懸浮固化分散液液微萃取技術的研究進展

馬智玲 李凌云 高青珍 魏長賓 劉玉革 方佳

(1.農業部熱帶果樹生物學重點實驗室中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所,海南海口 571101;2.農業部蔬菜品質監督檢驗測試中心中國農業科學院蔬菜花卉研究所,海南海口 571101;3.中國熱帶農業科學院,海南海口 571101)

懸浮固化分散液液微萃取技術的研究進展

馬智玲1李凌云2高青珍2魏長賓1劉玉革1方佳3＊

(1.農業部熱帶果樹生物學重點實驗室中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所,海南海口 571101;2.農業部蔬菜品質監督檢驗測試中心中國農業科學院蔬菜花卉研究所,海南海口 571101;3.中國熱帶農業科學院,海南海口 571101)

懸浮固化分散液液微萃取是一種新的分散液液微萃取技術。該技術所用萃取劑為長鏈脂肪烴或脂肪醇,因不含氯元素、綠色環保而受到分析人員的關注。本文對懸浮固化分散液液微萃取技術研究進展及其在分析領域的應用、今后的發展趨勢進行了簡單闡述。

懸浮固化分散液液微萃取 樣品前處理 研究進展

分散液液微萃取技術是一種新型的液相微萃取技術，它具有濃縮富集倍數高、快速、簡單等優點，已在環境水樣、飲品、食品、礦物樣品以及生物流體、土壤樣品的分析中得到廣泛應用。由于常規分散液液微萃取使用的萃取劑一般為有毒的含氯有機試劑，危害環境和人體健康，應用逐漸受到限制，并且當使用氣相色譜(ECD)分析時，萃取劑不能直接進樣，還存在溶劑轉換等問題。為解決上述問題，2008年，Leong等[1]提出了一種新型的分散液液微萃取技術為懸浮固化分散液液微萃取(DLLME-SFO)，該技術所用萃取劑為長鏈脂肪烴或脂肪醇，如十一醇、十二醇、十六烷等，因不含氯元素、綠色環保而受到分析人員的關注。本文對DLLME-SFO技術研究進展及其在分析領域的應用、今后的發展趨勢進行了簡單闡述。

1 DLLME-SFO方法的原理

當使用密度小于水的萃取劑時，分散液液微萃取也可以采用懸浮固化的方式，即DLLME-SFO是一種新的分散液液微萃取技術。DLLME-SFO具體試驗過程如下：取適量萃取劑溶解到分散劑中，將此混合液注入到水相中，此時在分散劑的作用下，溶液以乳濁狀態存在，萃取劑以小液滴狀態均勻分布于水相中，由于萃取劑與水相接觸面積極大，它會在很短時間內將水相中的目標物萃取出，在離心的過程中，由于萃取劑密度小于水而上浮到溶液表面，采用低溫固化法(離心管置于冰浴上，熔點低的萃取劑即可凝固成固態)收集漂浮在水相表面的萃取劑，最后于室溫下溶解，上機測定。

DLLME-SFO一般只適合對非極性較強和中等極性物質進行提取、濃縮，而分配系數大于500的極性較強物質，DLLME-SFO萃取效率很低。在分析離子型化合物時，可以調節溶液的酸堿性使其以分子狀態存在，來提高目標物的回收率。一般通過富集倍數(EF)和萃取回收率(R%)來評價DLLME-SFO萃取效率的好壞。以下是兩個參數的計算公式：

Csed是萃取相中目標物的濃度，C0是樣品中目標物的濃度。

表1 懸浮固化-分散液液微萃取技術常用的萃取劑

Vsed是萃取相中目標物的體積，V0是樣品中目標物的體積。

2 DLLME-SFO技術的影響因素

影響DLLME-SFO萃取效果的因素有很多，如萃取劑的種類和體積，分散劑的種類和體積，水相離子強度和pH等因素。下面對各個影響因素做具體分析。

2.1 萃取劑的種類和體積

萃取劑需要對目標物具有較強的溶解能力，且顯著大于水溶液的溶解能力。為了分離方便，萃取劑不能溶于水。DLLME-SFO常用的萃取劑有十一醇，1-十二醇，2-十二醇，十六烷，1-溴代十六烷，1，10-二氯癸烷等[2]，表1中列出了這幾種萃取劑的熔點。

