专利名称：气流式顶空液相微萃取方法
技术领域：
本发明涉及一种集采样、精制和浓縮为一体的样品前处理方法， 特别是指一种可以应用于复杂样品基质中目标物的分离和富集，并且 通过惰性气体的作用，对低蒸汽压目标物同样可获得较高的富集率的 气流式顶空液相微萃取方法。
背景技术：
目前，为了提高微富集技术对目标物的富集率，所采用的方法主 要是提高样品温度和降低萃取溶剂的温度以及增大萃取溶剂的表面 积。当采用提高样品温度时，增加了气相中目标物的含量，同时也加 速了目标物的运动速度，但萃取溶剂的温度也间接的被提高了，不利 于富集过程。在封闭体系中，样品瓶的体积是固定的，根据理想气体
状态方程——PV^nRT，可以利用提高样品温度的方法来提高目标物的 富集率，但此方法存在一定的局限性；也可以利用改变目标物分压的 方法来提高目标物的富集率，但对于复杂的样品基质，单独增加萃取 体系内部目标物的分压有一定难度。目前大多数微富集方法中，目标 物的运动主要依靠热力学作用和自身的扩散作用，更为主要的是当富 集体系被固定时，富集体系内气相的体积也被固定，不利于提高目标 物的富集率。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术萃取体系体积受限制而导致 的富集率受限制，不利于富集低蒸气压目标物的问题，提供了一种在 惰性气体的作用下，以延长富集时间的方法，达到增大萃取体系内气 相体积的目的，从而增加气相中目标物的绝对含量，进而提高目标物的富集率的气流式顶空液相微萃取方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下
一种气流式顶空液相微萃取方法，该气流式顶空液相微萃取体系是 开放的体系，在该体系中，利用惰性气体进入管将惰性气体引入到样品 基质表面，使惰性气体与气相中目标物混合，并带动目标物不断的向萃 取溶剂运动，在经过萃取溶剂时，目标物被萃取溶剂吸附，惰性气体流 出萃取体系，该过程被不断重复，直到萃取结束。
所述的气流式顶空液相微萃取体系包括一个色谱进样针、 一个置于 加热装置内的样品瓶、 一个安装在样品瓶上方的冷凝装置、 一个贯穿于 样品瓶配套的聚四氟乙烯盖的气体出口管和一个与样品瓶相通并直达 样品瓶内样品上部的惰性气体进入管，惰性气体进入管上设有质量流量 控制器，色谱进样针通过冷凝装置和气体出口管插入到样品瓶中，轻压 注射器针杆将萃取溶剂悬挂在针尖进行富集，富集之后将萃取溶剂回
收，进GC-MS分析。
所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气或二氧化碳。 所述的萃取溶剂可以为辛烷、十二垸、甲苯、正己烷。 .在气流式顶空液相微萃取方法中，目标物的运动既受热力学作用 又受动力学作用，这就增加了目标物与萃取溶剂的接触几率，进而提 高目标物的富集率。更为重要的是气流式顶空液相微萃取方法中萃取 体系是开放的，所以即使萃取体系被固定，萃取体系中气相的体积也 可以被无限扩大。根据理想气体状态方程—— ￥=1^丁可知，当P、 T 一定时，n与V成正比。所以，当样品基质中目标物足够时，气相中 目标物的绝对量也可以被无限的增加，进而提高目标物的富集率。
在气流式顶空液相微萃取体系中，其他条件均固定时，目标物与 萃取溶剂之间的接触几率直接影响目标物的富集率。在气流式顶空液 相微萃取方法中，通过优化气体流速、气体出口管径、萃取溶剂相对
4气体出口管的位置、样品和萃取溶剂的温度、富集时间等参数提高目 标物的富集率。对于固定的萃取溶剂，获得最佳富集率时，气体出口 管径和萃取溶剂相对气体出口管的位置均是固定的，而且这两个量不 随萃取体系温度的变化而变化，但由于气体本身的膨胀作用，使得流 出萃取体系的气体流速因萃取体系温度的变化而变化。本发明通过控
制惰性气体进入萃取体系的流速和萃取体系所处的温度共同控制气体 流出萃取体系的流速，进而控制萃取溶剂与目标物的接触几率，即控
制目标物的富集率。
附图为本发明气流式顶空液相微萃取体系的技术方案示意图。
具体实施例方式
参考图1，具体实验过程如下①标样或实际样品放入样品瓶5
