本发明涉及样品前处理中HS-SPME装置的构建领域，尤其是一种可除水的顶空固相微萃取的装置及方法。
背景技术：
固相微萃取技术(Solid Phase Microextraction, SPM E)是 20世纪 90年代以来出现的样品处理方法 ,它克服了以前一些传统样品处理几乎所有缺点 ,无需有机溶剂、简单方便、测试快、费用低 ,集采样、萃取、浓缩、进样于一体 ,能够与气相或液相色谱仪联用。而HS-SPME (Headspace Solid Phase Microextraction) 作为SPME中的一种, 一方面继承了顶空技术操作简单、不受样品基体干扰的优点；另一方面又能在采样的同时进行浓缩，大大提高了分析灵敏度。
顶空萃取过程中有机物挥发所需的高温,一方面会加快分子运动,导致液体蒸汽压的增大,有利于吸附; 另一方面,在试验过程中随着温度的升高,样品顶空体积中水蒸汽的含量也随之增加,顶空部分待萃取物质的含量就会降低，影响了萃取头对目标化合物的吸附，萃取能力反而降低，会直接影响方法的灵敏度和检测限。另外，加热过程中所产生的水蒸汽会和待测物蒸气共同存在于血清瓶顶空部分，附着到纤维上的水蒸汽在进入检测仪器后会对色谱柱和质谱检测器产生损害，例如，降低色谱柱的分离度和降低质谱检测器的使用寿命。
技术实现要素：
本发明提出一种可除水的顶空固相微萃取的装置及方法，能以简单的装置设置来去除顶空萃取作业时萃取容器顶空部分的水蒸汽。
本发明采用以下技术方案。
一种可除水的顶空固相微萃取的装置及方法，所述萃取装置包括材料容器、蒸气容器、加热式磁力搅拌器、针头、萃取纤维和磁力搅拌子；所述材料容器为密闭容器，材料容器设于加热式磁力搅拌器上，材料容器内盛有待萃取材料和磁力搅拌子；所述蒸气容器密闭于材料容器内，蒸气容器内盛有水蒸汽吸收物，蒸气容器一端敞开，蒸气容器敞开端朝向的材料容器壁处设有可穿刺的软塞；所述针头穿过软塞到达蒸气容器内，所述萃取纤维上设有萃取涂层，萃取纤维通过针头内部通道探入蒸气容器中；当进行萃取作业时，加热式磁力搅拌器对待萃取材料进行加热和搅拌，待萃取材料被加热后产生的气态挥发物进入蒸气容器内，气态挥发物中的水蒸汽部分被水蒸汽吸收物吸收，而气态挥发物中的待萃取物被萃取到萃取纤维的萃取涂层上。
所述探入蒸气容器内的针头针尖处设有密封隔垫。
所述材料容器为双层玻璃血清瓶的外层，所述蒸气容器为双层玻璃血清瓶的内层玻璃管，所述软塞为固定于双层玻璃血清瓶瓶盖处的橡胶塞。
所述水蒸汽吸收物为无机盐。
所述萃取装置的制备方法和萃取过程依次包括以下步骤：
Ａ1、取一个25ml双层玻璃血清瓶，用5ml的移液枪向双层玻璃血清瓶的外层加入0.1-15ml的液态待萃取材料；
Ａ2、向已加入待萃取材料的双层玻璃血清瓶的外层加入一个合适大小的磁力搅拌子；
Ａ3、向双层玻璃血清瓶的内层玻璃管中加入 1.0-5.0 g 的无机盐；
Ａ4、在血清瓶的瓶盖中央打圆孔，把橡胶塞卡入圆孔内，取一个微量注射器针头穿过橡胶塞，并在针尖部分安装一个密封隔垫，将萃取纤维穿过针头，在密封隔垫前端露出覆盖在纤维上的萃取涂层，将针头推入双层玻璃血清瓶中含有无机盐的内层玻璃管中；
Ａ6、把搭建好的萃取装置放入具集热式恒温功能的加热式磁力搅拌器中，在转速为 0-1000 rpm 的磁力搅拌下于 40-100℃ 温度中萃取 10-60 min。
所述针头为气相色谱直接进样所用的 5 μL 无死体积微量进样器针头。
所述密封隔垫的厚度为 0.8 cm，密封隔垫的上半部分包裹针头，密封隔垫的下半部分包裹萃取纤维。
本发明中，利用双层玻璃血清瓶代替传统的单层血清瓶作为萃取装置，萃取纤维的顶空固相微萃取过程在集热式恒温加热磁力搅拌器中磁粒子的搅拌下进行。加热过程中产生的水蒸汽可以和存在于双层玻璃血清瓶的内管中的无机盐形成水合化合物从而被去除，达到增加双层玻璃血清瓶的内管顶空部分待测物质的含量、提高灵敏度、降低检测限、保护萃取纤维、色谱柱和质谱检测器等目的，从而解决了传统的顶空固相微萃取过程中存在的不足之处。
本发明中，所述材料容器为密闭容器，材料容器设于加热式磁力搅拌器上，材料容器内盛有待萃取材料和磁力搅拌子；该设计以简单的设备实现了密闭式搅拌，在加快待萃取物气化速度的同时，不会使外部水汽进入容器内，从而提升除水效果。
