（分析化学专业论文）弱电离化合物加速溶剂萃取及其液相色谱分析研究.pdf

a n a l y s i so fw e a k l y i o n i z e dc o m p o u n d su s i n ga c c e l e r a t e d s o l v e n te x t r a c t i o na n d l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y m a j o r ：a n a l y t i c a lc h e m i s t r y d i r e c t i o no fs t u d y ： c h r o m a t o g r a p h i ca n a l y s i s g r a d u a t es t u d e n t ： c h e n gp e n g s u p e r v i s o r ： p r o f z h uy a n p r o f c h e nm e il a n a u g u s t ，2 0 0 8t oa p r i l ，2 0 10 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者( 签字) ： 撞鸿 签字f t 期： 丝2 芝：墨! ! 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解( 学校) 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授 权( 学校) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所 将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息 服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 本论文是否保密： 是 否 如需保密，保密期限为： 学位论文作者签名： 帮聊为 f 鏖- 7 - e t 期：o f d 年6 月i1 日 导师签字：铼岩 签字日期：口年月i 日 样品的制备与前处理是色谱分析过程中至关重要的一步，样品前处理方法的选择 直接影响到分析方法的可靠性、准确性。本文研究了加速溶剂萃取在提取复杂样品中 弱电离化合物的应用，建立了加速溶剂萃取( a s e ) 一高效液相色谱法( h p l c ) 提取测定复 杂样品中弱电离化合物；同时本文还初步研究了高效液相色谱法在分离手性化合物中 的应用。 本论文主要包括以下内容： 1 首先对色谱分析法中样品前处理技术进行了评述，并对其应用进行了总结，综 述了加速溶剂萃取技术的原理和操作方法，对其在样品前处理方面的应用研究进行了 重点总结。 2 建立了加速溶剂萃取一高效液相色谱提取测定复杂基体中弱电离化合物的方法， 并将该方法成功应用到提取测定桑叶中黄酮类物质以及饲料中磺胺类药物，考察了萃 取剂、萃取时间、萃取温度、料液比等因素对提取效率的影响，并优化了色谱条件， 系统地研究和比较了加速溶剂萃取、超声辅助萃取和加热回流萃取对目标物质的提取 效率，在优化的提取条件下，黄酮类物质和磺胺类药物的回收率范围分别是 8 0 5 8 4 0 、8 3 2 9 3 1 ，两种方法的检测限( s n = 3 ) 分别是3 2 - 3 8 9 9 k g 、 4 7 7 8 r t g k g ，结果令人满意，为加速溶剂萃取在色谱分析中的应用奠定了基础。 3 初步研究了高效液相色谱法在分离手性化合物中应用，采用高效液相色谱法成 功的分离测定了化妆品中美白成分熊果苷的两种异构体以及烟酰胺的含量，实验采用 n a c l 溶液和二氯甲烷的混合液( 2 ：l ，v ) 作为提取液，熊果苷和烟酰胺的线性范围分 别为0 0 7 5 0 ，0 0 6 5 0 ，o 0 5 5 0m g l ，该法用于化妆品测定测定时回收率范围为 9 1 7 一1 0 9 6 ，实验表明该法准确可靠。 关键词：高效液相色谱；样品前处理；加速溶剂萃取；手性分离 a b s t r a c t s a m p l ep r e p a r a t i o na n dp r e t r e a t m e n ta r ei m p a r t a n tp r o c e d u r e si nc h r o m a t o g r a p h i ca n a l y s i s ，w h i l e t h es e l e c t i o no fp r e t r e a t m e n tm e t h o d si sd i r e c t l yr e l a t e dt ot h er e l i a b i l i t ya n da c c u r a c yo fa na n a l y t i c a l