一种顶空液相微萃取注射器针头简易冷却装置的制作方法

本实用新型涉及一种顶空液相微萃取的注射器针头简易冷却装置，属于分析化学样品前处理技术领域。

背景技术：

单滴液相微萃取是一种采用微量萃取溶剂从样品中萃取目标化合物的微萃取技术，其中以微量注射器悬挂液滴的顶空单滴液相微萃取方式最为简便。这种方式需要解决悬挂液滴在萃取过程中的稳定性。为了增强微量注射器针尖悬挂液滴的稳定性，通常的措施包括控制液滴的大小、使用高粘度低挥发度的萃取溶剂、增加支撑液滴的结构材料、控制较低的萃取温度等。顶空萃取时，为了增加顶空相中目标化合物的浓度，常常需要对样品加热，使目标化合物容易从基质中逸出。但加热样品提高了顶空样品瓶内的温度，使萃取剂液滴的温度提高，粘度下降，容易造成液滴从针尖脱落，较高的温度还使得萃取溶剂容易挥发，尤其是萃取剂的挥发度较大时，容易造成液滴的萎缩。解决这一矛盾的措施是在萃取过程中对萃取剂进行冷却。有文献报道是设计凸形的样品瓶盖，将萃取剂加在凸形部位，利用液滴的表面张力使得萃取剂不会掉落，然后在凸形的样品瓶盖上加上由铝块和风扇构成的冷却装置，在顶空萃取时保持萃取剂液滴处于低温。这种设计需要特制的瓶盖和体积较大的冷却装置，无法利用微量注射器悬挂液滴的简便方式。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决微量注射器悬挂液滴的顶空单滴液相微萃取方式中样品需要加热和萃取剂需要冷却的矛盾问题，提供一种顶空液相微萃取注射器针头简易冷却装置。

本实用新型解决上述问题采用的技术方案：顶空单滴液相微萃取注射器针头的冷却装置包括不锈钢针头1、固定海绵块2、一次性塑料杯3和冷却液4；固定海绵块2放置于一次性塑料杯3中，不锈钢针头1从上至下垂直插入海绵块2中，针头部露在海绵块2外，针尖透过塑料杯3底部，在塑料杯3中加入冷却液4，冷却液液面与海绵块上面平齐，使用前将该装置在所需要的冷却温度下进行整体冷却至目标温度。

所述的冷却装置的使用方法如图1所示，将图2冷却好的装置放在待萃取的顶空样品瓶盖6上，使吸取了萃取剂的微量注射器5的针头透过冷却装置中的不锈钢针头1，插入顶空样品瓶7中，推出萃取剂液滴8进行萃取。冷却装置中不锈钢针头1的长度比微量注射器5的针头短，在微量注射器5的针头先后穿过不锈钢针头1和顶空瓶盖6后，能使微量注射器5针头部分至少大约5mm的长度暴露在顶空气相中。

冷却装置的不锈钢针头1的内径与微量注射器5的针头外径相当，使注射器5的针头可以穿过不锈钢针头1，两针头之间还能直接接触，以使冷却液的温度可以迅速透过不锈钢针头1传导到微量注射器5的针头上。所使用的冷却液4可以只含单一组分，如水，也可以是多组分的混合物，如水和高分子聚合物的混合液。冷却装置的冷却温度高于萃取剂的凝固点温度。

通过采用冷却装置，使得以二氯甲烷、甲醇、正己烷等低沸点、容易挥发的有机溶剂作为萃取剂进行顶空单滴液相微萃取时，注射器针尖的萃取剂液滴能够因为较低的温度而明显降低挥发速度，从而能够在针尖较长时间地维持较大的液滴，有利于顶空样品瓶内气相中的目标化合物与萃取剂液滴之间的传质过程，提高萃取效率。对照实验结果如图3显示，在利用二氯甲烷顶空单滴液相微萃取甲基膦酸二甲酯时，使用冷却装置的过程的萃取效果显著高于无冷却装置的过程。

本实用新型的有益效果：

(1)不改变微量注射器悬挂液滴的顶空液相微萃取方式，通过对微量注射器针头进行冷却来实现对萃取剂的冷却；

(2)冷却装置使用的一次性塑料杯、海绵块、不锈钢针头都是日常使用的商品，取材容易，价格低廉；

(3)冷却装置简单小巧，可以根据需要改变海绵块和杯子的大小来调节装置的大小；

(4)冷却装置可以使用多种冷却剂，可以只含单一组分，如水，也可以是多组分的混合物，如水和高分子聚合物的混合液，这些都是生活中常用的东西，来源易得；

(5)冷却装置进行预冷的方式简单，只需将装置放在冰箱或其它低温装置中即可；

(6)由于冷却装置简易价廉，可以一次制作多个，在冰箱中冷却备用，便于更换，并适应萃取样品数量较多的情况。

附图说明

图1顶空液相微萃取注射器针头的冷却装置的使用方式示意图

图中：1.不锈钢针头；2.海绵块；3.一次性塑料杯；4.冷却液；5.微量注射器；6.顶空样品瓶盖；7.顶空样品瓶；8.萃取剂液滴。

图2顶空液相微萃取注射器针头的冷却装置的结构示意图

图中：1.不锈钢针头；2.海绵块；3.一次性塑料杯；4.冷却液。

图3冷却装置和无冷却装置进行顶空液相微萃取甲基膦酸二甲酯的叠加色谱图

图中：A.采用本实用新型所述的冷却装置；B.无冷却装置；纵坐标：色谱峰响应强度(毫伏mV)；横坐标：时间(分钟)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实例1

如图2所示，顶空液相微萃取注射器针头的冷却装置的如下制作：海绵块2置于一次性塑料杯3中，不锈钢针头1穿过海绵块2和一次性塑料杯3的底部，海绵块中注满冷却液4水，将整个装置在冰箱冷冻室中冷却至-18℃。如图1所示，以二氯甲烷为萃取剂，顶空萃取甲基膦酸二甲酯(DMMP)来说明顶空液相微萃取注射器针头的冷却装置的使用方式，图3说明使用效果。

首先在两个相同的10mL顶空样品瓶7内分别加入2μL×100μg/mL的甲基磷酸二甲酯/二氯甲烷溶液，随后密封瓶盖6，并将顶空样品瓶7在40℃金属浴中预热平衡30min，然后用两支10μL微量注射器5分别吸取10μL二氯甲烷，接着其中一支微量注射器5如图1所示，微量注射器的针头依次穿过图2冷却装置中的不锈钢针头1、顶空样品瓶盖6，插入一个顶空样品瓶7的内部，另一支微量注射器5则不经过图2的冷却装置，而是直接穿过另一个顶空样品瓶盖6，以相同的深度插入顶空样品瓶7的内部，随后将二氯甲烷液滴8推出，悬挂于针尖，分别以1μL/min的速度推动注射器5的推杆，使液滴8保持悬挂于针尖，进行顶空液相微萃取，9min后，微量注射器5内剩余1μL二氯甲烷，此时将针尖的二氯甲烷液滴8抽回微量注射器5内，分别注入气相色谱分析。两者的DMMP色谱图结果如图3所示，其中A是微量注射器的针头在萃取时采用本实用新型所述的冷却装置进行冷却，B是微量注射器的针头在萃取时无冷却装置。结果表明，使用冷却装置显著提高了DMMP的顶空萃取富集效果，证明了使用冷却装置有利于顶空萃取。另外，这种微量注射器的针头冷却装置制作起来简单易行，所用到的材料常见价廉，装置小巧，几乎无能耗，可以一次制作多个，还可重复使用，使用也很简单。