专利名称：一种超声辅助顶空液相微萃取方法
技术领域：
本发明涉及一种顶空液相微萃取的样品前处理方法，特别涉及一种超声辅助顶空液相微萃取方法。
背景技术：
样品前处理技术对分析结果有着重要影响，一直倍受关注。目前广泛应用的预处理技术有液液萃取(LLE)，固相萃取(SPE)，固相微萃取(SPME)，膜萃取等。经典的液液萃取操作繁琐，使用大量对人和环境有毒或有害的有机溶剂，且不易实现自动化。SPE技术以高效，可靠，溶剂用量少等优点在许多领域得到快速发展，但它需要洗脱，纯化物质，以满足气相色谱(GC)或高效液相色谱(HPLC)等仪器分析的要求。SPME是一种无溶剂的样品前处理技术，集采样，萃取，浓缩于一体，具有简单，快速，方便等优点，在环境样品，食品和临床上已广泛应用。但SPME萃取头较贵，使用寿命短，多次使用还存在交叉污染问题，将它与HPLC联用时还需一个专门的解吸装置。液相微萃取(LPME)是随着近代环境分析技术的发展而发展起来的快速，精确，灵敏度高，环境友好的新型的前处理技术(Jeannot M.A，Cantwell F.F.，Anal Chem，1996，682236-2240.)，结合了LLE和SPME的优点，所需有机溶剂少，操作简单，集萃取，纯化，浓缩于一步完成，灵敏度高，富集效果好。该技术不仅可单独使用，还可与气相色谱，液相色谱联用。LPME有两种形式，一为静态顶空液相微萃取，一为动态顶空液相微萃取。就静态顶空液相微萃取而言，其具体操作为将盛有少量(2-5微升)萃取剂的微量注射器插入盛有待测样品的样品瓶的顶空，小心推动注射器活塞，使针筒中存储的萃取剂在针尖形成微小的液滴。使用磁力搅拌样品瓶中溶液，使待测分析物不断地从样品溶液中挥发进入顶空相，再从顶空相萃取到萃取剂微滴中。该方法已经成功地用于测定各种水样，牛奶等样品中的挥发性半挥发性有机污染物，如多环芳烃，酚类，多氯芳烃，芳香胺，苯氧醚类除草剂和酞酸酯等(VanessaC.，Chrystelle B.-M.，Lu Y.，Paulette M.，Ralph E.S.，Zoltán M.，Talanta，2004，63555-560.；Yadollah Y.，Mohammad H.，Majid H.-H.，Mojtaba S.，Talanta，2004，62265-270.；Lorena V.，Antonio C.，Nicolas K.，Elefteria P..，Journal of Chromatography A，2005，108925-30.。)然而在实验中存在以下问题(1)由于液滴纯粹依靠液体与空气间的表面张力悬挂在针尖上，使得萃取剂体积不能太大(一般不超过5微升)，而适当增加萃取剂体积有利于提高萃取效率和方法的灵敏度。
(2)针尖上悬挂的液滴会因微小的震动而滴落，因而实验对实验环境要求非常高，还需要实验操作者极其细心，而且样品池的搅拌速度也必须调得很低。
(3)由于液滴体积的减小，其蒸汽压上升，导致萃取剂极易挥发，萃取时间受到限制，一般来说分析物在两相之间的平衡达到以前就已经停止萃取，平衡并不能真正实现，导致富集效果相对较差，灵敏度相对较低；对于极性的萃取剂，因为顶空相中的水蒸气进入萃取剂，致使萃取剂液滴体积增大，容易导致萃取剂从针尖脱落，导致实验失败(Yadollah Y.，Mohammad H.，Majid H.-H.，Mojtaba S.，Talanta，2004，62265-270)。
(4)此外，由于分析物在萃取溶剂中的溶解过程是放热过程，低温有利于加速分析物在溶剂中的溶解，缩短平衡到达时间，然而高温能够促进分析物从样品基质中释放出来，进而缩短到达平衡的时间且可在一定程度上增加分析物在萃取溶剂中的溶解度，提高灵敏度，但是在实际操作中，很难同时实现样品基质的相对高温和萃取溶剂的相对低温。
