中空纖維膜兩相萃取平衡技術概述

寶貴榮，李 霞，薩仁圖雅

（呼和浩特職業學院 生物化學工程學院，內蒙古 呼和浩特 010051）

中空纖維膜兩相萃取平衡技術概述

寶貴榮，李 霞，薩仁圖雅

（呼和浩特職業學院 生物化學工程學院，內蒙古 呼和浩特 010051）

中空纖維膜液相微萃取是近幾年發展較快的一種新型樣品前處理技術，它具有設備簡單、操作方便、成本低廉、集萃取和濃縮于一體、易于與現代儀器聯用等諸多優勢.與傳統的樣品前處理技術相比，它具有較高的富集倍數.本文主要對中空纖維膜兩相萃取富集倍數相關公式進行了簡述.

中空纖維膜；兩相萃取；富集倍數

1999年Pedersen-Bjergaard和Rasmussen[1]等人首次提出中空纖維膜液相微萃取技術，該技術具有操作簡便、實驗裝置簡單、成本低廉、消耗有機溶劑少且易于自動化處理等諸多優勢.它有兩種萃取模式：兩相萃取和三相萃取.兩相微萃取[2]是利用目標分析物在有機溶劑和樣品溶液中的兩相分配平衡原理來進行萃取的.它是將中空纖維膜空腔與纖維壁中放置相同的有機溶劑，分析物通過在樣品溶液和有機溶劑中的分配系數的不同，被富集和萃取到纖維內腔的有機相(接受相)中，而實現有效的萃取的.三相微萃取[3]是利用目標分析物在供體相(Adonor phase)-有機相 (Aorganic phase)-接受相(Aacceptor phase)三者中分配系數的不同而被萃取和富集的.本文主要簡述了兩相中空纖維膜液相微萃取富集倍數的相關計算公式.

1 中空纖維膜兩相萃取平衡常數

分析物A在互不相溶的有機溶劑（接受相）和樣品溶液（給體相）的萃取過程中，假設分析物A在萃取過程中不發生化學反應.Ad是樣品溶液中的分析物；Aa是接受相的分析物.

分析物在兩相之間達到平衡時，分析物A在接受相和給體相中濃度比為常數，即為分配系數：

Ceq,a是平衡時分析物在接受相中的濃度；Ceq,d是平衡時分析物在樣品溶液（給體相）中的濃度；Ka/d是分析物在兩相之間的分配系數；αD是分析物在樣品溶液中被萃取濃度和總濃度的比值.

分析物A在中空纖維膜兩相萃取中達到平衡后，給體相中分析物A的初始物質的量（ni）與給體相萃中平衡時分析物A的物質的量（nd）和接受相中平衡時分析物A的物質的量（na）之間的關系[4]如下：

公式4中，Ci為分析物的初始濃度；Ceq,d為平衡時給體相中的分析物濃度；Ceq,org為平衡時接受相中的分析物濃度；Vd為給體相體積；Vorg為接受相體積.

2 中空纖維膜兩相萃取回收率

中空纖維膜兩相萃取的回收率[5]（E）為萃取達到平衡時，接受相中分析物的物質的量和給體相中分析物初始物質的量之比.即：

基于方程（2）和（5）公式能推導出公式（6）.

中空纖維膜兩相萃取中公式6計算得到的萃取回收率高于實際萃取回收率，因部分有機溶劑在膜空中滲透而無法分析全部的有機溶劑.

3 中空纖維膜兩相萃取富集倍數

中空纖維膜兩相萃取富集倍數[7]（PF）是指萃取達到平衡時，接受相中分析物濃度和給體相中分析物的初始濃度之比.即：

將公式（5）代入公式（7）可得公式（8）.

中空纖維膜兩相萃取中Vw?Va,.由于分析物的富集倍數較大，通過增加給體相的體積而增加分析物的富集倍數，提高分析物的靈敏度.

4 結論

液-液中空纖維膜液相微萃取技術與傳統的液-液萃取技術相比較，兩相液相微萃取具有更為廣泛的應用前景，因為中空纖維膜液相微萃取技術具有富集倍數高、樣品凈化能力強、消耗有機溶劑少、快速、靈敏高等獨特的優點.

〔1〕Pedersen-Bjergaard S,Rasmussen K E,Liquid-liquid-liquid microextraction forsample preparation of biological fluids prior to capillary electrophoresis [J].Anal.Chem.,1999,71(14): 2650-2656.

〔2〕Ghambarian M,Yamini Y,Esrafili A.Developments in hollow fiber based liquid-phase microextraction:principlesand applications[J].Micro.Acta,2012,177(3-4):271-294.

〔3〕Desoubries C,Chapuis-Hugon F,Bossée A,et al,Three-phase hollow fiber liquid-phase microextraction of organophosphorous nerve agent degradation products from complex samples[J], J.Chromatogr.B,2012,900:48-58.

〔4〕白小紅，胡爽，陳璇.液相微萃取[M].北京：化學工業出版社，2013.19-24.

〔5〕Hadi H,Makahleh A,Saad B,Hollow fiber liquid-phase microextraction combined with high performance liquid chromatography for the determination of trace mitiglinide in biological fluids[J],J.Chromatogr.B,2012,895: 131-136.

〔6〕Tung Si Ho,Stig Pedersen-Bjergaard,Knut EinarRasmussen,Recovery,enrichmentand selectivity in liquid-phase microextraction comparison with conventional liquid-liquid extraction [J],J.Chromatogr.A,2002,963:3-17.

O658.2

A

1673-260X（2015）12-0007-02

內蒙古自然科學基金（No.2014MS0216）