中，②惰性气体进入管7通过与样品瓶5配套的聚四氟乙烯盖将其置 于样品的上部，惰性气体进入管7上设有质量流量控制器8，③样品 瓶5放入加热装置6内，在样品瓶5上方安装冷凝装置2，④用本实 验室发明的"一种洗色谱进样针的专用设备一一专利号为2008 2 0071370.4"清洗色谱进样针1，清洗溶剂由目标物的性质决定，之后 用萃取溶剂至少洗五次，最后取一定体积的萃取溶剂3，将色谱进样 针1通过冷凝装置2和气体出口管4插入到样品瓶5中，把针尖固定 到适当的位置，⑤轻压色谱进样针的针杆将萃取溶剂3悬挂在针尖， 富集一定的时间，⑥将萃取溶剂回收，进GC-MS分析。
气流式顶空液相微萃取方法的富集机理如下①将惰性气体引入 到样品基质上部；②惰性气体在样品基质上部与气相中的目标物混合; ③惰性气体带动目标物经过萃取溶剂，在此过程中目标物被萃取溶剂 富集，惰性气体经气体出口管流出萃取体系；④目标物为达到在样品基质与气相中的分配平衡，气相中目标物被带走的同时，样品基质中
的目标物被分配到气相中；⑤重复第一步到第四步的过程,直到富集结 束。
本发明在实际的富集过程中对目标物能达到很好的富集效果。分 别以菲、蒽、荧蒽和芘做为目标化合物进行富集，富集结果与顶空液 相微萃取方法进行对比。富集条件如下，气体流速为2.7 mL/min,萃取 溶剂为十二烷，萃取溶剂体积为2.4 ^，萃取溶剂恰巧全部位于气体 出口管内底部，气体出口管直径为1.8mm，加入目标物的量为40ng，萃 取溶剂温度为20。C，样品温度为20。C，富集时间20min。表一是气流 式顶空液相微萃取方法与顶空液相微萃取方法对比表(表中数据为每 种目标物与内标物dK)-菲峰面积之比)。 表一
曰古一物 气流式顶空液顶空液相微气流式顶空液相微萃取方法/
曰^" 相微萃取方法萃取方法 顶空液相微萃取方法
菲 0.97 0.40 2.41
蒽 0.84 0.32 2.67
荧蒽 0.21 0.091 2.29
芘 0.21 0扁 2.30
从表一可以得出，在相同条件下，气流式顶空液相微萃取方法获 得的富集率比顶空液相微萃取方法的高。
本发明公开了气流式顶空液相微萃取方法并解释其原理，首次提 出在惰性气体作用下，以延长富集时间的方法，达到增大萃取体系中 气相体积的目的，进而提高目标物富集率。
权利要求
1、一种气流式顶空液相微萃取方法，其特征在于该气流式顶空液相微萃取体系是开放的体系，在该体系中，利用惰性气体进入管将惰性气体引入到样品基质表面，使惰性气体与气相中目标物混合，并带动目标物不断地向萃取溶剂运动，在经过萃取溶剂时，目标物被萃取溶剂吸附，惰性气体流出萃取体系，该过程被不断重复，直到萃取结束。
2、 根据权利要求1所述的一种气流式顶空液相微萃取方法，其特 征在于所述的气流式顶空液相微萃取体系包括一个色谱进样针、 一个置 于加热装置内的样品瓶、 一个安装在样品瓶上方的冷凝装置、 一个贯穿 于样品瓶配套的聚四氟乙烯盖的气体出口管和一个与样品瓶相通并直 达样品瓶内样品上部的惰性气体进入管，惰性气体进入管上设有质量流 量控制器，色谱进样针通过冷凝装置和气体出口管插入到样品瓶中，轻 压注射器针杆将萃取溶剂悬挂在针尖进行富集，富集之后将萃取溶剂回 收，进GC-MS分析。
3、 根据权利要求1所述的一种气流式顶空液相微萃取方法，其特 征在于所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气或二氧化碳。
4、 根据权利要求1所述的一种气流式顶空液相微萃取方法，其特 征在于所述的萃取溶剂可以为辛烷、十二垸、甲苯、正己烷。
全文摘要
本发明公开了一种气流式顶空液相微萃取方法，该气流式顶空液相微萃取体系是开放的体系，利用惰性气体进入管将惰性气体引入到样品基质表面，使惰性气体与气相中目标物混合，并带动目标物不断的向萃取溶剂运动，在经过萃取溶剂时，目标物被萃取溶剂吸附，惰性气体流出萃取体系，该过程被不断重复，直到萃取结束。通过惰性气体的引入，既提高了目标物从样品基质中蒸发的速率，又增加了目标物向萃取溶剂的传质速度，最终增加了目标物的富集率；本发明是开放的萃取体系，因气相体积不受限制有利于富集低蒸气压目标物；通过延长富集时间的方法，达到增大富集体系中气相体积，进而提高目标物的富集率。本发明的优势在于对低蒸气压目标物的富集检测。
文档编号B01D11/04GK101632876SQ200910067400
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者李东浩, 翠 杨 申请人:延边大学