（分析化学专业论文）液液微萃取高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯.pdf

摘要液液微萃取高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯专业：分析化学学位申请人：曾玮指导老师：马志玲副教授摘要邻苯二甲酸酯类化合物是重要的环境污染物，具有致突变、致癌和致畸性，危害人类健康，对其存在和含量的检测有重要的指导意义。该类化合物在环境中含量低，检测前需经过预处理，提高其检测灵敏度以及去除背景杂质的干扰。水中的邻苯二甲酸酯检测常用传统液液萃取法，其步骤复杂，有机溶剂用量大。液液微萃取是由传统液液萃取法微型化改进得到的新型萃取方法。本文系统研究了水中5 种邻苯二甲酸酯化合物的液液微萃取分析方法，主要内容包括：1 在查阅大量文献的基础上，简要概述了水中邻苯二甲酸酯分离检测技术的发展及应用；综述了液相微萃取方法的发展和应用，特别是对液液微萃取技术的方法原理及方法应用给予了详细的介绍；阐述了本课题的研究意义。2 首次建立了液层微萃取，结合h p l c 检测，分析水样中5 种痕量邻苯二甲酸酯的方法。在对包括有机萃取剂、萃取时间、温度、搅拌速度、有机萃取剂体积、待测水溶液中离子强度和极性等多个液层微萃取影响因素优化的基础上，从理论上深入系统地探讨了邻苯二甲酸酯的液层微萃取技术；最终确定了最佳实验条件：以6 0 止溶剂( a ) 有机萃取剂，萃取1 4 0 0 m l摘要氯化钠含量为3 0 0g 1 0 0 m l 的样品水溶液，搅拌速度1 1 0 0 r m p ，样品水溶液温度7 0 。c ，萃取时间2 0 m i n ，1 0 i 吐有机溶剂进样h p l c 捡测。5 种邻苯二甲酸酯化合物富集倍数高达1 0 0 - - 1 6 1 ，方法的线性范围为1 0 , - , 1 0 0 0 t g l ，线性良好( r = o 9 9 9 ) ，方法检测限o 8 3 3 7 5 1 , t g l ，相对标准偏差0 ，7 1 - 4 。5 5 。与传统液液萃取方法比较，大大减低了有机溶剂的使用量，简化了实验步骤，无需对萃取液进行浓缩净化。实验成本低，方法简便，易于操作。将方法用于塑料袋浸取液样品检测，d e p 、d b p 、d e h p 、d o p 回收率7 9 3 1 0 3 2 ，d m p 回收率偏低，为6 9 8 5 ，相对标准偏差5 1 2 一7 0 6 。3 首次建立了微波辅助液层微萃取，结合h p l c 检测，分析模拟水样中的5种痕量邻苯二甲酸酯的方法，在对萃取条件，包括萃取温度、待测溶液离子强度等进行了优化的基础上，确定了最佳实验条件：以6 0 1 t l 溶剂( a )有机萃取剂，萃取5 0 0 m l 样品水溶液，密闭微波加热水溶液温度1 2 5 ，升温时间2 m i n ，保持时间5 r a i n ，进行仪器搅拌和同步冷却。1 0 此有机溶剂进样h p l c 检测。邻苯二甲酸酯化合物富集倍数最高达1 7 4 ，方法的线性范围为4 0 1 2 5 0 p , g l ，线性良好( r o 9 9 4 ) ，方法检测限4 6 8 1 0 6 2 p g l 。将方法用于模拟水样品测定，5 种邻苯二甲酸酯回收率9 6 0 8 1 1 7 4 ，相对标准偏差2 3 8 , - 4 8 9 。密闭容器中，微波萃取可在高于样品水溶液沸点条件下进行，大大提高了物质传质速率，增大了萃取效率，缩短萃取所需时间。关键词：液液微萃取邻苯二甲酸酯微波高效液相色谱i ia b s t r a c ta n a l y s i so fp h t h a l a t e si nw a t e ru s i n gl i q u i d l i q u i dm i c r o e x t r a c t i o na n dl i q u i dc h r o m a t o g r a p h ym a j o r ：a n a l y t i c a lc h e m i s t r yn a m e ：z e n gw e is u p e r v i s o r ：p r o 。m az h il i n ga b s t r a c td i a l k y lp h t h a l a t ee s t e r s ( h e r e a f t e rr e f e r r e dt oa sp h t h a l a t e s ) a r eu b i q u i t o u si nt h ee n v i r o n m e n t p h t h a l a t e sm a yh a v ec a r c i n o g e n i ca n de s t r o g e n i cp r o p e r t i e s ，a n dc a na d v e r s e l ya f f e c th u m a nh e a l t h b e c a u s eo ft h el o wc o n c e n t r a t i o n so fp h t h a l a t e si nt h ee n v i r o n m e n t ，p r e t r e a t m e n ti sr e q u i r e db e f o r ed e t e r