m e t h o d i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，t h ea p p l i c a t i o no fa c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ( a s e ) i ne x t r a c t i n g w e a k l yi o n i z e dc o m p o u n d sf r o mc o m p l e xs a m p l ew a ss t u d i e d am e t h o do fa s e - h p l cf o r s i m u l t a n e o u se x t r a c t i o na n dd e t e r m i n a t i o no fm u l t i c o m p o n e n ti nc o m p l e xs a m p l e sw a sd e v e l o p e d a t t h es a m et i m e ，t h ea p p l i c a t i o no fh p l ci ns e p a r a t i o no fc h i r a lc o m p o u n d sw a sa l s os t u d i e d t h e f o l l o w i n gc o n t a n t sa r ei n c l u d e d ： 1 a tf i r s t ，s a m p l ep r e p a r a t i o nf o rc h r o m a t o g r a p h i ca n a l y s i sw e r er e v i e w e d ，a n dt h ea p p l i c a t i o n s w e r es u m m a r i z e da tt h es a m et i m e t h ep r i n c i p a la n dp r o c e d u r eo fa s ew e r eb r i e f l yi n t r o d u c e d , t h e a p p l i c a t i o na n ds t u d yo f a s e i ns a m p l ep r e p a r a t i o nw e r ea l s os u m m a r i z e di nd e t a i l 2 o n em e t h o do fa s e - h p l ct oe x t r a c ta n dd e t e r m i n a t eo fw e a k l yi o n i z e dc o m p o u n d sf r o m c o m p l e xm a t r i xw a se s t a b l i s h e d ，a n dt h a tt h em e t h o dh a sb e e ns u c c e s s f u l l ya p p l i e dt oe x t r a c ta n d d e t e r m i n a t eo ff l a v o n o i d si nm u l b e r r yl e a v e sa n ds u l f o n a m i d e si nf e e d t h ee f f e c to fs o l v e n t ，s t a i ct i m e ， t e m p r e t u r e ，s o l i d l i q u i dr a t i oa n do t h e rf a c t o r st h a ti n f l u e n c et h ee x t r a c t i v ee f f i c i e n c yw e r es t u d i e d a n d t h et h ec h r o m a t o g r a p h i cc o n d i t i o n sw e r ea l s oo p t i m i z e d d i f f e r e n te x t r a c t i o nm e t h o d so fe x t r a c t i v e e f f i c i e n c y , i n c l u d i n ga s e ，u l t r a s o u n d - a s s i s t e de x t r a c t i o na n dh e a tr e f u xe x t r a c t i o nw e r ec o m p a r e d u n d e rt h eo p t i m i z e de x t r a c t i o nc o n d i t i o n s ，t h er