專利名稱：一種超聲輔助頂空液相微萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頂空液相微萃取的樣品前處理方法，特別涉及一種超聲輔助頂空液相微萃取方法。
背景技術(shù)：
樣品前處理技術(shù)對分析結(jié)果有著重要影響，一直倍受關(guān)注。目前廣泛應(yīng)用的預(yù)處理技術(shù)有液液萃取(LLE)，固相萃取(SPE)，固相微萃取(SPME)，膜萃取等。經(jīng)典的液液萃取操作繁瑣，使用大量對人和環(huán)境有毒或有害的有機(jī)溶劑，且不易實現(xiàn)自動化。SPE技術(shù)以高效，可靠，溶劑用量少等優(yōu)點在許多領(lǐng)域得到快速發(fā)展，但它需要洗脫，純化物質(zhì)，以滿足氣相色譜(GC)或高效液相色譜(HPLC)等儀器分析的要求。SPME是一種無溶劑的樣品前處理技術(shù)，集采樣，萃取，濃縮于一體，具有簡單，快速，方便等優(yōu)點，在環(huán)境樣品，食品和臨床上已廣泛應(yīng)用。但SPME萃取頭較貴，使用壽命短，多次使用還存在交叉污染問題，將它與HPLC聯(lián)用時還需一個專門的解吸裝置。液相微萃取(LPME)是隨著近代環(huán)境分析技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的快速，精確，靈敏度高，環(huán)境友好的新型的前處理技術(shù)(Jeannot M.A，Cantwell F.F.，Anal Chem，1996，682236-2240.)，結(jié)合了LLE和SPME的優(yōu)點，所需有機(jī)溶劑少，操作簡單，集萃取，純化，濃縮于一步完成，靈敏度高，富集效果好。該技術(shù)不僅可單獨使用，還可與氣相色譜，液相色譜聯(lián)用。LPME有兩種形式，一為靜態(tài)頂空液相微萃取，一為動態(tài)頂空液相微萃取。就靜態(tài)頂空液相微萃取而言，其具體操作為將盛有少量(2-5微升)萃取劑的微量注射器插入盛有待測樣品的樣品瓶的頂空，小心推動注射器活塞，使針筒中存儲的萃取劑在針尖形成微小的液滴。使用磁力攪拌樣品瓶中溶液，使待測分析物不斷地從樣品溶液中揮發(fā)進(jìn)入頂空相，再從頂空相萃取到萃取劑微滴中。該方法已經(jīng)成功地用于測定各種水樣，牛奶等樣品中的揮發(fā)性半揮發(fā)性有機(jī)污染物，如多環(huán)芳烴，酚類，多氯芳烴，芳香胺，苯氧醚類除草劑和酞酸酯等(VanessaC.，Chrystelle B.-M.，Lu Y.，Paulette M.，Ralph E.S.，Zoltán M.，Talanta，2004，63555-560.；Yadollah Y.，Mohammad H.，Majid H.-H.，Mojtaba S.，Talanta，2004，62265-270.；Lorena V.，Antonio C.，Nicolas K.，Elefteria P..，Journal of Chromatography A，2005，108925-30.。)然而在實驗中存在以下問題(1)由于液滴純粹依靠液體與空氣間的表面張力懸掛在針尖上，使得萃取劑體積不能太大(一般不超過5微升)，而適當(dāng)增加萃取劑體積有利于提高萃取效率和方法的靈敏度。
(2)針尖上懸掛的液滴會因微小的震動而滴落，因而實驗對實驗環(huán)境要求非常高，還需要實驗操作者極其細(xì)心，而且樣品池的攪拌速度也必須調(diào)得很低。
(3)由于液滴體積的減小，其蒸汽壓上升，導(dǎo)致萃取劑極易揮發(fā)，萃取時間受到限制，一般來說分析物在兩相之間的平衡達(dá)到以前就已經(jīng)停止萃取，平衡并不能真正實現(xiàn)，導(dǎo)致富集效果相對較差，靈敏度相對較低；對于極性的萃取劑，因為頂空相中的水蒸氣進(jìn)入萃取劑，致使萃取劑液滴體積增大，容易導(dǎo)致萃取劑從針尖脫落，導(dǎo)致實驗失敗(Yadollah Y.，Mohammad H.，Majid H.-H.，Mojtaba S.，Talanta，2004，62265-270)。