m i n a t i o n c o n v e n t i o n a ll i q u i d - l i q u i de x t r a c t i o n ( l l e ) ，c o m m o n l ye m p l o y e da sf o rt h ed e t e r m i n a t i o no fp h t h a l a t e si na q u e o u sm a t r i c e s ，i sam u l t i - s t e ps a m p l ep r e t r e a t m e n tr e q u i r i n ge x t e n s i v es a m p l eh a n d l i n ga n da p p r e c i a b l ea m o u n to fs o l v e n t l i q u i d l i q u i dm i c r e e x t r a c t i o n ，w h i c hi sa ni n n o v a t i v em e t h o d ，i n v o l v e st h em i n i a t u r i z a t i o n0 ft h el l ee x t r a c t i o np r o c e d u r eb yg r e a t l yr e d u c i n gt h es o l v e n tt h ea q u e o u sp h a s er a t i o t h ea i mo ft h ep r e s e n ts t u d yw a st oi n v e s t i g a t et h el i q u i d - l i q u i dm i c r o e x t r a c t i o nm e t h o df o ra n a l y s i so ff i v ep h t h a l a t e si nw a t e r 1 t h el i t e r a t u r e sc o n c e r n i n gt h et r a d i t i o n a la n du p - t o d a t em e t h o d sf o rp r e t r e a t m e n tt e c h n o l o g yf o rd e t e r m i n a t i o no fp h t h a l a t e si nw a t e rw e r er e v i e w e d a n dt h ep r i n c i p l e ，t e c h n o l o g y ，d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fl i q u i d l i q u i dm i c r o e x t r a c t i o nw e r ei n t r o d u c e di nd e t a i l 2 l i q u i df i l mm i c r o e x t r a c t i o nc o m b i n e dw i t hh i g h p 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 ( h p l c ) w a ss t u d i e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no ff i v ep h t h a l a t e si nw a t e r p a r a m e t e r ss u c ha se x t r a c t i o ns o l v e n t ，s a m p l et e m p e r a t u r e ，a g i t a t i o no ft h es a m p l e ，e x t r a c t i o nt i m e ，s o l v e n tv o l u m e ，i o n i cs t r e n g t ha n dp o l a r i t yo fa b s t r a c ts a m p l ew e r ec o n t r o l l e da n do p t i m i z e d t h eo p t i m i z e dm e t h o di s6 0 p ls o l v e n t ( a )a se x t r a c t i o ns o l v e n tf i f m 14 0 0m la q u e o u ss a m p l ew i t hn a c la d d i t i o no f3 0 0( g ，1 0 0 m l ) ，s t i r r i n ga t11 0 0 r m p ，s a m p l et e m p e r a t u r ea t7 0 = c ，2 0m i ne x t r a c t i o n a f t e re x t r a c t i o n ，1o p ls o l v e n tw a sd i r e c t l yi n j e c t e di n t oa nh p l cf o rd e t e c t i