由于以上问题的存在，常规顶空液相微萃取方法操作要求较高，且灵敏度上不尽人意。
发明内容
本发明就是针对上述不足，对常规顶空液相微萃取方法进行改进，提供了一种超声辅助顶空液相微萃取方法。
本发明的技术方案如下一种超声辅助顶空液相微萃取方法(见附图1)，其方法步骤为1)、取洁净超声清洗器1一台，一片隔热板2，一个0.2毫升PCR管6，一个样品瓶7，瓶塞8；冰浴4，其隔热板2的尺寸与超声清洗器1的水浴部分相吻合；2)、将样品瓶7固定于隔热板中间部位，样品瓶中盛样品，隔热板盖在超声清洗器1的水浴上，样品瓶下部浸入在超声清洗器水浴中；3)、剪除0.2毫升PCR管6的管盖，在PCR管中盛装10-40微升萃取液5；4)、将0.2毫升PCR管6管口朝上塞入样品瓶7的瓶塞8的小孔中，瓶塞8塞进盛有样品的样品瓶中且0.2毫升PCR管底部朝上，密封，样品瓶上部和0.2毫升PGR管一同置于冰浴4中；5)、超声10～30分钟，进行顶空液相微萃取，放置10～30分钟，取萃取液进样作HPLC分离检测。
其中所用的隔热板2为厚型塑料泡沫板。样品瓶为普通15.0毫升青霉素试剂瓶，配瓶塞8(橡胶塞)，瓶塞上开一个小孔。冰浴中放冰袋。
PCR管就是类似离心管的尖头塑料小管子，它的学名就是PCR管。
上述方法装置中，超声清洗器为商品化仪器，无特别要求。超声清洗器的作用有两个一是提供热水浴，加热样品溶液，加速基质中挥发性组分的挥发。二是通过超声振荡使溶液产生连续的新表面来增加目标分析物从样品转移到顶空相的驱动力，由于超声的功率较搅拌大很多，因此提高了萃取效率。
上述方法中，隔热板为厚型塑料泡沫，其尺寸与超声清洗器水浴部分相吻合，以便隔绝超声产生的热量。隔热板中心部位开一个圆孔以固定样品瓶。
上述方法中，0.2毫升PCR管(市购)的管盖事先剪除，底部盛装有少量萃取剂(10-40微升，视需要而定)。将装有萃取液的PCR管管口朝上塞入样品瓶的瓶塞中。再将此瓶塞塞进盛有样品的样品瓶中，密封。PCR管的作用是盛装极性萃取剂。悬挂在管底的液滴除了受到重力和液滴与空气间的表面张力之外，液滴还受到液滴与PCR管壁间的吸附力作用，由于两个表面张力的竖直分方向一致，其合力较大，因此，液滴体积能够超过10微升甚至达到40微升。考虑到液相色谱的进样量，萃取剂体积一般选择20微升。
上述方法中，冰浴的作用是保持萃取溶剂的相对低温。如上所述，分析物的溶解是一个放热过程，低温有利于加速分析物在萃取剂中的溶解，缩短到达平衡的时间。
本超声辅助顶空液相微萃取方法的优点1、用PCR管取代微量注射器针尖，储存萃取剂体积大，并能保持其在振荡中的稳定性，使萃取量大大增大同时萃取时间能够得到有效地延长；萃取效率高、简单、方便、廉价、有机溶剂消耗量小。
2、用超声振荡取代磁力搅拌，效率高。
3、用超声水浴和外加冰浴简单地实现样品和萃取剂温度的调控。超声加热水浴，加速分析物从基质中的挥发；引入冰浴保证了萃取剂的相对低温，加速分析物在萃取物中的溶解，缩短到达平衡时间。
这种方法极大地简便了操作，能有效避免科学研究中因操作者不小心而导致的失败，同时这种方法的灵敏度与萃取效率较常规的顶空液相微萃取方法大为提高，非常适合于水相中挥发性半挥发性组分的萃取、富集。
图1为超声辅助顶空液相微萃取方法的装置结构示意图。
图中1超声清洗器，2.隔热板，3.顶空，4.冰浴，5.萃取液，6.PCR管，7.样品瓶，8瓶塞。
具体实施例方式
