分散液液微萃取應(yīng)用的研究進(jìn)展

趙姍姍金 煬王 香王超越童勝?gòu)?qiáng)

（浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，浙江 杭州310014）

樣品前處理技術(shù)是減少基體效應(yīng)，富集分析物、衍生樣品或保護(hù)儀器的重要步驟，過去十年來(lái)其發(fā)展主要集中在小型化、簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化方面，用于降低材料、人員成本。傳統(tǒng)液液萃取、索氏萃取等樣品制備方法存在各種缺點(diǎn)，如耗時(shí)、冗長(zhǎng)、消耗大量有毒溶劑、在一定程度上不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析等；近年來(lái)出現(xiàn)了微萃取技術(shù)，如固相微萃?。?］、分散液相微萃?。?］、單滴微萃取、分散液液微萃取，與傳統(tǒng)方法比較大多具有簡(jiǎn)單、快速、提取溶劑少的特點(diǎn)。

分散液液微萃取是一種基于液液萃取的快速、方便、有機(jī)溶劑消耗較小的綠色萃取方式，自從2006 年提出后不斷應(yīng)用于水樣、食品、農(nóng)產(chǎn)品、化妝品、生物樣品、中藥等物質(zhì)中成分的分析。低密度萃取、表面活性劑萃取、離子液體［3］等綠色萃取劑的運(yùn)用，解決了傳統(tǒng)萃取劑毒性問題，同時(shí)擴(kuò)大了選擇范圍，提高了萃取效率。超聲、微波、渦旋［4］、空氣［5］、泡騰輔助［6］，以及固化懸浮有機(jī)液滴［7］、終止溶劑［8］技術(shù)的采用可進(jìn)一步提高萃取效率，同時(shí)與其他處理技術(shù)（如固相萃取技術(shù)［9］）聯(lián)用以用于樣品前處理過程也越來(lái)越廣泛。為了提高萃取重復(fù)性和過程簡(jiǎn)便性，自動(dòng)化分散液液微萃取成為近年來(lái)研究熱點(diǎn)［10］。由于萃取過程受萃取劑及分散劑種類和體積、樣品離子濃度、溶液pH 等多種因素影響，對(duì)其條件的優(yōu)化顯得格外重要，已有正交矩陣、響應(yīng)面曲線、期望函數(shù)等方法的報(bào)道［11］。本文就分散液液微萃取的原理，以及在農(nóng)藥、重金屬、中藥成分分析方面的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)研究提供參考。

1 簡(jiǎn)介

1.1 原理 分散液液微萃取一般用注射器將合適的萃取劑和分散劑混合物快速注入水相，使樣品在分散劑的作用下與極小體積的萃取劑液滴接觸，形成乳濁液，經(jīng)離心或破乳后將溶質(zhì)從水相中轉(zhuǎn)移到萃取劑中，從而實(shí)現(xiàn)了樣品成分富集，再通過色譜方法等進(jìn)行分析（圖1），若萃取劑密度比水大，則萃取物在離心管底部；若使用低密度萃取劑，則萃取物在離心管上部。這種方式極大增加了萃取劑與溶質(zhì)的接觸面積，加快了萃取平衡，使分析物迅速在萃取劑中富集，大大縮短了樣品前處理時(shí)間，因其操作簡(jiǎn)單，有機(jī)溶劑消耗少，近年來(lái)不斷被應(yīng)用于樣品預(yù)處理［12］。

圖1 分散液液微萃取原理

1.2 影響因素及常用分析方法 萃取劑及分散劑種類和體積、樣品離子濃度、溶液pH 等因素是分散液液微萃取成功應(yīng)用的關(guān)鍵，已有學(xué)者對(duì)最新萃取劑和分散劑種類進(jìn)行綜述，介紹了萃取劑所需條件，三氯甲烷等傳統(tǒng)高密度萃取劑，十二醇等低密度萃取劑，1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽等環(huán)境友好離子液體萃取劑，CATB 等表面活性劑類萃取劑，以及分散劑需滿足的條件、甲醇等常用分散劑［13］。隨著技術(shù)成熟，萃取劑種類也越發(fā)廣泛，Rastegar等［14］將四氫呋喃、1-癸醇（4∶1）形成超分子溶劑作為萃取劑，用于萃取富集鉛離子。

分散液液微萃取與分析方法結(jié)合后對(duì)富集分析物進(jìn)行分析，是實(shí)驗(yàn)最終目的。與該技術(shù)相結(jié)合的檢測(cè)方法有氣相色譜、高效液相色譜、紫外-可見分光光度、質(zhì)譜、高效毛細(xì)管電泳、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICPAES）等［15-17］。