o n t h ee n r i c h m e n tf a c t o r so ft h i sm e t h o dw e r ef r o m1o ot o16 1 t h el i n e a rr a n g ew a sf r o m1 o p g l t o1 0 0 0 p g - l ，( r = o 9 9 9 ) l i m i t so fd e t e c t i o nw e r ei nt h er a n g eo f0 8 3 - 3 7 5 p g l t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n s ( r s d s ) w e r ei nt h er a n g e0 7 1 t o4 5 5 c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a ll l e t h em e t h o dr e q u i r e ds m a l l e rv o l u m eo fo r g a n i cs o l v e n t t h ee x t r a c tc a nb ed i r e c t l yi n j e c t e di n t oh p l cw i t h o u tp o s t t r e a t m e n t a n di ti sl o wc o s ta n ds i m p l e t h ed e v e l o p e dm e t h o dw a sd e m o n s t r a t e df o rp l a s t i cb a ge x t r a c ts a m p l e f o rm o s to ft h ea n a l y t e s 。t h er e c o v e r yo fs p i k e dw a t e rs a m p l ew a sf r o m7 9 3 10 3 2 。e x p e c tf o rd m p , 6 9 8 5 a n dt h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n s ( r s d s ) w e r ei nt h er a n g e5 1 2 t o7 0 6 3 m i c r o w a v ea s s i s t e d - l i q u i df mm i c r o e x t r a c t i o nc o m b i n e dw i t hh i g h - p 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 ( h p l c ) w a ss t u d i e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no ff i v ep h t h a l a t e si nw a t e r p a r a m e t e r so fs a m p l et e m p e r a t u r e ，i o n i cs t r e n g t hw e r eo p t i m i z e d t h eo p t i m i z e dm e t h o di s6 0 p ls o l v e n t ( a ) a se x t r a c t i o ns o l v e n tf m 5 0 0m la q u e o u ss a m p l e s a m p l et e m p e r a t u r ea t12 5 。c ，r a m pt i m e2 m i n h o l dt i m e5 m i nw i t hs t i r r i n ga n dc o o l i n g ，w i t h o u tn a c ia d d i t i o n a f t e re x t r a c t i o n ，1o p ls o l v e n tw a sd i r e c t l yi n j e c t e di n t oa nh p l cf o rd e t e c t i o n t h ee n r i c h m e n tf a c t o r so ft h i sm e t h o dw e r eu pt o17 4 t h el i n e a rr a n g ew a sf r o m4 o p g - l t o12 5 0 p g - l 。