根據目標物性質的不同和檢測儀器的不同，需要選取合適的萃取劑，以獲得較高的濃縮倍數和回收率，并使得最終提取劑適合于儀器分析，如用氣相色譜(ECD)分析時，萃取劑不能含有氯元素，此時的萃取劑適合采用長鏈脂肪烴或脂肪醇。萃取劑量直接影響離心后有機萃取相的體積，從而影響濃縮效果。試驗中需要選擇合適的萃取劑體積，以保證滿足足夠上機體積的同時又能獲得較高的濃縮倍數。

2.2 分散劑的種類和體積

分散劑要求既能溶于水，又能和萃取劑互溶，它的作用是使萃取劑以小液滴狀態均勻分散存在于水中。常用的分散劑有乙腈、丙酮、甲醇等，分散劑的選擇和用量與萃取劑和水的選擇有關。選擇合適的分散劑可以獲得較好的濃縮倍數和回收率，分散劑體積過小或過大都會影響試驗結果。分散劑體積小，影響萃取劑在水中的分散效果；分散劑體積大則會加大萃取劑在水中的溶解度，使得最終得到的萃取劑體積小，不方便進樣，而且隨著待測物在水中的溶解度增加，目標物不易轉移到萃取劑中，從而使得回收率降低。

2.3 水相的離子強度和pH

離子強度和pH也會影響待測物在水中的溶解度，合適的離子強度和pH會使得待測物更容易轉移到萃取相中，提高萃取效率；同時萃取劑在水中的溶解度也會發生改變，最終影響沉淀相體積，從而改變分析物的濃縮倍數。常用來調節水溶液離子強度的鹽類有氯化鈉，它屬于中性鹽，不影響溶液酸堿度，而鹽酸、氫氧化鈉或酸堿緩沖溶液來調節溶液pH。

3 DLLME-SFO技術研究進展

3.1 萃取劑種類的選擇

DLLME-SFO使用密度低于水的十一醇、十六烷、十二醇等擴大了分散液液微萃取萃取劑的選擇，使得此方法符合分析化學綠色環保的要求。王宇等[3]建立了溶劑去乳化-DLLME-SFO結合氣相色譜質譜聯用技術同時測定水樣中8種有機氯農藥的方法，以正十六烷作為萃取劑，將其與分散劑丙酮混合后，快速注入水樣，獲得乳化體系并完成萃取，然后加入丙酮作為去乳化劑破壞乳化體系，不需要經過離心即能使兩相分層，經冰浴冷凍使其固化后，取出上層凝固的有機相，在室溫下融化后，取上清液進行分析，該方法獲得良好的回收率，富集倍數為96-101。馬曉薇等[4]建立了DLLME-SFO方法對水樣中擬除蟲菊酯類農藥進行萃取，并通過氣相色譜法進行測定，使用毒性低的1-十二醇作為萃取劑，甲醇-乙腈(體積比1∶2)為分散劑，實驗證明此方法對8種擬除蟲菊酯類農藥有很好的提取效果，富集倍數為586～1442。

3.2 分散劑種類的擴展

DLLME-SFO中使用的分散劑一般為有機試劑乙腈、丙酮等，而在有些研究中，萃取過程不使用分散劑或用表面活性劑等代替，也可獲得較好的試驗結果。表面活性劑屬于兩性分子，它同時具有親水和疏水基團，通過吸附在兩相液體界面間來降低油水界面張力，可使不溶于水的有機相分散于水中，形成均一體系。由于它對有機相和水相均具有親和力，可使萃取劑均勻分散在水中，達到了快速萃取的目的。Moradi等[5]用表面活性劑做分散劑，液相色譜法測定了水中的氯酚，實驗過程中將萃取劑辛醇加到含有分散劑表面活性劑(CTAB)的水中，此時CTAB可將辛醇均勻分散于水樣中，形成乳濁液，離心后取出上層辛醇即可測定。

3.3 待測物范圍的擴大

應用DLLME-SFO除了可以分析非極性較強的農藥外，還可用來萃取其它有機化合物和無機物質等，但它對極性較強的物質萃取效果較差。Mei-I. Leong等[6]應用DLLME-SFO-氣相色譜法測定了水樣中的1，2-二氯乙烯， 1，2，4-三氯乙烯，四氯乙烯，六氯丁二烯，4-溴聯苯醚，該方法以2-十二醇作為萃取劑，丙酮作為分散劑，得到了很好的效果。Mohammad Rezaee等[7]應用DLLME-SFO-電感耦合等離子體發射光譜法測定了水樣中金屬鋁，采用1-十一醇作為萃取劑，該方法線性范圍為1.0ug/L～250.0ug/L，檢出限為0.8ug/L。

