萃取攪拌棒的制備及其應(yīng)用

艾里·亞爾買買提

摘 要： 攪拌棒吸附萃取是近20年快速發(fā)展的一種新的技術(shù)。他的使用范圍很大，主要適用于醫(yī)學(xué)藥物，食物樣品中揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機(jī)物的痕量分析。

關(guān)鍵詞：萃取攪拌棒 制備 應(yīng)用

近年來,為了解決傳統(tǒng)樣品前處理中有機(jī)溶劑帶來的不良影響,無溶劑或少溶劑樣品萃取方法發(fā)展較快。超臨界流體萃取法、液膜萃取法、微波輔助萃取法、固相微萃取法、液相微萃取法及攪拌棒吸附萃取法等方法可以滿足上述要求,受到了分析化學(xué)家們的關(guān)注,并成為目前分析化學(xué)中的研究熱點(diǎn)。

其中的攪拌棒吸附萃取法(SBSE)自從1999年首次運(yùn)用以來,短短幾年得到較大發(fā)展,已應(yīng)用于食品、環(huán)境和生物分析中。SBSE是一種新型的樣品前處理技術(shù),具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、可重復(fù)使用及無溶劑等優(yōu)點(diǎn)。

攪拌棒吸附萃取(SBSE)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的樣品前處理技術(shù),該技術(shù)集采樣、萃取和濃縮于一體,無需其它的樣品制備過程。SBSE技術(shù)是1999年提出并由GerstelGmbH公司商品化。萃取固定相為商品化的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane PDMS)橡膠管,套于一內(nèi)封磁芯的玻璃管上。萃取時(shí)吸附攪拌棒自身完成攪拌,與固相微萃取(SPME)相比,避免了攪拌子的競(jìng)爭(zhēng)吸附。由于固定相涂層相對(duì)較厚,因此,萃取率也相對(duì)較高,適合樣品中痕量組分的分析。有人利用SBSE-GC技術(shù)對(duì)烷烴、多環(huán)芳烴、有機(jī)磷殺蟲劑等進(jìn)行了研究。SBSE的檢測(cè)對(duì)象是揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機(jī)物,所以它的分離檢測(cè)手段一般采用GC-MS,通過熱解吸系統(tǒng)進(jìn)入GC。

1.制備

萃取棒上所吸附的樣品能否實(shí)現(xiàn)完全解吸,關(guān)系到定量結(jié)果的是否準(zhǔn)確。因此,必須考察一級(jí)和二級(jí)解吸附的時(shí)間。首先在吸附管內(nèi)填充一定量的氣相色譜用的玻璃毛,其目的是將萃取小棒托住并置于管子的中部,以便使其均勻加熱,進(jìn)而達(dá)到樣品完全解吸。

實(shí)驗(yàn)考察了一級(jí)解吸時(shí)間對(duì)解吸附效率的影響。以倍半芥子氣濃度為23·1μg/L的水樣為研究對(duì)象,研究了一級(jí)解吸時(shí)間在8、10和12min時(shí),對(duì)萃取回收率的影響。當(dāng)每分析完一次樣品后儀器再運(yùn)行一次,考察是否還有殘留。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)一級(jí)解吸時(shí)間設(shè)為8 min時(shí),殘留5% (以峰面積計(jì)算),即解吸附效率為95%;當(dāng)一級(jí)解吸在8和10 min時(shí),儀器都未檢出殘留,解吸附效率為100%。因此,選擇一級(jí)解吸時(shí)間為8 min?？疾炝硕?jí)解吸時(shí)間對(duì)解吸附效率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),解吸時(shí)間3min的解吸附效率為90%,當(dāng)解吸時(shí)間在4-5 min時(shí),解吸附效率為100%。為了保證解吸附完全,選擇二級(jí)解吸時(shí)間為6 min。

2.應(yīng)用

SBSE技術(shù)是1999年提出并由GerstelGmbH公司商品化。萃取固定相為商品化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)橡膠管,套于一內(nèi)封磁芯的玻璃管上。萃取時(shí)吸附攪拌棒自身完成攪拌,這樣就避免了在Fiber-SPME中攪拌子的競(jìng)爭(zhēng)吸附。萃取固定相的體積一般為55~250 mL,比Fiber SPME和一般的In-tube SPME萃取固定相體積大50倍以上,因此富集倍數(shù)相應(yīng)提高,適合于樣品中痕量組分的分析。目前該技術(shù)已成功地應(yīng)用于環(huán)境樣品、食品中污染物和農(nóng)藥殘留以及生物樣品的分析。

在SBSE技術(shù)中萃取固定相的制備十分重要,由于萃取固定相的膜層很厚,制膜過程非常困難。目前所用萃取固定相僅限于商品化的硅橡膠管上,還沒有用其它方法制備出30μm以上厚度固定相涂層。近年來,溶膠凝膠技術(shù)在制備固相微萃取的萃取涂層方面具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?；诖?本研究用溶膠凝膠方法制備SBSE萃取固定相涂層,并且對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

影響萃取效率的因素有溫度、萃取時(shí)間和攪拌速率等,為了提高高分子涂層對(duì)有機(jī)物的萃取能力,可以在水樣中加入鹽類(NaCl、Na2SO4)調(diào)節(jié)樣品離子強(qiáng)度,使待測(cè)物溶解度降低。由于非離子涂層只能有效萃取中性物質(zhì),所以,某些時(shí)候?yàn)榱朔乐勾郎y(cè)物質(zhì)的離子化,還需要調(diào)節(jié)溶液的pH值。PDMS涂層在潔凈的環(huán)境水樣中雖然有出色的表現(xiàn),然而在生物樣品(如尿液和血漿)中,因?yàn)橛懈叻肿?如蛋白質(zhì))殘余的污染,并且PDMS對(duì)極性物質(zhì)選擇性差,因此一般SBSE的萃取回收率只能達(dá)到50% ~80%。人們對(duì)此作了很多研究,比如加入適當(dāng)?shù)娜軇┗蛩嵋悦撊サ鞍踪|(zhì),或者在萃取后對(duì)攪拌棒進(jìn)行更長時(shí)間的清洗[11],但是這些辦法都耗時(shí)費(fèi)力。

SBSE是一種新型的樣品前處理技術(shù),具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、可重復(fù)使用及無溶劑等優(yōu)點(diǎn),在分析領(lǐng)域中展現(xiàn)越來越廣闊的前景。作為SPME的發(fā)展, SBSE增加了萃取涂層總量,提高了萃取效率;另一方面,相對(duì)于SPME,攪拌棒涂層的材料種類還非常少,這也局限了SBSE的應(yīng)用。因此,對(duì)萃取涂層及后序檢測(cè)儀器聯(lián)用的進(jìn)一步研究,將會(huì)是SBSE未來的發(fā)展熱點(diǎn)?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

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