，( r 0 9 9 4 ) l i m i t so fd e t e c t i o nw e r ei nt h er a n g eo f4 6 8 10 6 2 p g l t h er e c o v e r yo fs p i k e ds t i m u l a n tw a t e rs a m p l ew a sf r o m9 6 0 8 t o117 4 t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n s ( r s d s ) w e r ei nt h er a n g e2 3 8 t o4 8 9 m i c r o w a v ea s s i s t e dm i c r o e x t r a c t i o nc a nl a r g e l ye n h a n c et h em a s st r a n s f e rr a t ea n ds h o r c e nt h er e q u i r e de x t r a c t i o nt i m e k e yw o r d s ：l i q u i d l i q u i dm i c r o e x t r a c t i o n ，d i a l k y lp h t h a l a t ee s t e r sm i c r o w a v e h p l c第1 章绪论第1 章绪论邻苯二甲酸酯是一类重要的有机化学物质，主要用做塑料的增塑剂，特别是在聚氯乙烯制品中。随着塑料制品的生产、使用和废弃，这类化合物己大量地进入环境，广泛存在于土壤、底泥、水体、生物、空气及大气沉降物等环境样品之中，成为全球性最普遍的污染物之一。邻苯二甲酸酯类化合物的急毒性虽不明显，但具有致突变、致癌和致畸性。目前，全球的邻苯二甲酸酯类化合物的污染程度超过了d d t ( 滴滴涕) 和b h c ( 六六六) ，成为环境科学工作者关注的重要有机污染物之一。商品化使用的邻苯二甲酸酯约有1 4 种，其中6 种被美国e p a 列为重点控制的污染物，8 种被列在世界野生动物基金会( w w f ) 的环境激素名单中h 1 ，3 种被我国列为优先控制污染物2 1 。1 1 邻苯二甲酸酯化合物( p a e s ) 性质邻苯二甲酸酯类又称酞酸酯类，是大约3 0 种化合物的总称【3 j ，一般为无色油状粘稠液体，通常用邻苯二甲酸酐与各种醇类酯化而获得，其化学结构是由一个刚性平面芳环和两个可塑的非线性脂肪侧链组成，如图1 1 所示，难溶于水，易溶于有机溶剂，常温下不易挥发。邻苯二甲酸酯化合物( p a e s ) 主要成员有邻苯二甲酸二甲酯( d m p ) 、邻苯二甲酸二乙酯( d e p ) 、邻苯二甲酸二丁酯( d b p ) 、邻苯二甲酸二辛酯( d o p ) 、邻苯二甲酸二异辛酯( d e h p ) 、邻苯二甲酸二邻苯一：甲酸丁苄酯( b b p ) ，最常见的是d b p 和d e h p 。c o o rc o o r图1 1 邻苯_ 甲酸酯化合物分子结构曾玮：液液微革取一高教液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯类化合物该类合物具有相当宽的液态温度范围，具有很大的流动性，较小的挥发性和水溶性，因此造成了该类化合物在环境中特殊的环境行为和在环境中长期厂+ 泛地存在。1 2 邻苯二甲酸酯的用途和毒性邻苯二甲酸酯主要用作塑料的增塑剂，增大产品的可塑性和提高产品的强度，它在塑料中的含量仅次于高聚物，如在聚氯乙烯( p v c ) 中的添加最高达2 0 3 0 ；也可用作农药载体。驱虫剂、化妆品、香味品、润滑剂和去泡剂的生产原料。在塑料中邻苯二甲酸酯与聚烯烃类塑料分子之间由氢键或范德华力连接，彼此保留各自相对独立的化学性质，因此随时间的推移，可由塑料中迁移到外环境，造成对空气、水和土壤的污染。过去一直认为邻苯_ 二甲酸酯的毒性低，因而毫无限制地生产。但近年来的研究结果表明邻苯二甲酸酯是一类环境激素，具有致突变、致癌和致畸性、生殖发育毒性 4 “】，对人类健康造成很大的潜在危害。环境激素多数是人工合成并随着人类生产和生活排放到环境中的污染物。这类化合物的结构与内源性雌激素具有一定的相似性，进入人体后，与相应的激素受体结合，产生与激素相同的作用，干扰血液中激素正常水平的维持，从而影响生殖、发育和行为。长期接触环境激素可造成慢性危害，其中主要表现为对人和动物的生殖毒性。邻苯二甲酸酯可通过呼吸、饮食和皮肤接触进入人体内，在生物体中有较强的富集，一旦进入人体，很快就积蓄在体内脂肪，不易排泄。邻苯二甲酸酯的急毒性不强【4 】，对人体健康的影响是一个慢性的过程，需要较长的时间才会出现，而且可能通过胎盘和授乳产生跨代影响。所以目前主要通过动物实验对其毒性进行研究。动物实验表明，邻苯二甲酸酯急性毒性不大，但在大剂量情况下，对动物有致畸、致癌和致突变作用。其亚急性毒性主要表现为损害肝、肾、睾丸，抑制精子形成，影响生殖机能等盯 。2第1 章绪论1 3 邻苯二甲酸酯在环境中的存在随着塑料工业的发展和塑料制品的广泛应用，邻苯二甲酸酯大量进入环境，普遍存在与水体、土壤、沉积物1 8 - 1 1 】、大气1 2 。5 1 、生物体等环境样品中。地面水中的邻苯二甲酸酯类化合物主要来自工业排水 16 】、农业废水、地表径流和空气颗粒物的清除作用。它们在水中吸附于悬浮物的表面：或以溶解状态存在，十分稳定，不易分解。剧烈搅拌和表面活性剂的存在，可使邻苯二：甲酸酯的溶解度大为增加。地下水中邻苯二甲酸酯类化合物主要来自于该类化合物工业废水的排放，固体废弃物的堆放和雨水淋洗以及p v c 塑料的缓慢释放，经渗透进入地下水 2 】。但由于上层的吸附过滤作用和天然净化作用，地下水中邻苯二甲酸酯的含量一般较低。数据表明，我国的地表水不同程度地含有邻苯二甲酸酯，其浓度多为ug l “【训，水厂的水源，出厂水”】，以及饮用水均受到邻苯二甲酸酯的污染。土壤中的邻苯_ 二甲酸酯通常来自工业烟尘沉降、污水灌溉和堆积的农田塑料薄膜、塑料废品等长期受雨水浸淋对土壤造成的污染，可造成局部土壤的严重污染。