2 應(yīng)用

目前，分散液液微萃取在水樣中應(yīng)用最多，其次在食品、生物樣品、土壤中，而在藥物、中藥成分分析中相對(duì)較少［18］。以下主要介紹其在農(nóng)藥殘留、重金屬、中藥及其制劑成分分析方面的最新進(jìn)展。

2.1 農(nóng)藥殘留

2.1.1 單用 Rezaee 等［19］于2006 年首次提出“分散液液微萃取”的概念，并用于分析水樣中有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、取代苯類化合物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）等物質(zhì)；Cacho 等［20］采用原位離子液體-分散液液微萃取測(cè)定了不同來(lái)源環(huán)境水體中9 種有機(jī)磷農(nóng)藥；Wang 等［21］以低密度甲苯為萃取劑將微波輻射用于破乳，實(shí)現(xiàn)了三唑類殺菌劑在水樣中的相分離和富集，并優(yōu)化了微波功率、微波時(shí)間、超聲時(shí)間、萃取溶劑種類和體積，鹽濃度等條件，測(cè)得3 種三唑類農(nóng)藥的適宜富集因子為425～636，回收率在89.3%～108.7%之間。研究表明，微量Ziram（二甲基二硫代氨基甲酸鋅）會(huì)影響金納米粒子形成，導(dǎo)致了沉淀相吸光度變化；以四氯化碳為有機(jī)相原位生成納米金為基礎(chǔ)時(shí)，可為分散液液微萃取提供了良好的精密度和新的檢測(cè)方法［22］。

2.1.2 聯(lián)合應(yīng)用 目前，國(guó)內(nèi)外主要的綠色微萃取技術(shù)有分散固相微萃取、攪拌棒吸附萃取、中空纖維液相微萃取、分散液液微萃取等［23］，根據(jù)這些方法的優(yōu)點(diǎn)和性能將它們結(jié)合使用，可減少單一萃取方式不足。將固相微萃取與分散液液微萃取相結(jié)合來(lái)測(cè)定小麥、玉米中擬除蟲菊酯農(nóng)藥、蔬菜中19 種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留時(shí)，其回收率均在76%以上［24-25］。

2.2 重金屬富集

2.2.1 單用 分散液液微萃取以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在痕量金屬離子樣品前處理方面中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。新型功能性離子液體——硫代水楊酸三辛甲基銨（TOMATS）具有螯合劑、萃取劑雙重作用，在最佳條件下與電熱原子吸收光譜法聯(lián)用時(shí)可用于測(cè)定人體血液和血清中鎘［26］。與有機(jī)懸浮固化分散液液微萃取相似，Werner 等［27］建立了離子液體超聲輔助水相凝固技術(shù)，對(duì)天然水樣中Ni2＋、CO2＋、Cd2＋、Cu2＋、Pb2＋進(jìn)行液相色譜紫外檢測(cè)，并進(jìn)行水相凝固以使萃取劑與水相得到更好的分離，發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化條件下5 種元素的預(yù)富集系數(shù)分別為211、210、209、207、211，回收率均在97%～102%之間。

2.2.2 聯(lián)合應(yīng)用 隨著分散固相微萃取技術(shù)的發(fā)展，固相萃取材料不斷更新，石墨烯、磁性納米粒子也被用作吸附劑［28］，將其與分散液液微萃取結(jié)合用于水樣中金屬離子的富集測(cè)定時(shí)，解決了后者選擇性較差的不足。Filik 等［29］采用室溫離子液體分散液液微萃取、分散磁固相微萃取相結(jié)合的兩步微萃取技術(shù)，用于水樣中痕量鈷離子的火焰原子吸收光譜測(cè)定，采用室溫IL-1-乙基-2，3-二甲基咪唑雙（三氟甲基磺酰基）酰亞胺［Emim］［Tf2N］作為第一步萃取劑，第二步添加磁性Fe3O4納米粒作為吸附劑，在有機(jī)溶劑中收集分析物，磁固相分離后再用0.1 mol／L HCl 洗脫富集物配合物。

2.2.3 自動(dòng)化 隨著分散液液微萃取的成熟，通過對(duì)萃取方法的選擇、萃取裝置的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，自動(dòng)化越來(lái)越受到關(guān)注，也成為今后該技術(shù)發(fā)展方向之一。它能提高分析重復(fù)率，簡(jiǎn)化操作步驟，增大分析量，但目前也面臨著分離較為困難、必須使用對(duì)分析物有高溶解性的萃取溶劑、原理不同所需儀器也會(huì)有相應(yīng)變化等難題，而且即使是所謂的“完全自動(dòng)化”，往往也需要人工干預(yù)，例如小瓶替換或改變樣本。