e c o v e r yr a n g ew e r e8 0 5 一8 4 o 、8 3 2 一9 3 i ，a n d t h ed e t e c t i o nl i m i t ( 伽= 3 ) w e r e3 2 - 3 8 i _ t g k ga n d4 7 7 8 1 a g k g ，r e s p e c t i v e l y r e s u l t sa r es a t i s f a c t o r y , a n dt h em e t h o dl a i dt h ef o u n d a t i o nf o ra s ei nc h r o m a t o g r a p h i ca n a l y s i s 3 p r e l i m i n a r ys t u d yo ft h ea p p l i c a t i o no fs e p a r a t i n gc h i r a lc o m p o u n d sb yh p l c ah p l cm e t h o d f o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft w oo p t i c a li s o m e r so fa r b u t i n ( a - a r b u t i n ，f l - a r b u t i n ) a n dn i a c i n a m i d ei n c o s m e t i c sw a sd e v e l o p e d t h es a m p l e sw e r ee x t r a c t e db yt h em i x t u r eo fs a l tw a t e ra n dc h l o r o f o r m ( 2 ：1 ， 啪t h el i n e a rr e l a t i o n s h i p so fa a r b u t i n ，f l - a r b u t i na n dn i a c i n a m i d ew e r e0 0 7 - 5 0 ，o 0 6 - 5 0 ，0 0 5 5 0 m g l ，r e s p e c t i v e l y t h em e t h o dh a sb e e na p p l i e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fa r b u t i na n dn i a c i n a m i d ei n c o s m e t i c sw i t hr e c o v e r i e so f91 7 - 10 9 6 t h i sm e t h o di sr a p i d s i m p l ea n ds u i t a b l ef o rt h ed e t e c t i o n o fw h i t e n i n gi n g r e d i e n t si nc o s m e t i c k e yw o r d s ：h p l c ，s a m p l ep r e p r a t i o n ，a s e ，c h i r a ls e p a r a t i o n i i 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目录i 第1 章绪论1 1 1 引言1 1 2 色谱分析样品前处理概述1 1 2 1 固体样品前处理技术2 1 2 2 液体样品前处理技术7 1 2 3 气体样品前处理技术1 5 1 2 4 加速溶剂萃取技术1 7 1 3 其他样品前处理方法2 1 1 4 色谱分析法在分离弱电离和手性化合物中的应用2 2 1 4 1 色谱法在分离弱电离化合物中的应用2 2 1 4 2 色谱法在手性化合物分离中的应用2 3 1 5 本文研究依据和主要研究内容2 3 第2 章a s e - h p l c 测定桑叶中芦丁和槲皮素的含量2 5 2 1 引言2 5 2 2 实验部分2 5 2 2 1 仪器与试剂2 5 2 2 2 色谱条件2 6 2 2 3 对照品溶液的制备2 6 2 2 4 色谱行为2 6 2 2 5 工作曲线2 7 2 2 6 样品处理及提取工艺流程2 7 2 3 结果与讨论2 8 2 3 1 测定波长的选择2 8 2 3 2 流动相的选择2 8 2 3 3 加速溶剂萃取条件的优化2 9 2 3 4 加速溶剂萃取与其他萃取技术相对比3 3 2 3 5 桑叶中芦丁和槲皮素的含量测定3 4 2 4 结论3 4 第3 章a s e - h p l c 法测定饲料中的磺胺类药物3 5 3 3 3 2 5 样品处理及提取工艺流程3 7 3 3 结果与讨论3 8 3 3 1 测定波长的选择3 8 3 3 2 流动相的选择3 8 3 3 3 加速溶剂提取条件的优化3 