由于邻苯二酸酯具有低水溶度的特点，在水环境中倾向从水相向固体沉积物和生物体的转移，以吸附态附着在固体颗粒物和生物体内。在江河湖泊中，底泥通过吸附和交换作用可使邻苯二甲酸酯含量积累到相当高的程度。大气中邻苯二甲酸酯的污染相当普遍，主要来源于喷涂涂料、焚烧塑料垃圾、农用薄膜中增塑剂的挥发。以及塑料制品生产和使用中增塑剂的挥发【“。它们吸附在大气颗粒表面，或以分子气溶胶状态存在f l 引，一般不再参加二次反应，最后以沉降和雨水的形式降落到地面形成对地表水和土壤的污染。邻苯二甲酸酯在动植物内对有较强的富集作用和一定的抗降解能力口】，在水产品吲和蔬菜1 9 1 中可检测到邻苯二甲酸酯。由于食品包装的原因，邻苯二甲酸酯对食品的污染相当严重，各种食品容器，如塑料盒、塑料袋以及铝箔袋都含有邻苯二甲酸酯，邻苯二甲酸酯很容易溶解出来，进入食品，特别是含有高脂肪的食品更容易受到污染。邻苯二甲酸酯已成为无处不在的污染物质，从大气到土壤，从雨水到河川，从浮游生物到人体，从农作物到食品均可检出。邻苯二甲酸酯化合物一旦进入生态系统中，将随饮水、食物的摄入和空气等途径进入人体，在人体的血液【4 l 、体曾玮：液液微革取一高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯类化合物液、脂肪扯2 1 1 中都检测到一定浓度的邻苯二甲酸酯，这将严重影响人类的健康、甚至威胁人类的生存，邻苯二甲酸酯的污染应得到高度重视。1 4 水体中邻苯二甲酸酯的预处理方法邻苯二甲酸酯分析多用g c 和h p l c 完成。但邻苯二甲酸酯在环境中痕量存在，通常含量在ug - i _ 。1 水平，在仪器分析前需进行分离富集和去除其他杂质对测定的干扰，因此建立环境中邻苯二甲酸酯分析测定方法的工作重点是样品的预处理。1 4 1 液液萃取法张晓峰【2 1 1 将废水水样经中速定量滤纸和0 4 5i xm 滤膜过滤，准确定量取1 0 0 m l 用1 0 m l 正己烷萃取两次，有机相用无水硫酸钠干燥，在7 0 8 0 水浴浓缩，定容至1 1 1 1 l ，用c 1 8 反相色谱分离，二极管阵列检测器检测d m p 、d b p和d o p 三种邻苯二甲酸酯含量。方法检出限为o 1 5 0 7 7 n g ，回收率8 5 1 0 4 ，r s d 为0 3 5 2 1 。张蕴晖f 2 2 】等采集江、河、海水等经中速定量滤纸过滤两次，取2 5 0 m l ，以3 1 0 m l 正己烷萃取3 次，萃取时剧烈振摇1 5 m i n ，静置1 0 r a i n ，收集、合并3 次收集的正己烷，于5 0 水浴空气吹干，甲醇饱和的正己烷定容至0 5 m l ，o d s 柱反相色谱法分离，u v 检测d e p 、d b p 和d e h p 含量。韩关根”】，吴平谷2 1 等取1l 水厂源水或出厂水水样，加入5 0r i l l 二氯甲烷振荡萃取，二氯甲烷层过无水n a2 s 0 4 ，重复一次，合并二氯甲烷，旋转蒸发至干。蒸发剩余物用5 m l 乙醇溶解，离心后供g c m s 分析。液液萃取是一种传统的样品预处理方法，方法简单，通常具有较好的回收率和较高的样品容量，被许多标准分析方法采用，但同时也有许多缺点。传统液液萃取较适用于大体积较高含量样品的萃取，不太适用于痕量分析：当用于复杂样品处理时，基体干扰严重：且传统液液萃取需使用大量的有机溶剂，增大了实验成本，更造成了操作人员健康的损害和环境的污染；另外，萃取过程耗时耗力，需进行多步操作，易产生乳化现象，难以实现自动化。4第1 章绪论1 4 2 固相萃取固相苹取法( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 采用高效、高选择性的固定相，利用吸附剂对大体积水样中的有机污染物加以富集。金朝晖等【2 3 】首次采用国产新型d 4 0 2 0 大孔吸附树脂吸附水中的邻苯二甲酸酯类化合物，用自制玻璃富集柱研究了各因素对吸附率及洗脱率的影响。柱长、流速、p h 值及洗脱速率影响显著，当柱长为1 1 6 r a m ，流速为5 m l m i n ，p h 值为7 0 ，洗脱剂流速为0 5 m l m i n 时回收率最佳。而溶液的盐度影响不大，d b p 、d e h p 回收率分别为9 3 6 、8 3 o ，重现性好。结果表明，d 4 0 2 0 树脂具有吸附速度快、吸附容量大、省时、费用低、操作简便等优点。戴树桂1 2 4 1 使用c 1 8 固相萃取往，系统地研究了环境水样中邻苯二甲酸酪类化合物的固相萃取预富集方法，优化了影响回收率的主要因素，得到最佳方法：水样流速4 m l m i n 、洗脱溶剂4 m l 乙酸乙酯、洗脱溶剂用量2 m l 、洗脱速率3 m l m i n 。除邻苯二甲酸二辛酯( d e h p ) g f ，邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯回收率在9 5 1 2 0范围内。表明固相萃取，在环境水样中的邻苯二甲酸酯化合物分离富集方面可以取代液液萃取。林兴桃等f 1 1 采用亲水一亲脂平衡的h l b 固相萃取柱萃取水中8 种邻苯二甲酸酯。h l b 采用大而多孔的新型聚合物填料，既有亲水的特性，又有亲脂的特性，可以同时保留亲水和亲脂两类化合物。