DLLME-SFO對極性強的物質萃取效果較差，研究中一些分析工作者通過調節溶液pH值，使離子型化合物以分子狀態存在，從而成功地萃取測定了這類物質。Campone等[8]用1，2-二溴乙烷作為萃取劑測定了谷物中的赫曲霉素和酸性物質，處理中將凈化好的甲醇/水提取液的pH調節到2，使離子型的酸性物質變為分子狀態，再將1，2-二溴乙烷加入到溶液中進行萃取，然后將萃取液用乙腈/水(v/v=1/1)溶劑置換后，用液相色譜測定，方法檢出限為0.01-0.17 μg/kg，濃縮倍數為2.5倍，回收率范圍為67%-92%。

3.4 樣品基質的選擇

DLLME-SFO由于凈化程度小，一般用于檢測水樣、果汁等簡單基質。楊麗等[9]建立了以二乙基二硫代氨基甲酸鈉為配位劑，十二醇為萃取劑，乙醇為分散劑的DLLME-SFO-火焰原子吸收光譜法測定水樣中痕量鉛的方法，回收率為90.1%-100.7%。畢歡等[10]采用DLLME-SFO-GC測定化妝水中4種鄰苯二甲酸酯類增塑劑，1-十二醇作為萃取劑，該方法回收率88%-108%，相對標準偏差為1.6%-3.3%，富集倍數為800-1578倍，與其它測定鄰苯二甲酸酯類增塑劑的前處理方法對比，該方法操作簡單快速、靈敏度高，可滿足化妝水中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的分析要求。但我們課題組[11]建立了QuEChERS-DLLME-SFO-GC測定復雜基質蔬菜中6種菊酯類農藥殘留的方法，待測樣品用含1%乙酸乙腈溶液提取，用混合固相分散提取凈化后經DLLME-SFO濃縮，其中以乙腈為分散劑，十六烷為萃取劑，結果在黃瓜和番茄基質中6種菊酯類農藥平均回收率為84.84%～111.94%，相對標準偏差為0.48%～9.61%，均獲得了滿意的分析結果。

4 DLLME-SFO技術的發展趨勢

DLLME-SFO易于實現相轉移，不需使用高密度、含氯有毒溶劑，同時具有操作簡單、快速、成本低、富集倍數高、萃取時間短等特點而成為一種備受關注的綠色友好的分離富集技術。其研究方向主要為新的萃取劑或分散劑的開發、與各種新方法聯用的建立、與各種分析儀器的聯用、分析物及分析基質范圍的拓展、自動化操作及與儀器在線聯用的實現等。相信隨著研究的不斷深入，DLLME-SFO將更好地發揮其在污染物痕量、超痕量分析領域中的巨大作用。

[1]Leong M.I,et al.Journal of Chromatography A,2008,1211(1-2):8-12.

[2]王瑩瑩,等.分析化學,2010,10(38):1517-1522.

[3]王宇,朱成華,等.色譜,2013,31(11):1076-1080.

[4]馬曉薇,倫小文,等.農藥,2013,52(2): 110-113.

[5]Moradi M,et al..Talanta,2010,82(5):1864-1869.

[6]Mei-I.Leong,et al.Journal of Chromatography A,2008,1211(1-2):8-12.

[7]Mohammad Rezaeea,et al..Journal of Hazardous Materials,178(1-3):766-770.

[8]Campone L,et al.Journal of Chromatography A.2011,1218(42):7648-7654.

[9]楊麗,李超,等.化學研究與應用.2012,1(24):21-25.

[10]畢歡,等.分析測試學報,2013,32(7):823-828.

[11]高青珍,馬智玲,等.食品工業科技,2014,10(35):53-56.

中央級公益性科研院所基本科研業務費專項(NO.1630062013006);2013年優勢農產品重大技術推廣項目;全國熱帶農業科技協作網運行模式研究(NO.1630012012012);農村綜合改革示范試點專項。

馬智玲(1986—),女,碩士研究生,研究方向:農產品質量與食物安全。

方佳。