(4)此外，由于分析物在萃取溶劑中的溶解過程是放熱過程，低溫有利于加速分析物在溶劑中的溶解，縮短平衡到達(dá)時間，然而高溫能夠促進(jìn)分析物從樣品基質(zhì)中釋放出來，進(jìn)而縮短到達(dá)平衡的時間且可在一定程度上增加分析物在萃取溶劑中的溶解度，提高靈敏度，但是在實際操作中，很難同時實現(xiàn)樣品基質(zhì)的相對高溫和萃取溶劑的相對低溫。
由于以上問題的存在，常規(guī)頂空液相微萃取方法操作要求較高，且靈敏度上不盡人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述不足，對常規(guī)頂空液相微萃取方法進(jìn)行改進(jìn)，提供了一種超聲輔助頂空液相微萃取方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種超聲輔助頂空液相微萃取方法(見附圖1)，其方法步驟為1)、取潔凈超聲清洗器1一臺，一片隔熱板2，一個0.2毫升PCR管6，一個樣品瓶7，瓶塞8；冰浴4，其隔熱板2的尺寸與超聲清洗器1的水浴部分相吻合；2)、將樣品瓶7固定于隔熱板中間部位，樣品瓶中盛樣品，隔熱板蓋在超聲清洗器1的水浴上，樣品瓶下部浸入在超聲清洗器水浴中；3)、剪除0.2毫升PCR管6的管蓋，在PCR管中盛裝10-40微升萃取液5；4)、將0.2毫升PCR管6管口朝上塞入樣品瓶7的瓶塞8的小孔中，瓶塞8塞進(jìn)盛有樣品的樣品瓶中且0.2毫升PCR管底部朝上，密封，樣品瓶上部和0.2毫升PGR管一同置于冰浴4中；5)、超聲10～30分鐘，進(jìn)行頂空液相微萃取，放置10～30分鐘，取萃取液進(jìn)樣作HPLC分離檢測。
其中所用的隔熱板2為厚型塑料泡沫板。樣品瓶為普通15.0毫升青霉素試劑瓶，配瓶塞8(橡膠塞)，瓶塞上開一個小孔。冰浴中放冰袋。
PCR管就是類似離心管的尖頭塑料小管子，它的學(xué)名就是PCR管。
上述方法裝置中，超聲清洗器為商品化儀器，無特別要求。超聲清洗器的作用有兩個一是提供熱水浴，加熱樣品溶液，加速基質(zhì)中揮發(fā)性組分的揮發(fā)。二是通過超聲振蕩使溶液產(chǎn)生連續(xù)的新表面來增加目標(biāo)分析物從樣品轉(zhuǎn)移到頂空相的驅(qū)動力，由于超聲的功率較攪拌大很多，因此提高了萃取效率。
上述方法中，隔熱板為厚型塑料泡沫，其尺寸與超聲清洗器水浴部分相吻合，以便隔絕超聲產(chǎn)生的熱量。隔熱板中心部位開一個圓孔以固定樣品瓶。
上述方法中，0.2毫升PCR管(市購)的管蓋事先剪除，底部盛裝有少量萃取劑(10-40微升，視需要而定)。將裝有萃取液的PCR管管口朝上塞入樣品瓶的瓶塞中。再將此瓶塞塞進(jìn)盛有樣品的樣品瓶中，密封。PCR管的作用是盛裝極性萃取劑。懸掛在管底的液滴除了受到重力和液滴與空氣間的表面張力之外，液滴還受到液滴與PCR管壁間的吸附力作用，由于兩個表面張力的豎直分方向一致，其合力較大，因此，液滴體積能夠超過10微升甚至達(dá)到40微升。考慮到液相色譜的進(jìn)樣量，萃取劑體積一般選擇20微升。
上述方法中，冰浴的作用是保持萃取溶劑的相對低溫。如上所述，分析物的溶解是一個放熱過程，低溫有利于加速分析物在萃取劑中的溶解，縮短到達(dá)平衡的時間。
本超聲輔助頂空液相微萃取方法的優(yōu)點1、用PCR管取代微量注射器針尖，儲存萃取劑體積大，并能保持其在振蕩中的穩(wěn)定性，使萃取量大大增大同時萃取時間能夠得到有效地延長；萃取效率高、簡單、方便、廉價、有機(jī)溶劑消耗量小。
2、用超聲振蕩取代磁力攪拌，效率高。
3、用超聲水浴和外加冰浴簡單地實現(xiàn)樣品和萃取劑溫度的調(diào)控。超聲加熱水浴，加速分析物從基質(zhì)中的揮發(fā)；引入冰浴保證了萃取劑的相對低溫，加速分析物在萃取物中的溶解，縮短到達(dá)平衡時間。
這種方法極大地簡便了操作，能有效避免科學(xué)研究中因操作者不小心而導(dǎo)致的失敗，同時這種方法的靈敏度與萃取效率較常規(guī)的頂空液相微萃取方法大為提高，非常適合于水相中揮發(fā)性半揮發(fā)性組分的萃取、富集。


圖1為超聲輔助頂空液相微萃取方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1超聲清洗器，2.隔熱板，3.頂空，4.冰浴，5.萃取液，6.PCR管，7.樣品瓶，8瓶塞。