9 3 3 4 加速溶剂提取和超声辅助提取效果比较4 1 3 3 5 饲料样品分析4 2 3 4 结论4 4 第4 章高效液相色谱法测定化妆品中a 一熊果苷、b 一熊果苷及烟酰胺4 5 4 1 引言4 5 4 2 实验部分4 6 4 2 1 仪器试剂4 6 4 2 2 色谱条件4 6 4 2 3 样品前处理4 6 4 3 结果与讨论4 7 4 3 1 最佳吸收波长的选择4 7 4 3 2 流动相的选择4 7 4 3 3 样品预处理4 7 4 3 4 标准工作曲线及方法检出限4 8 4 3 5 精密度实验4 9 4 3 6 样品测定与回收率4 9 4 4 结论5 1 第5 章总结与展望5 2 致谢5 3 参考文献5 4 个人简介及硕士期间发表的论文6 5 桂 1 1 引言 世界性的科学技术的发展和进步，有力的推动了分析化学的发展，作为分析 化学的重要组成部分，色谱法从一出现就对科学进步和生产发展起了重要推动作 用。在上世纪3 0 4 0 年代，色谱法在分离复杂的生物组成领域发挥了它独特的作 用；5 0 年代为石油工业的研究和发展做出了贡献；6 0 - - 7 0 年代色谱分析法成为 石油化工、化学工业等部门不可缺少的分析检测工具川。目前色谱法已广泛应用 在食品分析、卫生调查和评价、化妆品和香料组成分析、法庭科学、医药科学、 环境科学、材料科学以及商业质量检验等行业或领域。 色谱技术的快速发展使其对样品的前处理技术提出了更高的要求，随着分 析方法对灵敏度、选择性和速度要求的不断提高，样品前处理技术也得到了前所。 未有的发展。传统的样品前处理方法，如：有机溶剂萃取方法很难同时高效地完 成净化、浓缩、预分离的任务，而且通常存在步骤繁琐费时、溶剂消耗量大、较 难自动化或与其他分析仪器实现在线联用、萃取效率低、液态样品易乳化等缺陷 【2 ，3 】 0 色谱分析过程中样品制备是一个非常重要和复杂的过程。选择正确的样品 制备技术及其方法可以最大程度地发挥现代分析仪器设备的分析测试功能，样品 制备技术的发展同样也拓宽了样品的分析范围和检测限。所以当代的色谱分析工 作者应当熟悉掌握各种各样的样品制备方法和技术，在分析具体样品时可以选择 正确的样品前处理技术，为分析结果的准确、可靠和有效提供强有力保证【4 j 。 近年来新提出并得以快速发展的色谱样品前处理方法极大的促进了色谱分 析的发展，并提高了色谱分析的效率和速度，很多样品前处理方法具有操作简便、 耗时短、节省溶剂、易实现自动化和在线联用等优点。本章针对目前常用的色谱 分析样品前技术进行了综述。 1 2 色谱分析样品前处理概述 样品在采集之后要尽快的制备成适合于色谱仪器分析的样品，以便进行色谱 分析。适合色谱分析的样品应能够满足如下条件【4 】： ( 一) 样品应符合所选用色谱方法的分离能力，即能将欲测组分和其他杂质组分 桂林理工大学硕士学位论文 分离开，如果分不开，则应该进行预分离。 ( 二) 样品应符合所选用色谱方法的检测能力。 色谱样品的制备技术是随着分离科学的发展而发展的，从使用经典的溶剂萃 取、蒸馏等方法来分离欲测组分和干扰组分，到使用现代的膜分离、固相萃取、 吸附热解吸等新方法，色谱样品制备技术已经取得了很大的进展。 按照预处理样品的形态来分，色谱分析样品前处理技术主要可分为固体、液 体和气体样品的前处理，下面将前处理技术分别进行讨论。 1 2 1 固体样品前处理技术 固体样品不能直接注入色谱系统进行分析，必须将固体样品中的待测组分用 适合的溶剂提取出，然后经过净化、过滤等步骤制备成能注入色谱系统的液体样 品，目前固体样品的前处理技术主要有以下几种： 1 2 1 1 超声波辅助提取( u l t r a s o n i c a s s i s t e de x t r a c t i o n ) 超声波辅助提取技术是传统的固体样品前处理技术。其原理是利用超声波的 空化作用加速样品中目标成分溶出，另外利用超声波次级效应，如机械震动乳化、 扩散、击碎、化学效应等，也能加速提取成分的扩散、释放并与溶剂充分混合而 利于提取。该技术有温度低，操作简单、快速，成本低，适应于处理大量样品等 优点。目前利用超声提取分离物质中化学成分已经在在中药材有效成分提取p 。7 j 、 土壤中农药残创8 】等许多领域得到了广泛的应用。 1 2 1 2 自动索氏提取( a u t o m a t e ds o x h l e te x t r a c t i o n ) 索氏提取技术是经典的固体样品前处理技术，其在分析化学样品前处理的应 用已有上百年的历史，时间证明该萃取技术是一种行之有效的前处理技术，并常 常作为新萃取方法的参照标准，索氏提取被广泛应用在药物、食品、环境等行业。 自动索氏提取是在索氏提取的基础上结合热溶剂淋漉技术发展起来的【圳，萃取时 首先将待处理样品装入套筒中，将其浸没在沸腾的萃取剂中，使之进行快速的初 始萃取，然后提起装有样品的套筒，加热回流溶剂进行索氏提取。与传统的索氏 提取技术相比，自动索氏提取技术具有萃取剂消耗量少、萃取快速、萃取效率高 等优点。