本實(shí)用新型涉及一種頂空液相微萃取的注射器針頭簡(jiǎn)易冷卻裝置，屬于分析化學(xué)樣品前處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

單滴液相微萃取是一種采用微量萃取溶劑從樣品中萃取目標(biāo)化合物的微萃取技術(shù)，其中以微量注射器懸掛液滴的頂空單滴液相微萃取方式最為簡(jiǎn)便。這種方式需要解決懸掛液滴在萃取過(guò)程中的穩(wěn)定性。為了增強(qiáng)微量注射器針尖懸掛液滴的穩(wěn)定性，通常的措施包括控制液滴的大小、使用高粘度低揮發(fā)度的萃取溶劑、增加支撐液滴的結(jié)構(gòu)材料、控制較低的萃取溫度等。頂空萃取時(shí)，為了增加頂空相中目標(biāo)化合物的濃度，常常需要對(duì)樣品加熱，使目標(biāo)化合物容易從基質(zhì)中逸出。但加熱樣品提高了頂空樣品瓶?jī)?nèi)的溫度，使萃取劑液滴的溫度提高，粘度下降，容易造成液滴從針尖脫落，較高的溫度還使得萃取溶劑容易揮發(fā)，尤其是萃取劑的揮發(fā)度較大時(shí)，容易造成液滴的萎縮。解決這一矛盾的措施是在萃取過(guò)程中對(duì)萃取劑進(jìn)行冷卻。有文獻(xiàn)報(bào)道是設(shè)計(jì)凸形的樣品瓶蓋，將萃取劑加在凸形部位，利用液滴的表面張力使得萃取劑不會(huì)掉落，然后在凸形的樣品瓶蓋上加上由鋁塊和風(fēng)扇構(gòu)成的冷卻裝置，在頂空萃取時(shí)保持萃取劑液滴處于低溫。這種設(shè)計(jì)需要特制的瓶蓋和體積較大的冷卻裝置，無(wú)法利用微量注射器懸掛液滴的簡(jiǎn)便方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決微量注射器懸掛液滴的頂空單滴液相微萃取方式中樣品需要加熱和萃取劑需要冷卻的矛盾問(wèn)題，提供一種頂空液相微萃取注射器針頭簡(jiǎn)易冷卻裝置。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題采用的技術(shù)方案：頂空單滴液相微萃取注射器針頭的冷卻裝置包括不銹鋼針頭1、固定海綿塊2、一次性塑料杯3和冷卻液4；固定海綿塊2放置于一次性塑料杯3中，不銹鋼針頭1從上至下垂直插入海綿塊2中，針頭部露在海綿塊2外，針尖透過(guò)塑料杯3底部，在塑料杯3中加入冷卻液4，冷卻液液面與海綿塊上面平齊，使用前將該裝置在所需要的冷卻溫度下進(jìn)行整體冷卻至目標(biāo)溫度。

所述的冷卻裝置的使用方法如圖1所示，將圖2冷卻好的裝置放在待萃取的頂空樣品瓶蓋6上，使吸取了萃取劑的微量注射器5的針頭透過(guò)冷卻裝置中的不銹鋼針頭1，插入頂空樣品瓶7中，推出萃取劑液滴8進(jìn)行萃取。冷卻裝置中不銹鋼針頭1的長(zhǎng)度比微量注射器5的針頭短，在微量注射器5的針頭先后穿過(guò)不銹鋼針頭1和頂空瓶蓋6后，能使微量注射器5針頭部分至少大約5mm的長(zhǎng)度暴露在頂空氣相中。

冷卻裝置的不銹鋼針頭1的內(nèi)徑與微量注射器5的針頭外徑相當(dāng)，使注射器5的針頭可以穿過(guò)不銹鋼針頭1，兩針頭之間還能直接接觸，以使冷卻液的溫度可以迅速透過(guò)不銹鋼針頭1傳導(dǎo)到微量注射器5的針頭上。所使用的冷卻液4可以只含單一組分，如水，也可以是多組分的混合物，如水和高分子聚合物的混合液。冷卻裝置的冷卻溫度高于萃取劑的凝固點(diǎn)溫度。

通過(guò)采用冷卻裝置，使得以二氯甲烷、甲醇、正己烷等低沸點(diǎn)、容易揮發(fā)的有機(jī)溶劑作為萃取劑進(jìn)行頂空單滴液相微萃取時(shí)，注射器針尖的萃取劑液滴能夠因?yàn)檩^低的溫度而明顯降低揮發(fā)速度，從而能夠在針尖較長(zhǎng)時(shí)間地維持較大的液滴，有利于頂空樣品瓶?jī)?nèi)氣相中的目標(biāo)化合物與萃取劑液滴之間的傳質(zhì)過(guò)程，提高萃取效率。對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3顯示，在利用二氯甲烷頂空單滴液相微萃取甲基膦酸二甲酯時(shí)，使用冷卻裝置的過(guò)程的萃取效果顯著高于無(wú)冷卻裝置的過(guò)程。

