1）该技术集采样、萃取和浓缩于一体，操作简单方便，快捷、低廉；（2）萃取效率高，富集效果好，有时富集效果甚至可达1000倍以上；（3）它消耗有机溶剂量非常少（几至几十μL），是一项环境友好的样品前处理新技术，且所需样品溶液的量较少（1～10mL左右），因此特别适合于环境样品中痕量、超痕量污染物和生物样品等复杂基质中低浓度药物的测定；（4）便于实现仪器联用化，现在已经实现了它和高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）、高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）和毛细管电泳（CE）等的在线联用。
该技术克服了传统样品前处理技术的诸多不足，适应了绿色化学发展的要求，因此得到了迅速的发展，它与HPLC、GC、HPLC-MS 等联用技术在化学、药学、生物、临床医学和环境分析等领域有极为广泛的应用前景。
2 液相微萃取的原理液相微萃取的思想源于液-液萃取。
从与仪器的兼容性来看，目前LPME主要有两种萃取模式：两相LPME和三相LPME。
两相LPME是一个基于分析物在样品及小体积的有机溶剂两相之间平衡分配的过程[2]。
高效液相色谱仪分析样品时常见的预处理方法高效液相色谱仪分析样品的预处理方法有过滤、离心、加速溶剂萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取和衍生化等。
一、过滤常用的滤膜材质有纤维素、聚四氟乙烯和聚酰胺。
其中聚酰胺应用最广，是亲水材料，适合水溶液的过滤，不被HPLC常用溶剂所腐蚀，不含添加剂。
加速溶剂萃取1、原理：加速溶剂萃取是在提高温度（50～200℃）和压力（10.3～20.6MPa）下，用溶剂萃取固体或半固体样品。
2、特点：与传统萃取方式相比，加速溶剂萃取具有溶剂用量少、快速、对不同基体可用相同的萃取条件、萃取效率高、选择性好、使用方便、安全性好和自动化程度高等特点。
二、超临界流体萃取超临界流体萃取是利用超临界流体对物质的特殊溶解性能原理而建立的萃取方法。
超临界二氧化碳作为常用的萃取剂已被广泛应用于天然药物中非极性和弱极性有效成分的提取。
三、固相萃取1、原理：固相萃取是通过采用选择性吸附和选择性洗脱对样品进行富集、分离和净化，可以将其近似地看作一种简单的液固色谱过程。
2、固相萃取方法：（1）使液体样品溶液通过吸附剂，保留其中被测物质，然后选用适当强度溶剂冲去杂质，再用少量溶剂迅速洗脱被测物质，从而达到快速分离净化和浓缩的目的。
（2）可选择性吸附干扰杂质，让被测物质流出。
（3）可同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。
四、固相微萃取1、原理：固相微萃取是基于涂敷在纤维上的高分子涂层或吸附剂和样品之间的吸附－解吸平衡原理，集采样、萃取、浓缩和进样于一体的无溶剂的样品微萃取方法。
2、常用固相微萃取方法：（1）直接固相微萃取：适用于气体基质和干净的水基质。
（2）顶空固相微萃取：适用于任何基质，尤其是直接固相微萃取无法处理的脏水、油脂、血液、污泥和土壤等。
（3）膜固相微萃取：通过选择性高分子渗透膜将样品与萃取头分离，进行间接萃取。
渗透膜的作用是使萃取头不被基质污染，提高萃取的选择性。
液相微萃取的概念及应用作者：淡美俊赵怡来源：《中国科技术语》2015年第01期摘要：液相微萃取是近十几年发展起来的一种新型的样品前处理技术，集采样、萃取和浓缩几个步骤于一体，具有快速、简便、绿色环保等优势，已被广泛应用于各个领域化学分析检测的样品前处理过程。
文章对液相微萃取的概念、特点、技术分支及应用进行了介绍。
关键词：液相微萃取，样品前处理中图分类号：N04；O6 文献标识码： A文章编号：1673-8578（2015）01-0057-03Abstract：Liquidphase microextraction（LPME） is a kind of novel sample pretreatment technique that integrates sampling， extraction and concentration into a single step. LPME has many advantages， such as rapid，simple， convenient， environmentfriendly， and is widely used in various fields. This paper introduced LPME in the aspects of conception， features， technology and application.Keywords： liquidphase microextraction， sample preparation引言在任何化学分析检测过程中，特别是对于复杂样品中微量/痕量有机成分的分析检测，样品前处理是整个过程中十分重要的一个环节。
有报告显示，在一次完整的分析检测过程中，超过80%的时间都被用于样品前处理。
迄今为止，各种传统的样品前处理技术多达几十种，最常用的有液液萃取、索氏萃取、超声萃取、蒸馏及固相萃取等。
双水相液液微萃取高效液相色谱法测定水中磺胺类抗生素的实验方法仪器和试剂：1. 高效液相色谱仪（HPLC）：选择适合分析的HPLC仪器，配备UV检测器。
2. 色谱柱：使用C18反相色谱柱。
3. 移液器：用于精确加样。
4. 手动或自动移液器：用于制备标准曲线和样品的稀释。
5. 1mol/L盐酸：用于调整溶液pH值。
6. 无水乙腈和甲醇：用于制备溶液。
7. 纯水：用于制备溶液和洗涤溶液。
实验步骤：1. 样品准备：收集待测水样，并按需求进行前处理。
例如，可以通过透析、固相萃取等方法去除样品中的干扰物。
2. 制备标准曲线：准备一定浓度的磺胺类抗生素标准溶液，通过多次稀释，得到一系列浓度的标准溶液。
分别注入HPLC仪器进行测试，绘制磺胺类抗生素浓度和峰面积的标准曲线。
3. 样品处理：取一定体积的样品，加入一定量的内标溶液，并经过两相水相液液微萃取过程。
首先，用无水乙腈和甲醇混合制备乙腈-甲醇溶液；然后，加入样品和内标溶液，振荡混合，待分离得到两相液体；最后，将有机相注入HPLC仪器进行测试。
注意事项：1. 液相微萃取过程中，应严格控制萃取剂的体积和浓度，以及样品的体积和浓度，以保证对磺胺类抗生素的萃取效率。
2. HPLC仪器的流速、柱温和检测波长等参数应根据具体仪器和分析要求进行调整。
3. 建议进行空白试验和内标校正，以提高分析结果的准确性和可靠性。
4. 在进行样品处理过程中，应注意实验室操作规范，避免交叉污染和误操作。
参考文献：1. 李斌，郭玉海，李永明. 环境和食品中磺胺类抗生素类残留的微量分析. 光谱学与光谱分析，2015，35(9): 2396-2401.2. Pragya, P., Dwivedi, V., Sairam, K., et al. Recent developments, challenges and opportunities in the application of liquid-liquid extraction (LLE) coupled with high-performance liquid chromatography. Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies, 2018, 41(6): 287-333.。