目前该技术已应用到油炸面制品、海洋沉积物、土壤中磺酸酯【i 训、多 环芳烃【1 1 , 1 2 】和有机氯农药【l l 】的萃取分离，与超声辅助萃取法相比，该技术对有机 氯农药的回收率高得多，达到7 2 1 0 2 ”j 。 1 2 1 3 微波辅助溶剂提取( m i c r o w a v ea s s i s t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ) 2 桂林理工大学硕士学位论文 微波辅助样品前处理技术是近2 0 年来样品制备方面最具代表性的发展成果 之一。该技术利用微波对介质进行加热，具有加热均匀、加热速度快、高效节能 和安全清洁等优点。起初，微波辅助萃取主要用于无机分析的样品预处理即微波 消化。h e s e k 掣1 4 】于1 9 7 4 年首次将微波加热用于样品前处理。1 9 7 5 年，a b u s a m r a 等【1 5 1 成功将微波加热用于生物样品的湿法酸消解。但是在当时这一技术并没有 引起重视。直到1 9 8 6 年，g a n z l e r 等【1 6 】首先提出了微波辅助萃取技术，并开始应 用于有机分析样品的预处理。微波辅助萃取技术就是在微波能作用下，用溶剂从 固体样品中提取欲分析组分。该技术利用微波加热高效、均匀、选择性好的特点 对待萃取物进行萃取分离，强化萃取剂萃取效率，利用微波加热来加速溶剂对固 体样品中目标化合物的萃取过程。 ( 一) 微波萃取条件的选择 影响微波萃取效率的因素通常有三个：萃取溶剂、萃取温度和萃取时间。其 中萃取溶剂的选择对萃取效率的影响最大。 微波萃取所采用的溶剂须有一定的极性，因为非极性溶剂不能吸收微波能， 所以萃取时不能选用1 0 0 的非极性溶剂作为萃取剂。所用溶剂应对目标化合物 有较强的溶解能力，如果实验中需要使用非极性溶剂作为萃取剂，则应在萃取剂 中加入相应的极性溶剂，如萃取土壤中有机物常用的溶解是丙酮环己烷( 1 ：1 ) ， 加入一定量的水分可以提高萃取效掣1 7 】。 ( - - ) 微波辅助辅助萃取技术的应用 自匈牙利学者g a n z l e rk 等【l8 】于1 9 8 6 年报道了利微波辅助萃取技术从土壤、 食品、种子、饲料中萃取分离各种类型化合物以来，微波萃取技术已经在天然产 物提取、环境分析以及无机元素的形态分析等多个方面得到广泛的应用【l 引。在 环境分析中，微波辅助萃取主要应用于从环境样品( 如土壤、水以及生物样品) 中萃取有机农药、多环芳烃、多氯联苯、酚类等物质。 李攻科等【2 0 】采用二氯甲烷做萃取剂，微波萃取固相微萃取提取土壤中的扑 草净，并与传统的震荡提取法相比较，二者提取效果相当，但微波萃取的回收率 更好。v a z q u e z 等【2 l 】采用微波萃取法提取海洋沉积物中p a h s ，并对萃取条件进 行了优化，实验采用丙酮正己烷( 1 ：1 ，v ) 为萃取剂，在微波功率5 0 0w 的条 件下，p a h s 的回收率为9 2 - - - 1 0 6 ，整个萃取过程仅需6 m i n ，与传统的索 氏抽提需8 h 相比节约了大量时间。熊国华等【1 7 】采用微波辅助萃取方法研究了土 壤中的多环芳烃，实验中分别试验了以丙酮正己烷( 1 ：l ，v v ) 和二氯甲烷为萃取 剂时土壤中水分的大小对微波萃取p a h s 回收率的影响。果表明，以丙酮正己 烷( 1 ：l ，v ) 为萃取剂时，土壤中适量的水分使萃取回收率提高。他们还将微波 桂林理工大学硕士学位论文 辅助萃取的结果与索氏提取相比较，结果证明索氏萃取耗时长、需要溶剂多。微 波萃取6m i n 所得回收率高于索氏萃取1 5h 所得回收率，而与索氏萃取4h 的效 率相当。微波辅助萃取在有机氯农药残留中的应用还有很多，具体地见表1 1 。 表1 1微波辅助萃取在测定有机氯农药残留中的应用 t a b l e1 1t h ea p p l i c a t i o no f m i c r o w a v e - a s s i s t e de x t r a c t i o ni nt h ed e t e r m i n a t i o no fo r g a n o c h l o r i n e ( 三) 微波辅助萃取与其他技术的联用 微波辅助萃取的另外一个优点是可以和其他样品前处理技术实现在线联用， 如：c r e s s w e l l 等 2 9 】在测定p a h s 时进行了流动体系的研究，试验中分别以水和丙 酮将沉积物样品制备成浆状，微波萃取之后再用c 1 8 柱或正己烷富集待萃取物， 然后直接注入h p l c 或者g c m s 进行分析。e r i c s s o n 等【3 0 】则采用动态微波辅助 萃取体系，该技术可以在萃取过程中实现新鲜溶剂的补充，并成功应用在以 4 桂林理工大学硕士学位论文 h p l c 测定p a h s 中。 