懸浮固化分散液液微萃取技術(shù)的研究進(jìn)展

馬智玲 李凌云 高青珍 魏長賓 劉玉革 方佳

(1.農(nóng)業(yè)部熱帶果樹生物學(xué)重點實驗室中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所,海南?？?571101;2.農(nóng)業(yè)部蔬菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,海南海口 571101;3.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院,海南?？?571101)

懸浮固化分散液液微萃取技術(shù)的研究進(jìn)展

馬智玲1李凌云2高青珍2魏長賓1劉玉革1方佳3＊

(1.農(nóng)業(yè)部熱帶果樹生物學(xué)重點實驗室中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所,海南海口 571101;2.農(nóng)業(yè)部蔬菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,海南?？?571101;3.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院,海南?？?571101)

懸浮固化分散液液微萃取是一種新的分散液液微萃取技術(shù)。該技術(shù)所用萃取劑為長鏈脂肪烴或脂肪醇,因不含氯元素、綠色環(huán)保而受到分析人員的關(guān)注。本文對懸浮固化分散液液微萃取技術(shù)研究進(jìn)展及其在分析領(lǐng)域的應(yīng)用、今后的發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡單闡述。

懸浮固化分散液液微萃取 樣品前處理 研究進(jìn)展

分散液液微萃取技術(shù)是一種新型的液相微萃取技術(shù)，它具有濃縮富集倍數(shù)高、快速、簡單等優(yōu)點，已在環(huán)境水樣、飲品、食品、礦物樣品以及生物流體、土壤樣品的分析中得到廣泛應(yīng)用。由于常規(guī)分散液液微萃取使用的萃取劑一般為有毒的含氯有機試劑，危害環(huán)境和人體健康，應(yīng)用逐漸受到限制，并且當(dāng)使用氣相色譜(ECD)分析時，萃取劑不能直接進(jìn)樣，還存在溶劑轉(zhuǎn)換等問題。為解決上述問題，2008年，Leong等[1]提出了一種新型的分散液液微萃取技術(shù)為懸浮固化分散液液微萃取(DLLME-SFO)，該技術(shù)所用萃取劑為長鏈脂肪烴或脂肪醇，如十一醇、十二醇、十六烷等，因不含氯元素、綠色環(huán)保而受到分析人員的關(guān)注。本文對DLLME-SFO技術(shù)研究進(jìn)展及其在分析領(lǐng)域的應(yīng)用、今后的發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡單闡述。

1 DLLME-SFO方法的原理

當(dāng)使用密度小于水的萃取劑時，分散液液微萃取也可以采用懸浮固化的方式，即DLLME-SFO是一種新的分散液液微萃取技術(shù)。DLLME-SFO具體試驗過程如下：取適量萃取劑溶解到分散劑中，將此混合液注入到水相中，此時在分散劑的作用下，溶液以乳濁狀態(tài)存在，萃取劑以小液滴狀態(tài)均勻分布于水相中，由于萃取劑與水相接觸面積極大，它會在很短時間內(nèi)將水相中的目標(biāo)物萃取出，在離心的過程中，由于萃取劑密度小于水而上浮到溶液表面，采用低溫固化法(離心管置于冰浴上，熔點低的萃取劑即可凝固成固態(tài))收集漂浮在水相表面的萃取劑，最后于室溫下溶解，上機測定。

DLLME-SFO一般只適合對非極性較強和中等極性物質(zhì)進(jìn)行提取、濃縮，而分配系數(shù)大于500的極性較強物質(zhì)，DLLME-SFO萃取效率很低。在分析離子型化合物時，可以調(diào)節(jié)溶液的酸堿性使其以分子狀態(tài)存在，來提高目標(biāo)物的回收率。一般通過富集倍數(shù)(EF)和萃取回收率(R%)來評價DLLME-SFO萃取效率的好壞。以下是兩個參數(shù)的計算公式：

Csed是萃取相中目標(biāo)物的濃度，C0是樣品中目標(biāo)物的濃度。

表1 懸浮固化-分散液液微萃取技術(shù)常用的萃取劑

Vsed是萃取相中目標(biāo)物的體積，V0是樣品中目標(biāo)物的體積。

2 DLLME-SFO技術(shù)的影響因素

影響DLLME-SFO萃取效果的因素有很多，如萃取劑的種類和體積，分散劑的種類和體積，水相離子強度和pH等因素。下面對各個影響因素做具體分析。

2.1 萃取劑的種類和體積

萃取劑需要對目標(biāo)物具有較強的溶解能力，且顯著大于水溶液的溶解能力。為了分離方便，萃取劑不能溶于水。DLLME-SFO常用的萃取劑有十一醇，1-十二醇，2-十二醇，十六烷，1-溴代十六烷，1，10-二氯癸烷等[2]，表1中列出了這幾種萃取劑的熔點。