本发明由于采用磁力搅拌，因此在双层玻璃血清瓶内无需设置机械搅拌机构，磁力搅拌子在搅拌待萃取材料时受磁力吸引而贴紧瓶底，不会跳起，因此不会碰撞萃取作业进行中的内层玻璃管，也不易使液态待萃取材料的液面震荡飞溅，因此不易对萃取作业和除水作业形成干扰。
本发明采用的方法设计简单、经济；装置设计独特、结构新颖，利用该方法及装置，在萃取过程中除去顶空部分的水蒸汽，增加了该部分的待测物蒸气的含量，达到提高方法灵敏度，降低方法检测限，保护微萃取纤维、色谱柱和质谱检测器的目的。
本发明的装置体积小，便于安放。装置制作过程简易便捷，所用仪器价格低廉，材料来源广泛，易于各实验室、各科研部门推广使用。
本发明中，密封隔垫的上半部分包裹针头，密封隔垫的下半部分包裹萃取纤维；该设计可以进一步提高萃取环境的隔离度，防止外界物质通过针头内部通道进入萃取环境，也可以使萃取纤维受到良好的保护。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明所述装置的示意图；
图中：1-萃取纤维；2-软塞；3-瓶盖；4-材料容器；5-蒸汽容器敞开端；6-蒸气容器；7-针头；8-连接血清瓶外层和内层玻璃管的支架；9-密封隔垫；10-加热式磁力搅拌器；11-待萃取材料；12-水蒸汽吸收物；13-磁力搅拌子。
具体实施方式
如图1所示，一种可除水的顶空固相微萃取的装置及方法，所述萃取装置包括材料容器4、蒸气容器6、加热式磁力搅拌器10、针头7、萃取纤维1和磁力搅拌子13；所述材料容器4为密闭容器，材料容器4设于加热式磁力搅拌器10上，材料容器4内盛有待萃取材料11和磁力搅拌子13；所述蒸气容器6密闭于材料容器4内，蒸气容器6内盛有水蒸汽吸收物12，蒸气容器6一端敞开，蒸气容器敞开端5朝向的材料容器4壁处设有可穿刺的软塞2；所述针头7穿过软塞2到达蒸气容器6内，所述萃取纤维1上设有萃取涂层，萃取纤维1通过针头7内部通道探入蒸气容器6中；当进行萃取作业时，加热式磁力搅拌器10对待萃取材料11进行加热和搅拌，待萃取材料11被加热后产生的气态挥发物进入蒸气容器6内，气态挥发物中的水蒸汽部分被水蒸汽吸收物12吸收，而气态挥发物中的待萃取物被萃取到萃取纤维1的萃取涂层上。
所述探入蒸气容器6内的针头7针尖处设有密封隔垫9。
所述材料容器4为双层玻璃血清瓶的外层，所述蒸气容器6为双层玻璃血清瓶的内层玻璃管，所述软塞2为固定于双层玻璃血清瓶瓶盖处的橡胶塞。
所述水蒸汽吸收物12为无机盐。
所述萃取装置的制备方法和萃取过程依次包括以下步骤：
Ａ1、取一个25ml双层玻璃血清瓶，用5ml的移液枪向双层玻璃血清瓶的外层加入0.1-15ml的液态待萃取材料；
Ａ2、向已加入待萃取材料的双层玻璃血清瓶的外层加入一个合适大小的磁力搅拌子13；
Ａ3、向双层玻璃血清瓶的内层玻璃管中加入 1.0-5.0 g 的无机盐；
Ａ4、在血清瓶的瓶盖3中央打圆孔，把橡胶塞（软塞）2卡入圆孔内，取一个微量注射器针头7穿过橡胶塞2，并在针尖部分安装一个密封隔垫9，将萃取纤维1穿过针头7，在密封隔垫9前端露出覆盖在纤维1上的萃取涂层，将针头推入双层玻璃血清瓶中含有无机盐的内层玻璃管中；
Ａ6、把搭建好的萃取装置放入具集热式恒温功能的加热式磁力搅拌器中，在转速为 0-1000 rpm 的磁力搅拌下于 40-100℃ 温度中萃取 10-60 min。
所述针头7为气相色谱直接进样所用的 5 μL 无死体积微量进样器针头。
所述密封隔垫9的厚度为 0.8 cm，密封隔垫的上半部分包裹针头，密封隔垫的下半部分包裹萃取纤维。
本例中，在安装密封隔垫9后，针头7先穿过密封隔垫9，将萃取纤维1穿过针头7，然后针头7回推入密封隔垫9内而萃取纤维1不动，即可使密封隔垫的上半部分包裹针头，密封隔垫的下半部分包裹萃取纤维。
所述的待萃取材料为水溶剂的溶液或者含水实际样。
密封隔垫下端和双层玻璃血清瓶的内层玻璃管底部的距离为 3.5-4.5 cm。
双层玻璃血清瓶的内层玻璃管为直径为 1.2-1.6 cm，高度为 3.0-5.0 cm。
双层玻璃血清瓶的内层玻璃管底部和外层瓶底部的距离为 0.8-2.0 cm。
萃取纤维前端和双层玻璃血清瓶内层玻璃管底部的距离为 1.0-2.0 cm。