1 2 1 4 超临界流体萃取( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ) 超临界流体萃取技术( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ，s f e ) 起初用于工业生 产中有机化合物的萃取，是近年来发展很快、应用很广的一种新的样品前处理技 术，与传统的索氏提取、超声提取相比，该技术具有简便快速、回收率高、重现 性好且污染轻等优点，使样品的萃取过程更加快速简便【1 9 1 。该技术是利用超临 界流体作为萃取剂，从各种复杂的样品中把需要的组分分离提取出来的一种分离 提取技术【3 1 , 3 2 】。 ( 一) 超临界流体萃取的基本原理【1 9 】 超临界流体萃取( s f e ) 是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响 而进行萃取的。物质在超临界状态下，没有明显的气液分界面，其性质介于液体 和气体之间，融合了物质两种状态所具有的特性，既有和液体相近的密度，又有 很好的扩散系数。超临界流体具有和液体相近的溶剂化能力，其分子之间以及超 临界流体分子与目标分析物分子之间的作用力较强，从而使得目标分析物易溶于 超临界流体。超临界流体有接近气体的扩散性和黏度，因此目标分析物在超临界 流体中可以获得很高的传质速率。在这种双重作用下，萃取效率得到较大提高。 超临界流体萃取技术作为一种新发展起来的样品萃取技术，与传统的萃取技 术相比有以下优点【1 9 】： 首先，超临界流体具有比较低的黏度和较高的扩散系数，比其他液体溶剂更 容易穿过多孔性基体，从而提高了萃取速率。 其次，超临界流体的溶解能力可以通过温度或压力的改变来调节，因此可以 通过改变温度和压力来建立选择性比较高的萃取方法。 第三，超临界流体提取和传统的萃取技术相比省去了样品浓缩过节省时间， 而且避免了挥发性分析物的损失。 第四，超临界流体萃取常用二氧化碳作为超临界流体萃取剂，减少了溶剂挥 发对环境造成的危害。且萃取可在接近常温下进行，可以防止热不稳定物质的氧 化和分解。 第五，超临界流体萃取技术能够实现与色谱技术的在线联用，有利于挥发性 有机化合物的定性定量分析。 ( - - ) 超临界流体萃取的装置及应用 超临界流体萃取大致可以分为三个过程： 5 桂林理工大学硕士学位论文 首先，将欲测组分从样品基体中释放出来，并使其溶于到超临界流体中去。 其次，将欲测组分通过超临界流体转移至收集系统中去。 最后，通过加热或降压将欲测组分与超临界流体分离。 超临界流体萃取装置示意图如图1 1 所示。 流 体 贮 存 瓶 恒温箱 阀l 图1 1 超临界流体萃取装置示意图 f i g 1 1s c h e m a t i cd i a g r a mo fs u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o nd e v i c e 由于超临界流体萃取与传统萃取相比有萃取速度快、选择性好、易于与其他 分析方法实现在线联用等优点，近几年该技术在生物样品分析、药物分析、环境 样品分析等领域得到广泛的应用。表1 2 列出了超临界流体萃取在以上领域样品 前处理中具有代表性的一些应用。 6 桂林理工大学硕士学位论文 1 2 2 液体样品前处理技术 液体样品在进行色谱分析前，必须进行相应的前处理，如萃取、浓缩富集、 过滤等。在处理液体样品时，最常用到的萃取技术之一就是溶剂萃取技术，通常 称为液液萃取。据调查统计，在分析化学试验室中，几乎半数以上的分析人员 常常使用液液萃取技术【4 】。色谱分析样品制备中使用的溶剂萃取方法主要有液 液萃取、液固萃取和液气萃取等，这些萃取方法均属于物质从一相转入另一相 的两相间的传质过程。就目前各种样品前处理技术而言，在浓缩和分离各种固体、 液体样品中的痕量半挥发性和某些不挥发性有机物方面，溶剂萃取技术仍然是其 他无溶剂萃取技术不能完全替代的通用色谱分析样品前处理技术【4 j 。 1 2 2 1 液一液萃取( l i q u i d l i q u i de x t r a c t i o n ) 液液萃取的基理是n e r n s t 分配定律：不同物质在不同的溶剂中有不同的分 配比。该技术利用不同物质在两种不相混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达 到分离、提纯或纯化的目的，常被用于样品中被测物质与基体杂质的分离，在大 多情况下，萃取剂是水和有机溶剂的混合液，萃取过程中可以通过选择两种不相 容的液体来控制萃取过程的选择性和分离效率。萃取时提高两相的接触，有助于 7 桂林理工大学硕士学位论文 提高萃取效率。因此液液萃取的关键操作是急速地震荡样品，由于萃取所选用 的两种溶剂是互不相容，震荡时经常发动乳化现象，实验操作中常用缓冲剂调节 p h 值、用盐度调节离子强度、离心、过滤和添加少量不同有机溶剂等方法进行 破乳处理1 4 引。 