根據(jù)目標(biāo)物性質(zhì)的不同和檢測儀器的不同，需要選取合適的萃取劑，以獲得較高的濃縮倍數(shù)和回收率，并使得最終提取劑適合于儀器分析，如用氣相色譜(ECD)分析時，萃取劑不能含有氯元素，此時的萃取劑適合采用長鏈脂肪烴或脂肪醇。萃取劑量直接影響離心后有機萃取相的體積，從而影響濃縮效果。試驗中需要選擇合適的萃取劑體積，以保證滿足足夠上機體積的同時又能獲得較高的濃縮倍數(shù)。

2.2 分散劑的種類和體積

分散劑要求既能溶于水，又能和萃取劑互溶，它的作用是使萃取劑以小液滴狀態(tài)均勻分散存在于水中。常用的分散劑有乙腈、丙酮、甲醇等，分散劑的選擇和用量與萃取劑和水的選擇有關(guān)。選擇合適的分散劑可以獲得較好的濃縮倍數(shù)和回收率，分散劑體積過小或過大都會影響試驗結(jié)果。分散劑體積小，影響萃取劑在水中的分散效果；分散劑體積大則會加大萃取劑在水中的溶解度，使得最終得到的萃取劑體積小，不方便進(jìn)樣，而且隨著待測物在水中的溶解度增加，目標(biāo)物不易轉(zhuǎn)移到萃取劑中，從而使得回收率降低。

2.3 水相的離子強度和pH

離子強度和pH也會影響待測物在水中的溶解度，合適的離子強度和pH會使得待測物更容易轉(zhuǎn)移到萃取相中，提高萃取效率；同時萃取劑在水中的溶解度也會發(fā)生改變，最終影響沉淀相體積，從而改變分析物的濃縮倍數(shù)。常用來調(diào)節(jié)水溶液離子強度的鹽類有氯化鈉，它屬于中性鹽，不影響溶液酸堿度，而鹽酸、氫氧化鈉或酸堿緩沖溶液來調(diào)節(jié)溶液pH。

3 DLLME-SFO技術(shù)研究進(jìn)展

3.1 萃取劑種類的選擇

DLLME-SFO使用密度低于水的十一醇、十六烷、十二醇等擴大了分散液液微萃取萃取劑的選擇，使得此方法符合分析化學(xué)綠色環(huán)保的要求。王宇等[3]建立了溶劑去乳化-DLLME-SFO結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)同時測定水樣中8種有機氯農(nóng)藥的方法，以正十六烷作為萃取劑，將其與分散劑丙酮混合后，快速注入水樣，獲得乳化體系并完成萃取，然后加入丙酮作為去乳化劑破壞乳化體系，不需要經(jīng)過離心即能使兩相分層，經(jīng)冰浴冷凍使其固化后，取出上層凝固的有機相，在室溫下融化后，取上清液進(jìn)行分析，該方法獲得良好的回收率，富集倍數(shù)為96-101。馬曉薇等[4]建立了DLLME-SFO方法對水樣中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥進(jìn)行萃取，并通過氣相色譜法進(jìn)行測定，使用毒性低的1-十二醇作為萃取劑，甲醇-乙腈(體積比1∶2)為分散劑，實驗證明此方法對8種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥有很好的提取效果，富集倍數(shù)為586～1442。

3.2 分散劑種類的擴展

DLLME-SFO中使用的分散劑一般為有機試劑乙腈、丙酮等，而在有些研究中，萃取過程不使用分散劑或用表面活性劑等代替，也可獲得較好的試驗結(jié)果。表面活性劑屬于兩性分子，它同時具有親水和疏水基團(tuán)，通過吸附在兩相液體界面間來降低油水界面張力，可使不溶于水的有機相分散于水中，形成均一體系。由于它對有機相和水相均具有親和力，可使萃取劑均勻分散在水中，達(dá)到了快速萃取的目的。Moradi等[5]用表面活性劑做分散劑，液相色譜法測定了水中的氯酚，實驗過程中將萃取劑辛醇加到含有分散劑表面活性劑(CTAB)的水中，此時CTAB可將辛醇均勻分散于水樣中，形成乳濁液，離心后取出上層辛醇即可測定。

3.3 待測物范圍的擴大

應(yīng)用DLLME-SFO除了可以分析非極性較強的農(nóng)藥外，還可用來萃取其它有機化合物和無機物質(zhì)等，但它對極性較強的物質(zhì)萃取效果較差。Mei-I. Leong等[6]應(yīng)用DLLME-SFO-氣相色譜法測定了水樣中的1，2-二氯乙烯， 1，2，4-三氯乙烯，四氯乙烯，六氯丁二烯，4-溴聯(lián)苯醚，該方法以2-十二醇作為萃取劑，丙酮作為分散劑，得到了很好的效果。Mohammad Rezaee等[7]應(yīng)用DLLME-SFO-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定了水樣中金屬鋁，采用1-十一醇作為萃取劑，該方法線性范圍為1.0ug/L～250.0ug/L，檢出限為0.8ug/L。