在自動(dòng)化儀器方面，基于流量的分析器具有1 個(gè)實(shí)驗(yàn)室注射器與1 個(gè)集成的攪拌系統(tǒng)，1 個(gè)噴霧器與1 個(gè)加熱單程噴霧室，以及1 個(gè)旋轉(zhuǎn)注射閥，用于微萃取系統(tǒng)與檢測(cè)儀器之間的在線接口，具有定量金屬提取的特點(diǎn)，在海水、鹽、果汁中相對(duì)回收率分別為94%～103%、93%～100%、92%～99%［30］。Liu 等［31］設(shè)計(jì)并研制了分散液液微萃取裝置，直接與高效液相色譜-冷蒸氣原子熒光光譜系統(tǒng)耦合，用于測(cè)定天然水中甲基汞、乙基汞、無(wú)機(jī)汞含有量。完整的分析程序包括螯合、萃取、相分離、提取、注射，以及高效液相色譜-冷蒸氣原子熒光光譜定量，都是自動(dòng)化。Horstkotte 等［32］將分析物反萃取到硝酸中，在線注射到電感耦合等離子體發(fā)射光譜中，并首次報(bào)道了碘酸鉀氧化分解螯合物優(yōu)點(diǎn)，以分析物回收率幾何平均值為理想函數(shù)，采用Box-Benkhen 多元分析法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，氧化反萃取法測(cè)定沿海海水、代用消化液、土壤滲濾液中的金屬種類，測(cè)得Cd、Cu、Pb 回收率分別為90%～118%、68%～104%、86%～112%。

2.3 中藥分析 中藥組成復(fù)雜，對(duì)單一成分的分析較為困難，故開發(fā)1 種簡(jiǎn)單有效的方法來(lái)進(jìn)行提取和靈敏測(cè)定是相關(guān)熱點(diǎn)。分散液液微萃取作為樣品前處理技術(shù)，已有應(yīng)用于中藥活性成分及其藥代動(dòng)力學(xué)分析，以及中藥質(zhì)量的控制方面的報(bào)道，但近年來(lái)將其作為樣品前處理的研究相對(duì)較少，故具有極大的研究?jī)r(jià)值。

2.3.1 中藥材 Barfi 等［33］采用注射器內(nèi)反式液-液微萃取法，在羅勒、茴香、蒲公英提取物中同時(shí)提取對(duì)茴香醛、反式茴香醚及其異構(gòu)體雌二醇，同時(shí)測(cè)定人血漿、尿液中三者含有量。分散液液微萃取與高效液相色譜結(jié)合時(shí)，可快速測(cè)定白芷及其制劑元胡止痛片中4 種呋喃香豆素類成分的含有量［34］。齊墩果酸、熊果酸的異構(gòu)體三萜酸、熊果酸都具有很低的紫外吸收，并且始終存在于同一種植物中，難以分離和同時(shí)測(cè)定，分散液液微萃取與高效液相色譜-紫外相結(jié)合時(shí)，可用于兩者提取和測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在最佳條件下均得到較好的萃取效率，富集因子分別為1 378、933，方法回收率分別為88.2%～116.2%、85.7%～108.2%，并成功地應(yīng)用于白花蛇舌草、日本絨螯蟹中相關(guān)成分富集和測(cè)定［35］。分散液液微萃取在生物堿分析提取方面也有應(yīng)用，如大鼠尿液中小檗堿，博落回中6 種生物堿，苦參注射液中苦參堿、果蠅堿同時(shí)富集、萃取、測(cè)定等［36-38］。在植物甾醇分析方面，Sun 等［39］用4′-羧基取代羅沙明作為5 種植物甾醇的衍生試劑，首次采用薯蕷皂甙元作為內(nèi)標(biāo)，反雙超聲輔助液液微萃取去除微波輔助衍生過程中過量的衍生試劑和催化劑，減少了后續(xù)檢測(cè)干擾，并應(yīng)用UPLC-MS 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)的方式來(lái)測(cè)定功能性食品、中草藥中植物甾醇及其衍生物含有量，已成功應(yīng)用于植物油（葵花油、橄欖油、玉米油、花生油）、牛奶、橙汁、豆奶、花生乳、藥材（人參、靈芝、蟲草、何首烏）中5 種植物甾醇含有量的測(cè)定。