利用正交试验进行了洗脱剂组成、洗脱速率、洗脱体积和清洗剂组成的萃取条件的优化，8 种物质峰面积对浓度进行线性回归的相关系数均大于0 9 9 9 ，最低检出限为0 1 0 - 0 6 2 “g l ，回收率为7 5 1 。1 1 5 5 ，相对标准偏差为0 9 2 2 。同时将该方法应用于废水中邻苯二甲酸酯测定，检出d e p 、b b p 、d b p 和d e h p 。固相萃取操作步骤一般包括固相萃取柱活化与润湿、样品萃取、柱子净化、洗脱、洗脱液脱水和浓缩、柱子再生等多个步骤，操作步骤较为繁琐，且有机溶剂用景虽少于液液萃取，但仍较多，为m l 级。1 4 3 固相微萃取固相微萃取( s p m e ) 克服了传统液液萃取的局限性，可用于环境、食物、5曾玮：液液微萃取一高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯类化合物临床和法医检定等多个方面。1 9 9 0 年，a r t h u r 和p a w l i s z y n 首次报道了固相微萃取法。固相微萃取是在一根熔融石英纤维的外表面涂渍一层有机固定液( 固定相)作为萃取涂层；当其浸入样品水溶液中或暴露于样品的顶空部分，分析物从样品基体中扩散吸附到纤维涂层。经过一段时间的葶取和预富集，s p m e 转移到气相加热进样口或s p m e 与高效液相的接口部分进行解析，然后进行色谱分析。p e n a l v e r 2 5 等采用固相微萃取一g c m s 方法检测水样品中的8 种邻苯_ 二甲酸酯。实验对影响固相微萃取过程的条件进行了优化，并将方法用于自来水、河水和湖水的水样品检测。实际样品中，对于大部分化合物质谱全扫描模式下的线性范围为o 0 2 一l o l j g l ，方法检测限为o 0 0 6 - 0 1 7 1 t g l 。p r o k u p k o v d 2 6 】等采用固相微萃取g c e c d 方法检测水中的6 种邻苯二甲酸酯，研究了两种涂层( p d m s 、p a ) ，四种纤维的萃取效果，优化了影响分析物在纤维涂层和水相间分配的因素，包括萃取时间、温度、搅拌速度等以及g c 进样口加热解析的条件。最终选择使用丙烯酸树脂纤维，蒂取2 0 m i n 、加热和搅拌样品。方法线性范围4 个数量级、方法检测限0 0 0 1 0 0 5 0 0 9 l ，相对标准偏差为4 - 1 0 。作者同时指出固相萃取纤维两次萃取间，物质会残留在涂层上，较难除去，特别是对亲和力强的物质。为了使所有的分析物解析和减小残留，需要将固相萃取纤维保留在加热的g c 进样口较长时间( 5 0 r a i n ) 。减小萃取固定相层的厚度能减少残留，但同时也会降低物质对固定相亲和力。p e n a l v e d 2 7 1 等继而比较了四种不同的固相萃取涂层萃取水中的邻苯二甲酸酯效果，包括6 5i x mp d m s d v b ，6 5i z mc w x d v b ，8 5l a mp a ，7 5址mc a r d v b 和3 0p mp d m s 。其中p d m s d v b 、c w x d v b 、c a r d v b 属于吸附性涂层，队和p d m s 属于吸收性涂层，优化后选择6 5i x mp d m s d v b 萃取涂层萃取水中的6 种邻苯二甲酸酯。l u k s b e t l e j 口引等使用6 种非极性和极性的萃取涂层萃取水中7 种邻苯二甲酸酯，g c - m s 检测。涂层包括1 0 0 p mp d m s ，7 肚mp d m s ，8 5 1 x mp a ，6 5 mp d m s d v b ，3 0 - 5 0 岬d v b c a r p d m s 、7 0p mc w d v b ，结果表明7 0l a mc w d v b 最适合萃取水中溶解度在4 2 0 0m g l ( d m p )至o 0 0 0 3m g l ( d o p ) 之间的邻苯二甲酸酯类化合物。p o l o 2 9 等采用固相微萃取、g c m s 检测方法萃取水中的6 种邻苯二甲酸酯，并采用多因素试验设计方法对萃取涂层、萃取模式( 直接或顶空萃取) 和萃取温度进行优化，该方法能体现出不同因素间的交互作用。同时也研究了萃取动力学。方法对于所有的分析物线性、6第1 章绪论重现性好，检测限低。刘振岭等【30 】利用顶空固相微葶取与气相色谱联用技术( h s s p m e - g c ) 以富勒烯聚一二甲基硅氧烷( p s o c 6 0 ) 固定相自制萃取头分析了水中5 种邻苯二甲酸酯。李碧芳等 3 1 1 自制聚二甲基硅氧烷二乙烯基苯( p d m s d v b ) 固相微萃取膜萃取水样中的邻苯二甲酸酯。s p m e 优点在于无需使用有机溶剂萃取，可同时完成取样、提取、浓缩、进样四个步骤，能与气相或液相色谱联用，实现自动化。但费用成本高，且由于在使用过程中，固相涂层的降解损失，使用寿命短；另外，s p m e 样品容量小，易出现超负载，样品残留难于除净，造成交叉污染。1 4 4 液液微萃取对传统液液萃取的小型化，发展出液液微萃取方法，即用少量的有机溶剂( 1 0 7 ，线性好( r 2 o 9 8 0 ) ，方法检测限0 0 0 0 2 5 0 0 0 3 p g l ( s n = 3 ) ，r s d 8 5 。