DLLME-SFO對極性強的物質(zhì)萃取效果較差，研究中一些分析工作者通過調(diào)節(jié)溶液pH值，使離子型化合物以分子狀態(tài)存在，從而成功地萃取測定了這類物質(zhì)。Campone等[8]用1，2-二溴乙烷作為萃取劑測定了谷物中的赫曲霉素和酸性物質(zhì)，處理中將凈化好的甲醇/水提取液的pH調(diào)節(jié)到2，使離子型的酸性物質(zhì)變?yōu)榉肿訝顟B(tài)，再將1，2-二溴乙烷加入到溶液中進(jìn)行萃取，然后將萃取液用乙腈/水(v/v=1/1)溶劑置換后，用液相色譜測定，方法檢出限為0.01-0.17 μg/kg，濃縮倍數(shù)為2.5倍，回收率范圍為67%-92%。

3.4 樣品基質(zhì)的選擇

DLLME-SFO由于凈化程度小，一般用于檢測水樣、果汁等簡單基質(zhì)。楊麗等[9]建立了以二乙基二硫代氨基甲酸鈉為配位劑，十二醇為萃取劑，乙醇為分散劑的DLLME-SFO-火焰原子吸收光譜法測定水樣中痕量鉛的方法，回收率為90.1%-100.7%。畢歡等[10]采用DLLME-SFO-GC測定化妝水中4種鄰苯二甲酸酯類增塑劑，1-十二醇作為萃取劑，該方法回收率88%-108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%-3.3%，富集倍數(shù)為800-1578倍，與其它測定鄰苯二甲酸酯類增塑劑的前處理方法對比，該方法操作簡單快速、靈敏度高，可滿足化妝水中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的分析要求。但我們課題組[11]建立了QuEChERS-DLLME-SFO-GC測定復(fù)雜基質(zhì)蔬菜中6種菊酯類農(nóng)藥殘留的方法，待測樣品用含1%乙酸乙腈溶液提取，用混合固相分散提取凈化后經(jīng)DLLME-SFO濃縮，其中以乙腈為分散劑，十六烷為萃取劑，結(jié)果在黃瓜和番茄基質(zhì)中6種菊酯類農(nóng)藥平均回收率為84.84%～111.94%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.48%～9.61%，均獲得了滿意的分析結(jié)果。

4 DLLME-SFO技術(shù)的發(fā)展趨勢

DLLME-SFO易于實現(xiàn)相轉(zhuǎn)移，不需使用高密度、含氯有毒溶劑，同時具有操作簡單、快速、成本低、富集倍數(shù)高、萃取時間短等特點而成為一種備受關(guān)注的綠色友好的分離富集技術(shù)。其研究方向主要為新的萃取劑或分散劑的開發(fā)、與各種新方法聯(lián)用的建立、與各種分析儀器的聯(lián)用、分析物及分析基質(zhì)范圍的拓展、自動化操作及與儀器在線聯(lián)用的實現(xiàn)等。相信隨著研究的不斷深入，DLLME-SFO將更好地發(fā)揮其在污染物痕量、超痕量分析領(lǐng)域中的巨大作用。

[1]Leong M.I,et al.Journal of Chromatography A,2008,1211(1-2):8-12.

[2]王瑩瑩,等.分析化學(xué),2010,10(38):1517-1522.

[3]王宇,朱成華,等.色譜,2013,31(11):1076-1080.

[4]馬曉薇,倫小文,等.農(nóng)藥,2013,52(2): 110-113.

[5]Moradi M,et al..Talanta,2010,82(5):1864-1869.

[6]Mei-I.Leong,et al.Journal of Chromatography A,2008,1211(1-2):8-12.

[7]Mohammad Rezaeea,et al..Journal of Hazardous Materials,178(1-3):766-770.

[8]Campone L,et al.Journal of Chromatography A.2011,1218(42):7648-7654.

[9]楊麗,李超,等.化學(xué)研究與應(yīng)用.2012,1(24):21-25.

[10]畢歡,等.分析測試學(xué)報,2013,32(7):823-828.

[11]高青珍,馬智玲,等.食品工業(yè)科技,2014,10(35):53-56.

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項(NO.1630062013006);2013年優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品重大技術(shù)推廣項目;全國熱帶農(nóng)業(yè)科技協(xié)作網(wǎng)運行模式研究(NO.1630012012012);農(nóng)村綜合改革示范試點專項。

馬智玲(1986—),女,碩士研究生,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與食物安全。

方佳。