2.3.2 中藥制劑 為了提高溶出物的低檢出靈敏度，Guo等［40］采用分散液液微萃取對(duì)藿香正氣片溶出樣品中多種成分進(jìn)行提取、富集分析。結(jié)合HPLC-UV 分析時(shí)，5 個(gè)目標(biāo)組分富集因子達(dá)到43～119 倍，3 種質(zhì)量濃度下對(duì)厚樸酚、厚樸酚加樣回收率為90.2%～99.4%；Mu 等［41］采用旋渦超聲輔助分散液液微萃取對(duì)冠心舒通膠囊的成分及其代謝產(chǎn)物進(jìn)行了鑒定，發(fā)現(xiàn)在大鼠血漿中鑒定了3 個(gè)原型和15 個(gè)代謝產(chǎn)物，隨后進(jìn)行了主要生物活性成分和代謝物（異冰片、丁香酚、樟腦）的藥動(dòng)學(xué)研究。

重金屬污染、農(nóng)藥殘留嚴(yán)重影響中藥質(zhì)量，但由于其成分較為復(fù)雜，故需對(duì)已有分析方法進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。目前，已有報(bào)道以二硫腙為螯合劑，四氯化碳、乙醇分別為萃取劑、分散劑的萃取方式，并采用毛細(xì)管電泳法，可克服共存離子對(duì)樣品的干擾，用于黃連中總銅、水溶性銅含有量的測(cè)定［42］。Ma 等［43］將分散固相微萃取與超聲輔助分散液液微萃取相結(jié)合，通過UPLC／MS 對(duì)中藥樣品中5 種三唑類殺菌劑（替布康唑、烯效唑、六效唑、三唑和氟曲福酚）殘留量進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在最佳條件下其回收率為80.2%～103.2%。

2.4 其他方面 分散液液微萃取-氣相可用于測(cè)定地表水中的吡啶含有量［44］；原位分散液液微萃取離子液體磁回收聯(lián)用UPLC 與PDA 檢測(cè)可定量分離水樣中2，4-二羥基二苯甲酮、2，2′，4，4′-四羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮［45］；Mohammadi 等［46］通過微波輔助萃取-液液萃取-氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)分離測(cè)定食用油中多環(huán)芳烴，然后采用響應(yīng)面法對(duì)萃取分散劑種類、體積、微波時(shí)間、NaCl用量、pH 值等提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；在微波提取過程中，用乙腈-丙酮（50∶50）和甲醇-KOH 兩步萃取油樣中多環(huán)芳烴，測(cè)得對(duì)多環(huán)芳烴富集系數(shù)為81～124，RSD 為5.2%～9.1%；Yuan 等［47］制備了磁性納米復(fù)合材料聚吡咯改性磁性多壁碳納米管，并建立了磁固相萃取-液液微萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用分析方法測(cè)定環(huán)境水樣中8 種磺胺類抗生素含有量，發(fā)現(xiàn)磁固相萃取和分散液液微萃取相結(jié)合的預(yù)處理工藝比單純磁性固相萃取具有更好的凈化能力，在優(yōu)化條件下各抗生素回收率在78.3%～95.6%之間。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

分散液液微萃取是近年來(lái)發(fā)展的一種樣品前處理技術(shù)，其原理簡(jiǎn)單，篩選低毒萃取劑（離子液體、表面活性劑等）和分散劑、更新萃取模型、創(chuàng)新分散方式（如無(wú)分散劑、超聲輔助、微波輔助等）是關(guān)鍵所在。將該技術(shù)與其他樣品預(yù)處理技術(shù)相結(jié)合時(shí)，可克服前者缺點(diǎn)，提高選擇性和提取效率，拓寬應(yīng)用范圍；與其他檢測(cè)方法相結(jié)合時(shí)，可擴(kuò)大儀器應(yīng)用范圍，提高儀器靈敏度，降低檢測(cè)限，也是該技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。

目前，分散液液微萃取對(duì)食品、中藥、生物樣品等復(fù)雜樣品進(jìn)行分析時(shí)，因提取效率較低、選擇性較差而應(yīng)用較少，尤其是中藥活性成分分析。隨著中藥行業(yè)發(fā)展，對(duì)中藥質(zhì)量控制的要求越來(lái)越嚴(yán)格，故在痕量物質(zhì)檢測(cè)時(shí)發(fā)展一種具有靈敏度好、效率高、操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，并能保留有效成分，分離去除無(wú)效成分和雜質(zhì)的樣品預(yù)處理技術(shù)十分重要。目前，分散液液微萃取主要用于中藥中香豆素類、揮發(fā)油類、萜類、生物堿類、黃酮類、蒽醌類等成分的分析，但鮮有涉及多糖類、苷類，故今后將擴(kuò)大該技術(shù)應(yīng)用范圍，為其在中藥分析方面的研究提供更大的參考價(jià)值，也使相關(guān)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。