本實(shí)用新型的有益效果：

(1)不改變微量注射器懸掛液滴的頂空液相微萃取方式，通過(guò)對(duì)微量注射器針頭進(jìn)行冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)萃取劑的冷卻；

(2)冷卻裝置使用的一次性塑料杯、海綿塊、不銹鋼針頭都是日常使用的商品，取材容易，價(jià)格低廉；

(3)冷卻裝置簡(jiǎn)單小巧，可以根據(jù)需要改變海綿塊和杯子的大小來(lái)調(diào)節(jié)裝置的大小；

(4)冷卻裝置可以使用多種冷卻劑，可以只含單一組分，如水，也可以是多組分的混合物，如水和高分子聚合物的混合液，這些都是生活中常用的東西，來(lái)源易得；

(5)冷卻裝置進(jìn)行預(yù)冷的方式簡(jiǎn)單，只需將裝置放在冰箱或其它低溫裝置中即可；

(6)由于冷卻裝置簡(jiǎn)易價(jià)廉，可以一次制作多個(gè)，在冰箱中冷卻備用，便于更換，并適應(yīng)萃取樣品數(shù)量較多的情況。

附圖說(shuō)明

圖1頂空液相微萃取注射器針頭的冷卻裝置的使用方式示意圖

圖中：1.不銹鋼針頭；2.海綿塊；3.一次性塑料杯；4.冷卻液；5.微量注射器；6.頂空樣品瓶蓋；7.頂空樣品瓶；8.萃取劑液滴。

圖2頂空液相微萃取注射器針頭的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：1.不銹鋼針頭；2.海綿塊；3.一次性塑料杯；4.冷卻液。

圖3冷卻裝置和無(wú)冷卻裝置進(jìn)行頂空液相微萃取甲基膦酸二甲酯的疊加色譜圖

圖中：A.采用本實(shí)用新型所述的冷卻裝置；B.無(wú)冷卻裝置；縱坐標(biāo)：色譜峰響應(yīng)強(qiáng)度(毫伏mV)；橫坐標(biāo)：時(shí)間(分鐘)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)例1

如圖2所示，頂空液相微萃取注射器針頭的冷卻裝置的如下制作：海綿塊2置于一次性塑料杯3中，不銹鋼針頭1穿過(guò)海綿塊2和一次性塑料杯3的底部，海綿塊中注滿冷卻液4水，將整個(gè)裝置在冰箱冷凍室中冷卻至-18℃。如圖1所示，以二氯甲烷為萃取劑，頂空萃取甲基膦酸二甲酯(DMMP)來(lái)說(shuō)明頂空液相微萃取注射器針頭的冷卻裝置的使用方式，圖3說(shuō)明使用效果。

首先在兩個(gè)相同的10mL頂空樣品瓶7內(nèi)分別加入2μL×100μg/mL的甲基磷酸二甲酯/二氯甲烷溶液，隨后密封瓶蓋6，并將頂空樣品瓶7在40℃金屬浴中預(yù)熱平衡30min，然后用兩支10μL微量注射器5分別吸取10μL二氯甲烷，接著其中一支微量注射器5如圖1所示，微量注射器的針頭依次穿過(guò)圖2冷卻裝置中的不銹鋼針頭1、頂空樣品瓶蓋6，插入一個(gè)頂空樣品瓶7的內(nèi)部，另一支微量注射器5則不經(jīng)過(guò)圖2的冷卻裝置，而是直接穿過(guò)另一個(gè)頂空樣品瓶蓋6，以相同的深度插入頂空樣品瓶7的內(nèi)部，隨后將二氯甲烷液滴8推出，懸掛于針尖，分別以1μL/min的速度推動(dòng)注射器5的推桿，使液滴8保持懸掛于針尖，進(jìn)行頂空液相微萃取，9min后，微量注射器5內(nèi)剩余1μL二氯甲烷，此時(shí)將針尖的二氯甲烷液滴8抽回微量注射器5內(nèi)，分別注入氣相色譜分析。兩者的DMMP色譜圖結(jié)果如圖3所示，其中A是微量注射器的針頭在萃取時(shí)采用本實(shí)用新型所述的冷卻裝置進(jìn)行冷卻，B是微量注射器的針頭在萃取時(shí)無(wú)冷卻裝置。結(jié)果表明，使用冷卻裝置顯著提高了DMMP的頂空萃取富集效果，證明了使用冷卻裝置有利于頂空萃取。另外，這種微量注射器的針頭冷卻裝置制作起來(lái)簡(jiǎn)單易行，所用到的材料常見(jiàn)價(jià)廉，裝置小巧，幾乎無(wú)能耗，可以一次制作多個(gè)，還可重復(fù)使用，使用也很簡(jiǎn)單。