液液萃取是传统的样品提取技术，具有应用范围广，处理样品量大，萃取 完全等优点。但同时也具有操作繁琐，耗时较长，不易自动化，有机溶剂消耗量 大，萃取时易出现乳化等缺点。 1 2 2 2 液相微萃取( l i q u i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ) 1 9 9 6 年j e a n n o t 和c a n t w e l l 4 4 4 5 】首次提出了液相微萃取技术，该技术是在液 液萃取的基础上发展起来的样品前处理技术。液液微萃取集萃取和浓缩于一 体，操作简便，需要有机溶剂少，是一种环境友好型样品前处理技术。 液相微萃取相当于微型化的液液萃取，是基于目标分析物在样品溶液和小体 积的萃取剂之间平衡分配的过程。平衡时有机溶剂中所萃取到的分析物的量与样 品的初始浓度呈线性关系。根据液相微萃取操作过程不同，分为直接液相微萃取、 液相微萃取后萃取和顶空液相微萃取三种模式： a ) 直接液相微萃取( d i r e c tl p m e ) 直接利用悬挂在色谱进样器针头有机溶 剂对溶液中目标物质进行萃取，该萃取方式适合于较为干净的液体样品溶液。为 提高萃取效率可以用磁力搅拌器搅拌溶液，由于针头上的液滴在搅拌时容易脱 落，可把多孔中空纤维固定于针头上，有机溶剂在中空纤维上较易吸附住，同时 纤维的多孔性也可增加有机溶剂与样品的接触面积，从而达到提高萃取效率的目 的。 b ) 液相微萃取后萃取( l p m ew i t hb a c ke x t r a c t i o n ，l p m e b e ) ，萃取时先将 样品中的分析物萃取到有机溶剂中，然后再被后萃取到受体里，该技术适应于在 有机溶剂中富集效率不是很高的分析物。 c ) 项空液相微萃取( h s l p m e ) 适应于萃取易挥发到样品上方空间的目标 分析物质，由于萃取溶剂不与样品溶液接触，因此可以消除掉样品基质的干扰。 在微相微萃取过程中，分析物的萃取效率受到有机溶剂、液滴大小、搅拌速 度、盐效应、p h 值以及温度、萃取时间等因素的影响，如搅拌和升温可以加快 分析物质的扩散速率，样品中加入盐类物质可以增加溶液的离子强度，提高分析 物在有机相中的分配，这些措施都可以提高萃取效率。 目前液相微萃取已应用在血样、尿样、头发、唾液等样品，表1 3 列出了液 相微萃取在生物样品和环境水样分析中的应用。 桂林理工大学硕士学位论文 表1 3 液相微萃取在生物样品和环境水样中应用 t a b l e1 3t h e 印p l i c a t i o no fl i q u i d - p h a s em i c r o - e x t r a c t i o ni nb i o l o g i c a ls a m p l e sa n d e n v i r o n m e n t a lw a t e rs a m p l e s 1 2 2 3 固相萃取( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ) 固体萃取技术是上世纪7 0 年代提出的一种样品前处理技术，至今已发展成 为许多领域样品预处理的标准模式，商品化程度高【5 5 1 。该技术是基于液相色谱 理论的一种分离、提纯方法。自固相萃取技术出现以来，其应用范围以1 0 的年 增长率扩大，在很多情况下，固相萃取取代了传统的液液萃取法，成为制备液 体样品优先考虑的方法。如美国环保署( e p a ) 将其应用于水中农药含量的测定 【l9 1 。国内对固相萃取的研究起步比较晚，但现在也呈现出良好的发展势头。 ( 一) 固相萃取的基本原理、分离模式及操作步骤 固相萃取实质上是一种液相色谱分离，其基本原理是样品在固定相( 吸附剂) 和液相( 溶剂) 之间的分配，它利用固体吸附剂将目标化合物吸附，使之与样品 的基体及干扰化合物分离，然后用洗脱液洗脱或加热解脱，从而达到分离和富集 目标化合物的目的。固相萃取洗脱模式有两种： 第一，吸附剂对目标化合物的亲和力大于干扰物，萃取时目标化合物被保留 在吸附剂上，干扰物流失。洗脱时采用比目标化合物亲和力更强的洗脱剂，将目 标化合物从萃取柱上洗脱下来进行分析。 第二吸附剂对干扰物的亲和力大于目标化合物，萃取时目标化合物直接被洗 脱，通常情况下第一种洗脱模式较多。 9 桂林理工大学硕士学位论文 固相萃取在分离机理、固定相、洗脱溶剂的选择等方面跟高效液相色谱有许 多相似之处，也分为正相、反相、离子交换和吸附等模式，但是二者也有不同之 处，表1 4 比较了固相萃取与高效液相色谱的主要特点。 表1 4 固相萃取与高效液相色谱的比较 t a b l e1 4c o m p a r i s o no fs o l i d - p h a s ee x t r a c t i o na n dh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y 固相萃取实质上是一种简单的液相色谱分离，按照萃取原理可分为反相固相 萃取、正相固相萃取和离子交换固相萃取，各种模式具体情况见表1 5 。 