本发明的实例结构如图1所示，由一台超声清洗器1，一片隔热板2，一个0.2毫升PCR管6，一个样品瓶7，瓶塞8；冰浴4组成。隔热板中心部位固定样品瓶，样品瓶下部浸入在超声清洗器水浴中，0.2毫升PCR管底部盛装有20微升萃取液5。装有萃取液的PCR管管口朝上塞入样品瓶7的瓶塞8的小孔中，瓶塞8塞进盛有样品的样品瓶7中且PCR管6底部朝上，密封，样品瓶上部和0.2毫升PCR管一同置于冰浴4中。
利用本发明测定水样中的氯酚将10毫升1微克/毫升样品(2-氯酚，2.4-二氯酚，2.6-二氯酚)，1毫升浓度为1摩尔的HNO3，1克NaCl加入15.0毫升样品瓶中，以PCR管盛装试样镶嵌入瓶塞8，塞紧，密封。将此瓶放入装有50℃水的超声清洗器，超声20分钟，放置30分钟，取萃取液进样，HPLC分离检测。
色谱条件色谱柱XDB 150毫米×4.6毫米(5微米)；流动相甲醇∶水＝70∶30(体积∶体积)；流速1毫升/分钟；检测波长245纳米。
其结果与常规顶空液相微萃取相比较，前者是后者的6倍。并将其应用于实际水样中氯酚的测定，回收率在80.7-117.6％之间。而且本法用到的PCR管，青霉素瓶，超声清洗器以及冰袋，均是市场常见之物。本发明的超声辅助顶空液相微萃取装置，操作方法简单，易行，萃取效率高，非常适合于复杂水样中挥发性半挥发性组分的萃取、富集。
权利要求
1.一种超声辅助顶空液相微萃取方法，其特征在于方法步骤为1)、取洁净超声清洗器(1)一台，一片隔热板(2)，一个0.2毫升PCR管(6)，一个样品瓶(7)，一个瓶塞(8)，冰浴(4)，其隔热板的尺寸与超声清洗器的水浴部分相吻合；2)、将样品瓶(7)固定于隔热板中间部位，样品瓶中盛样品，隔热板盖在超声清洗器(1)的水浴上，样品瓶下部浸入在超声清洗器水浴中；3)、剪除0.2毫升PCR管(6)的管盖，在PCR管中盛装10-40微升萃取液(5)；4)、将0.2毫升PCR管(6)管口朝上塞入样品瓶(7)的瓶塞(8)的小孔中，瓶塞(8)塞进盛有样品的样品瓶(7)中且0.2毫升PCR管(6)底部朝上，密封，样品瓶(7)上部和0.2毫升PCR管(6)一同置于冰浴(4)中；5)、超声10～30分钟，进行顶空液相微萃取，放置10～30分钟，取萃取液作HPLC分离检测。
2.根据权利要求1所述的超声辅助顶空液相微萃取方法，其特征在于隔热板(2)为厚型塑料泡沫板。
3.根据权利要求1所述的超声辅助顶空液相微萃取方法，其特征在于样品瓶(7)为普通15.0毫升青霉素试剂瓶。
4.根据权利要求1所述的超声辅助顶空液相微萃取方法，其特征在于冰浴(4)中放冰袋。
全文摘要
一种超声辅助顶空液相微萃取方法，其方法是取洁净超声清洗器(1)一台，一片隔热板(2)，一个0.2毫升PCR管(6)，一个样品瓶(7)，一个瓶塞(8)，冰浴(4)；将样品瓶(7)固定于隔热板中心部位，样品瓶中盛样品，隔热板盖在超声清洗器(1)的水浴上，样品瓶下部浸入在超声清洗器水浴中；剪除0.2毫升PCR管(6)的管盖，在PCR管中盛装10－40微升萃取液(5)；将PCR管管口朝上塞入瓶塞的小孔中，瓶塞塞进盛有样品的样品瓶中且PCR管底部朝上，密封，样品瓶上部和PCR管一同置于冰浴(4)中；超声萃取。本方法利用PCR管，使萃取液量增大，萃取时间有效地延长；萃取效率高、检测灵敏度高，操作简单，非常适合于复杂水样中痕量挥发性半挥发性组分的萃取和富集。
文档编号G01N1/40GK101053704SQ20071005160
公开日2007年10月17日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者徐晖, 廖颖, 姚进荣 申请人:华中师范大学