中空纤维液相微萃取

中空纤维液相微萃取技术的研究进展

王春

2007.11

主要内容前言中空纤维液相微萃取的装置中空纤维的液相微萃取的模式中空纤维的液相微萃取的应用展望传统的样品前处理技术存在的问题：操作繁琐耗时，需要使用大量的对人体和环境有毒或有害的有机溶剂、难以实现自动化。

前言因此发展省时高效、有机溶剂耗用量少的样品前处理新技术，已成为分析化学研究的热点领域之一。

近年来，发展了多种微萃取技术，例如固相微萃取、液相微萃取、膜萃取等。

液相微萃取是20世纪90年代兴起的一种新型的样品前处理技术。现在液相微萃取技术主要有两种形式。悬滴液相微萃取（Singledropmicroextraction，SDME）基于中空纤维的液相微萃取（Hollowfiberbasedliquid-phasemicroextraction,HF-LPME）

直接浸入式

顶空式

前言以中空纤维为载体的液相微萃取技术是1999年由瑞典科学家Pedersen-Bjergaard等首次提出的。即以多孔的中空纤维为微萃取溶剂（受体溶液）的载体，它集采样、萃取和浓缩于一体，具有成本低、装置简单、易与GC、HPLC、CE联用等优点。Pederson-BjergaardS,RasmussenKE.AnalChem,1999,71:2650

前言MagneticstirrerHollowfiberSamplesolutionSyringeAcceptorsolution

常用的中空纤维是聚丙烯纤维，其内径通常为600-1200μm，壁厚为200μm，使用长度多为1.5-10cm，可容纳4-110μL萃取溶剂，纤维孔隙尺寸一般为0.2μm。

前言基于中空纤维的液相微萃取优点：优点稳定环境友好萃取效率高具有突出的样品净化功能适用底物范围广避免交叉污染中空纤维液相微萃取的装置：中空纤维应有合适的孔径和壁厚，且对有机溶剂有很强的束缚力。

目前常用的是聚丙烯纤维，一是因为它对多数有机溶剂有较强的结合力，二是纤维孔隙尺寸一般为0.2μm，这样小的孔径可强有力地固定有机溶剂以确保在萃取过程中有机溶剂不会渗漏。一般选用壁厚为200μm的中空纤维：以保证其既有一定的机械强度，萃取时间又在一个合理范围内，因为壁厚大于200μm时，由于有机溶剂体积和厚度的增加，会延长萃取时间，导致回收率降低。目前所用的萃取装置多是自制的，形式多种多样。

瓶塞样品瓶样品溶液中空纤维最早报道的装置是将U型纤维的两个末端连接在两个不锈钢针上，一个用于由微量进样注射器注入受体溶液，另一个用作受体溶液的出口管，中空纤维液相微萃取的装置：为实现液相微萃取的自动化，Andersen和Jager等报道的一种可与仪器自动进样器配套的微萃取装置，即将棒状接口接于纤维一端，使微量进样器可插入纤维腔底部以注入或移出受体溶液。

AndersenS,HalvorsenTG.,Pedersn-BjergaardS,RasmussenKE,TanumL,RefsumH.JPharmBiomedAnal,2003,33:263

deJagerL,AndrewsARJ.

Analyst,2001,126:1298

中空纤维液相微萃取的装置：Müller则将纤维的一端连接于GC自动进样系统的漏斗状不锈钢导入器上，纤维的另一端连接在导入器上的一个凹槽内，与空气相通，这样就消除了受体溶液中形成气泡的可能，萃取完成后整个装置转移至GC-MS的自动进样系统直接进样分析DentMüllerS,ModerM,SchraderS,JChromatogrA,2003,985:99

中空纤维液相微萃取的装置：Zhu等则直接将中空纤维插接于进样注射器的针头上进行液相微萃取，即先将受体溶液吸入进样注射器，然后插入中空纤维，再将受体溶液推入纤维孔腔，然后再将纤维浸入样品溶液中进行萃取，萃取完成后将溶液吸入注射器，弃去纤维，将受体溶液直接引入色谱系统分离分析。ZhuL,LeeHK.JChromatogrA,2001,924:407

中空纤维液相微萃取的装置：前面介绍的萃取系统都是在静态模式下进行的，HF-LPME也可在动态模式下进行。例如，Zhao等设计了一种程序控制的往复泵，用于操纵微量进样器推杆来回运动，实现了微萃取在动态模式下进行。

最近，Jiang等报道了一种操作更为简便的动态微萃取方法，将装有受体溶液的一小段中空纤维两端密封，置于快速搅拌的样品溶液中，中空纤维像搅拌子一样在样品溶液中高速旋转运动进行萃取，作者将这种萃取模式称为溶剂棒微萃取（Solventbarmicroextraction，SBME）。ZhaoL,LeeHK.AnalChem,2002,74:2486

JiangXM,LeeHK.AnalChem,2004,76:5591

中空纤维液相微萃取的装置：中空纤维液相微萃取的模式：1、液-液两相微萃取

萃取前先将多孔纤维浸入有机溶剂中，使纤维孔饱和，再将适量有机溶剂注入一定长度的多孔中空纤维空腔中，然后将萃取纤维放进样品溶液中（一般为1~4mL），在充分搅拌条件下，样品中的分析物经纤维孔中的有机相进入纤维腔内的受体溶液中，分析物在两相中进行分配，

2、液-液-液三相微萃取

纤维腔中的受体溶液也可与纤维孔中的有机溶剂不同，从而形成液-液-液三相萃取体系。分析物从样品水溶液中被萃取，经过纤维孔中的有机溶剂薄膜进入水溶性受体溶液，这种模式仅限于能离子化的酸、碱性样品。

对于酸性分析物，样品水溶液的pH值要低以降低分析物在样品中的溶解度，而受体溶液的pH值要高，以增大分析物在受体溶液中的溶解度萃取后的受体溶液可直接用于反相HPLC或CE分析

中空纤维液相微萃取的模式：中空纤维液相微萃取的模式：3、载体转运模式液-液两相微萃取和液-液-液三相微萃取均是依据扩散原理，萃取效率的高低取决于分配系数。对于分配系数低的分析物，很难被有效萃取，而基于载体转运的中空纤维液相微萃取可解决这一问题。

HoTS,HalvorsenTG,Pederson-BjergaardS,RasmussenKE.JChromatogrA,2003,998:61

中空纤维液相微萃取的模式：样品溶液液膜受体溶液在样品溶液中