表1 5 各固相萃取模式对比 t a b l e1 5c o m p a r i s o no fv a r i o u ss o l i d p h a s ee x t r a c t i o nm o d e 固相萃取过程分为四个主要步骤：固相萃取柱的预处理、上样、吸取干扰杂 质和洗脱及收集分析物。具体步骤如图1 2 所示： 1 0 桂林理工大学硕士学位论文 o o ( 1 ) 萃取柱预处 o o ( 2 ) 上样 彩，髫 r 魏， 一 0 缓鳓豳 翻缀蓬麓 缓溺阂 o o 一 一 ( 3 ) 洗去干扰杂质 ( 4 ) 洗脱及收集分析物 图1 2 固体萃取的基本操作步骤 一 一分析物。一基体杂质 f i g 1 2t h eb a s i cs t e p so fs o l i de x t r a c t i o n 一一a n a l y t e o - - s u b s t r a t ei m p u r i t y 如上图所示，现代固相萃取技术采用产长约3 - 5 c m 的聚乙烯或聚丙烯小柱， 柱内添装各种填料。样品在进行固相萃取前应先对固相萃取柱进行活化，以便湿 润、活化固相萃取填料和出去填料中可能存在的杂质，减少对样品的污染，离子 交换填料一般用3 - 5 m l 去离子水或低浓度的离子缓冲液预处理。样品在装入萃 取柱后，采用加压、抽真空等方法使样品进入吸附剂。洗涤以除去吸附在固相萃 取填料上的少量杂质。最后选择合适的洗脱剂把待分析物质洗脱下来，收集洗脱 液进行分析。 ( 二) 固相萃取在色谱分析中的应用 由于固相萃取具有高效萃取能力及简便的操作过程，该技术在样品前处理中 迅速发展起来，目前在环境样品分析、生物样品分析、食品分析等方面有较多的 应用。固相萃取技术在环境分析中应用的对象主要有多环芳烃、农药残留和多氯 联苯等。孔祥虹等【5 6 】等用超声波提取黄瓜样品，然后用f l o r i s i l 固相萃取小柱净 化提取物净化提取液，测量了黄瓜中2 3 种有机氯和拟除虫菊酯类农药。结果表 明：正己烷和二氯甲烷的体积比为9 ：1 时，洗脱效果较好。孙广大等【57 j 系统的 研究了淋洗剂的种类、用量等对固相萃取环境水样中四环素类和喹诺酮类抗生素 回收率的影响，研究表明，用6 0 m l 甲醇溶液可以将目标抗生素完全洗脱下来， 抗生素回收率为6 3 6 1 1 7 o 。刘梅等【5 8 】用o a s i s m c x 固相萃取小柱净化食品 桂林理工大学硕士学位论文 提取液，测定了食品中三聚氰胺的含量，三聚氰胺的平均回收率为7 1 n 9 5 。 林海丹等【5 9 1 采用液液萃取结合固相萃取技术提取了动物员性食品中磺胺类抗生 素，样品加标回收率为7 1 8 3 。 1 2 2 4 固相微萃取( s o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ) 固相微萃取技术是上个世纪9 0 年代初发展起来的一种样品前处理技术，主 要用于气相色谱和液相色谱的样品制备。p a w l i s z y n 研究小组首次对固相微萃取 进行了开发研究唧】，此后美国s u p e l c o 公司于1 9 9 3 年推出了商品化的固相萃取 装置。固相微萃取技术是在固相萃取的基础上发展起来的，跟其他样品前处理技 术相比，固相微萃取技术具有操作简便快速、样品消耗量小、无需萃取溶剂、重 现性好、适合现场采样分析等优点【矾删。美国环保署( e p a ) 已采取该技术作为测 定水样中挥发性化合物( u s ae p am e t h o d5 4 2 2 ) 和半挥发性化合物( u s ae p a m e t h o d6 2 5 ) 1 拘标准方法1 6 引。 固相微萃取装置类似于微量注射器，由萃取探头和手柄两部分组成，萃取头 是一根长约l c m 熔融石英纤维，纤维上涂有不同固相涂层，萃取时通过萃取头 表面的高分子涂层对样品中目标物质进行萃取和富集，其基本结构如图1 3 所示。 下： 透视窗 推榜 | 。一 手柄蒋 厂 z 型支点 厂一 支撵推杆旋钮 可调针深度规 $ p l i e 革取 图1 3 固相微萃取装置简图 f i g 1 3s c h e m a t i cd i a g r a mo fs o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o nd e v i c e 固相微萃取操作主要分为萃取和解吸两个过程，步骤简单快捷，主要操作如 1 2 桂林理工大学硕士学位论文 首先将萃取其针头插入样品瓶内，压下活塞，使萃取头暴露在样品中进行萃 取，过一段时间后，拉起活塞，使萃取头收缩回起保护作用的针头中，完成萃取 过程。然后将完成萃取过程的萃取头直接插入到分析仪器的进样口中，当待测物 解吸后