1 5 2 2 中空纤维两相液液微萃取( i - i f - l l m e ，h o l l o wf i b e r - l i q u i d - l i q u i dm l c r o e x t r a c t i o n )曾玮：液液微革取一高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯类化舍物d i m i t r a a 等m 1 采用中空纤维两相液液微萃取一g c e c d 检测方法分析水中和沉积物t o a n d i a n d r o g e nv i n c l o z o l i n ，实验优化了萃取溶剂、搅拌速度、水样品中n a c l 含量、p h 值的影响。萃取条件为5 m l 样品水溶液，3 曲甲苯萃取溶剂。水样品中分析物检测限0 0 0 1 1 t g l ( s n = 3 ) ，r s d 1 2 ，并采用该方法分析河底沉积物的萃取液，没有明显的样品基质干扰，表明该方法可成为沉积物分析预处理的方法，分析检测限得到了较大的提高。实验还研究了腐蚀酸( 0 l o o r r l g l ) 基质对苇取的影响，结果表明苹取效果并没有受到明显的影响，证明该方法能有效的去除大分子的干扰。d i m i t r a a 等1 4 3 j 采用中空纤维两相液液微萃取g c f t d 检测方法分析水中的7 种有机磷杀虫剂和1 种氨基甲基盐，实验优化搅拌速度、有机溶剂、水样品体积、萃取时间、盐加入量和p h 值的影响。萃取条件为5 m l 样品水溶液( p h 5 5 、n a c l5 ) ，有机相溶剂3 l 甲苯。检测限0 0 0 1 o 0 7 2 1 a g l ( s n = 3 ) ，r s d4 3 1 2 。并将该方法应用于饮用水和河水水样分析。c h a n b a s h ab a s h e e r 等m 】采用中空纤维两相液液微萃取一g c m s 检测方法分析海水中的1 2 种有机氯杀虫剂，实验优化了样品p h 值、盐含量、搅拌速度、萃取溶剂、萃取时间的影响，萃取条件为5 m l 样品水溶液( p h = 2 ) ，有机相溶剂甲苯5 儿。检测限0 0 1 3 - 0 0 5 9 肛g l ( s n = 3 ) ，r s d i 6 1 4 。1 5 3 液液微萃取方法优化1 5 , 3 1 有机溶剂对于两相萃取，有机溶剂选择的主要原则是，溶剂对分析物有很好的溶解能力；溶剂挥发性小、水中的溶解度低，在萃取过程中的损失少；溶剂使用g c 或l c 检测，要有较好的色谱行为，且不能与分析物的色谱峰重叠4 3 j ：若使用中空纤维萃取，溶剂要与纤维兼容，能充满纤维孔4 5 1 。一般采用纯溶剂做有机萃取剂，也可以采用混合溶剂。1 5 32搅拌速度和萃取温度第1 章鳟 论提高搅拌速度，可以提高萃取效率，缩短分析物达到两相热力学平衡所需的时间，改善萃取方法的重现性。但对于液滴微萃取，液滴直接接触水溶液，高的搅拌速度，易造成液滴严重的溶解损失和移位。使用中空纤维液液微萃取，有机萃取剂置于纤维内，因此可承受较高的搅拌速度，但由于搅拌产生气泡，黏附于纤维表面，使重现性变差、共至无法检测，因此通常无法达到最高的搅拌速度。温度提高，也可提高萃取效率，但同时加速液滴的损失，因此液滴萃取一般不对温度进行优化。对于中空纤维萃取，温度提高易产生气泡，使重现性变差，中空纤维两相萃取温度一般仅保持在室温( 2 5 ) 【4 0 q 5 1 。1 5 3 3 萃取时间延长萃取时间可提高萃取率。经过一定的时间，萃取达到平衡，得到最大的回收率和富集倍数。但在满足检测灵敏度条件下，通常选择未达到平衡点的时间完成萃取，以缩短分析所需时间。而萃取时间过长，会造成有机萃取剂的严重损失。1 5 34p h 值和盐加入量调整p h 值可提高酸性或碱性物质的萃取效率，这是由于离解平衡可降低酸性、碱性物质在溶液中的溶解度。但同时改变p h 值也可能使某些物质因发生水解的萃取效果变差【加4 “。加入盐可改变样品水溶液的离子强度，根据分析物的不同，加入盐对萃取结果的影响不同，可使萃取率提高，降低或不变。1 6 微波技术使用传统的外加热方式，热量是由外部容器传递到内部溶液，需要一定的时间才能使溶液受热。因此，传热速率慢，效率低。微波加热直接作用于物质分子，曾玮：液液微萃取高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯类化含物并不依赖于外部容器热传递，能实现快速升温。微波加热的原理是通过介质偶极子转动和离子迁移产生热能，任何可以发生偶极子转动或离子迁移的物质都会产生一种瞬间局部过热现象m 】。但一般不改变分子的结构。偶极子转动是指极性分子随微波快速变化的外加电场( 2 4 5 0 m h z )方向的改变以4 9 1 0 9 次s 的速度快速转动。离子迁移是指电磁场中可离解离子随着微波快速变化的外加电场的导电移动，离子移动形成电流且由于介质对离子流的阻碍而以q = i2 r 形式产生热效应。对于微波加热，物质的极性十分重要。由于微波直接作用于物质分子，物质分子的极性越大，吸收微波的能力越强。物质的介质性质决定于两个参数：介质常数，和介质损失因子，”。前者是描述分子在电场的极化率，后者是量度分子所吸收的微波能转换为热能的量，该常数最能反映物质与微波作用的效率。而t a n 6 = ”e 定义为耗散因子，它表示一种介质在一定的频率和温度下，将所吸收的微波能量转换为热能的效率。