具體實施例方式
本發(fā)明的實例結(jié)構(gòu)如圖1所示，由一臺超聲清洗器1，一片隔熱板2，一個0.2毫升PCR管6，一個樣品瓶7，瓶塞8；冰浴4組成。隔熱板中心部位固定樣品瓶，樣品瓶下部浸入在超聲清洗器水浴中，0.2毫升PCR管底部盛裝有20微升萃取液5。裝有萃取液的PCR管管口朝上塞入樣品瓶7的瓶塞8的小孔中，瓶塞8塞進(jìn)盛有樣品的樣品瓶7中且PCR管6底部朝上，密封，樣品瓶上部和0.2毫升PCR管一同置于冰浴4中。
利用本發(fā)明測定水樣中的氯酚將10毫升1微克/毫升樣品(2-氯酚，2.4-二氯酚，2.6-二氯酚)，1毫升濃度為1摩爾的HNO3，1克NaCl加入15.0毫升樣品瓶中，以PCR管盛裝試樣鑲嵌入瓶塞8，塞緊，密封。將此瓶放入裝有50℃水的超聲清洗器，超聲20分鐘，放置30分鐘，取萃取液進(jìn)樣，HPLC分離檢測。
色譜條件色譜柱XDB 150毫米×4.6毫米(5微米)；流動相甲醇∶水＝70∶30(體積∶體積)；流速1毫升/分鐘；檢測波長245納米。
其結(jié)果與常規(guī)頂空液相微萃取相比較，前者是后者的6倍。并將其應(yīng)用于實際水樣中氯酚的測定，回收率在80.7-117.6％之間。而且本法用到的PCR管，青霉素瓶，超聲清洗器以及冰袋，均是市場常見之物。本發(fā)明的超聲輔助頂空液相微萃取裝置，操作方法簡單，易行，萃取效率高，非常適合于復(fù)雜水樣中揮發(fā)性半揮發(fā)性組分的萃取、富集。
權(quán)利要求
1.一種超聲輔助頂空液相微萃取方法，其特征在于方法步驟為1)、取潔凈超聲清洗器(1)一臺，一片隔熱板(2)，一個0.2毫升PCR管(6)，一個樣品瓶(7)，一個瓶塞(8)，冰浴(4)，其隔熱板的尺寸與超聲清洗器的水浴部分相吻合；2)、將樣品瓶(7)固定于隔熱板中間部位，樣品瓶中盛樣品，隔熱板蓋在超聲清洗器(1)的水浴上，樣品瓶下部浸入在超聲清洗器水浴中；3)、剪除0.2毫升PCR管(6)的管蓋，在PCR管中盛裝10-40微升萃取液(5)；4)、將0.2毫升PCR管(6)管口朝上塞入樣品瓶(7)的瓶塞(8)的小孔中，瓶塞(8)塞進(jìn)盛有樣品的樣品瓶(7)中且0.2毫升PCR管(6)底部朝上，密封，樣品瓶(7)上部和0.2毫升PCR管(6)一同置于冰浴(4)中；5)、超聲10～30分鐘，進(jìn)行頂空液相微萃取，放置10～30分鐘，取萃取液作HPLC分離檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲輔助頂空液相微萃取方法，其特征在于隔熱板(2)為厚型塑料泡沫板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲輔助頂空液相微萃取方法，其特征在于樣品瓶(7)為普通15.0毫升青霉素試劑瓶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲輔助頂空液相微萃取方法，其特征在于冰浴(4)中放冰袋。
全文摘要
一種超聲輔助頂空液相微萃取方法，其方法是取潔凈超聲清洗器(1)一臺，一片隔熱板(2)，一個0.2毫升PCR管(6)，一個樣品瓶(7)，一個瓶塞(8)，冰浴(4)；將樣品瓶(7)固定于隔熱板中心部位，樣品瓶中盛樣品，隔熱板蓋在超聲清洗器(1)的水浴上，樣品瓶下部浸入在超聲清洗器水浴中；剪除0.2毫升PCR管(6)的管蓋，在PCR管中盛裝10－40微升萃取液(5)；將PCR管管口朝上塞入瓶塞的小孔中，瓶塞塞進(jìn)盛有樣品的樣品瓶中且PCR管底部朝上，密封，樣品瓶上部和PCR管一同置于冰浴(4)中；超聲萃取。本方法利用PCR管，使萃取液量增大，萃取時間有效地延長；萃取效率高、檢測靈敏度高，操作簡單，非常適合于復(fù)雜水樣中痕量揮發(fā)性半揮發(fā)性組分的萃取和富集。
文檔編號G01N1/40GK101053704SQ20071005160
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者徐暉, 廖穎, 姚進(jìn)榮 申請人:華中師范大學(xué)