因此若通过微波加热溶液，溶剂的选择十分重要。水是微波加热的常用溶剂。在常用溶剂中水的介质常数最高，即水分子在电场的极化率高，但其损耗因予t a n 5 = ”e 较低，介质损失因子中等。因此水是对微波的吸收能力属于中等。在环境样品分析中，微波辅助萃取技术已得到应用并显示出其优势，具有快速高效、加热均匀、选择性加热、生物效应( 非热效应) 等优点。微波辅助萃取多应用于固体样品，如沉积物、土壤、污泥、生物样品等【4 ”。本实验将微波辅助技术应用于水样品中邻苯二甲酸酯的葶取，研究其对萃取效果的影响。1 7 立题意义和主要研究内容l 7 1 立题意义液液微萃取法是由传统的液液萃取法微型化改进得到的新型萃取方法，具有有机溶剂使用量少，富集倍数高，操作简便，有效减少基体干扰的优点。作为新型的萃取方法，液液微萃取法正在不断的发展和改善过程中。如上所述，液滴微萃取( s d m e ) 中液滴稳定性较差，灵敏度较低，且对搅拌速度增大、萃取温度提高、萃取时间延长、液滴体积的增加，都有限制，液滴微萃取常需在4第l 章绪论远离平衡的时间点进行定量、4 4 1 。该点所处的时间曲线斜率大，时间、搅拌速度的变化对萃取效率的影响大，对条件控制的要求较高，可能导致重现性差。为解决液滴稳定性差的问题，发展出中空纤维液液微萃取技术，使有机苯取剂稳定性提高，但对于搅拌速度、温度、时间条件优化依然存在一定的限制。同时也有文献提出蚰1 ，中空纤维的存在有可能影响物质的动力学过程，使传质能力降低。可能是基于传质效率的原因，p s i l l a k i s 等1 3 4 1 采用中空纤维两相葶取6 种邻苯二甲酸酯化合物，r s d 平均值为1 2 ，对分子量较大，传质较慢的物质，重现性变差，r s d 值最高达至1 9 。另外，液滴微萃取与中空纤维萃取有机萃取剂体积一般在1 5 u l ，不能满足液相色谱进样量的要求，液相色谱样品一般需要l o 一2 5 9 l 。本文尝试采用液层微萃取高效液相色谱检测法，无需中空纤维保护，更有利于物质传质，有机相体积满足液相色谱的检测要求。并将该方法用于水中的5 种邻苯二甲酸酯的分析检测。l 72 主要研究内容1首次建立了液层微萃取，结合h p l c 检测方法，并用于分析水样中5 种痕量邻苯二甲酸酯。在对包括有机萃取剂、萃取时间、温度、搅拌速度、有机萃取剂体积、待测水溶液中离子强度和极性等多个液层微萃取影响因素优化的基础上，从理论上深入系统地探讨了邻苯二甲酸酯的液层微萃取技术，确定最佳实验条件。并将该方法用于塑料袋浸取液实际样品检测。2首次建立了微波辅助液层微萃取，结合h p l c 检测方法，并用于分析模拟水样中的5 种痕量邻苯二甲酸酯。在对萃取条件，包括萃取温度、待测溶液离子强度等进行了优化的基础上，确定最佳实验条件，并与一般液层微萃取法进行了比较。曾玮：液液微萃取一高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸酯类化合物第2 章液液微萃取基本理论传统液液萃取的小型化，发展出液液微萃取方法。传统液液萃取通过大量溶剂的多次萃取实现全蒂取，再进行接收液的浓缩、富集。与之不同，液液微萃取用少量的有机溶剂( 0 液体在水面上铺展1 5 ”。溶剂( a ) 与溶剂( b ) 表面张力相当，而铺展系数都为正。但溶剂( b ) 在液面上铺展，而溶剂( a ) 聚集，原因是溶剂( a ) 和溶剂( b ) 与水两者之间有少许的溶解，从而引起液体表面张力的明显变化，使铺展系数发生改变。就萃取效率而言。溶剂( b ) 与溶剂( a ) 的萃取效率实验结果如图3 3 所示。虽然据上分析溶剂( b ) 不具有可操作性，实验表明，在相同萃取条件下，溶剂( b ) 的萃取效率高于溶剂( a ) 。作者认为，除了溶剂( b ) 与溶剂( a ) 结构差异以外，溶剂( b )的粘度较小，流动性好，造成传质较快是在相同萃取条件下萃取效率优于溶齐r j ( a )的另一原因。流体的粘度造成在流体中产生速度梯度，流速大的流体产生加速其与之接近的流速慢的流体的力，导致流体流动性变好，反之亦然 5 4 1 。实验中，在相同的搅拌速度条件下，溶剂( a ) 的粘度较溶剂( b ) 大，流动性较差，造成了水相与溶剂( a ) 有机相接触界面附近的流速较慢，扩散层厚度增加，传质速度减慢，因此辛醇的萃取效率不如溶齐t j ( b ) 。显然，在溶剂( a ) 作为有机葶取剂具有可操作性的前提下，萃取效率可以通过优化萃取条件，得到大大改善。图3 3 有机溶剂对萃取效率的影响因此进行有机萃取剂的选择，需要考虑三方面的因素，可操作性因素，热力学因素和动力学因素。备选溶剂必须具备满足以下四个条件：( 1 ) 不溶于水，以避免溶剂在萃取过程中溶解到水相当中损失；( 2 ) 沸点高，不易挥发，以防止溶剂在萃取过程中蒸发损失；( 3 ) 有相当的粘度，以防止在萃取过程中分散到水相当中，造成回收的困难：( 4 ) 根据“相似相容”原理，所选择的溶剂对目标物第3 章液液微萃取一高效蔽相色谱浩测定水中的邻苯二甲酸酯类化台物质要有很好的溶解性能。除此之外，还要考虑动力学因素，以达到满意的萃取效果。实验结果表明，溶剂( a ) 作为有机萃取剂具有可操作性和可以接受的萃取效率。3 2 i2 萃取温度溶液中，扩散系数d 曲、溶液粘度卵、温度7 1 之间的关系见公式3 1 、3 2 5 5 1 ，不同温度下水的粘度见表3 3 。d 帅：坚( 3 1 )刁