新型單液滴微萃取技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會發(fā)展需求，人們越來越關(guān)注綠色化學(xué)，在提高現(xiàn)有的分析手段的同時(shí)還開發(fā)了許多新方法，尤其體現(xiàn)在樣品的制備和清理方面。分析化學(xué)領(lǐng)域就目前的趨勢而言可以用一個(gè)英文復(fù)合詞來表述“QuEChERS”，把它展開來說就是“快速（Quick）”、“簡便（Easy）”、“經(jīng)濟(jì)（Cheap）”、“可靠（Robust）”以及“安全（Safe）”。根據(jù)以上幾點(diǎn)要求，許多科研人員致力于開發(fā)新的方法基于簡單、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的小型化或微型化手段盡可能的減少化學(xué)藥品

2、的使用。在應(yīng)用儀器分析時(shí)，通常需要從復(fù)雜樣品基質(zhì)中通過濃縮獲得足夠量的目標(biāo)分析物用于檢測，微量樣品制備就顯得十分重要，并且無污染的樣品能夠得到令人滿意的儀器分析結(jié)果。本文的工作主要是解決一些關(guān)鍵問題實(shí)現(xiàn)新型液相微萃取技術(shù)對樣品進(jìn)行預(yù)處理達(dá)到快速萃取同時(shí)保證高靈敏度。本文主要開發(fā)并研究了三種不同策略實(shí)現(xiàn)單液滴微萃取技術(shù)，萃取時(shí)中只有非常少量（微升）的有機(jī)溶劑被使用。
　　文章主要內(nèi)容如下：首先，設(shè)計(jì)了一個(gè)微型裝置用于產(chǎn)生一種混合了有

3、機(jī)相包覆水相的復(fù)合懸掛液滴，研究了直接浸入式的三相單液滴微萃取技術(shù)，通過微型注射器形成有機(jī)相和水相包覆的混合懸掛液滴實(shí)現(xiàn)了三相體系的微萃取，這一想法未在以前的三相微萃取模型中出現(xiàn)，該系統(tǒng)能夠結(jié)合單液滴微萃取和膜萃取的優(yōu)點(diǎn)，這一新方法可以在4分鐘之內(nèi)得到五種抑制素1712倍的濃縮。在萃取過程中涉及到了三個(gè)概念：第一，存在于兩個(gè)流體交界面之間的薄膜現(xiàn)象；第二，單相流體內(nèi)部的循環(huán)流動起到了很好的攪拌效果；第三，液滴表面更新迭代模式使交界面附近

4、均質(zhì)化并能夠更新去質(zhì)子化實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物的高通量傳遞。
　　此外，針對現(xiàn)場提取易揮發(fā)和半揮發(fā)性化合物的萃取提出了一個(gè)新設(shè)想，即通過增加一個(gè)特別的內(nèi)嵌瓶蓋作為微型冷卻裝置用于產(chǎn)生萃取瓶內(nèi)溫度梯度。實(shí)現(xiàn)萃取瓶內(nèi)作為接收相的液滴在頂部空間處于比較低的溫度，同時(shí)又能對底部的樣品基質(zhì)加熱使不同相之間達(dá)到一個(gè)比較高的溫度差從而提高萃取效率。相比于傳統(tǒng)的頂空單液滴微萃取，采用這種方式分析物可以在2分鐘內(nèi)獲得高達(dá)302-388倍的富集，富集效率提高了

5、3.5到4倍。通過上述方式得到的高濃縮效果可以認(rèn)為是液滴處于氣液界面的表面張力在不同溫度條件下發(fā)生了變化引發(fā)了馬蘭戈尼對流，樣品主要通過對流傳質(zhì)得到更高效的萃取。數(shù)值模擬的應(yīng)用驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，二者結(jié)果相比較可知該萃取方法能夠多物理場模擬進(jìn)行設(shè)計(jì)和預(yù)測。良好的線性度（檢測區(qū)間從0.03-0.5μg/L到100μg/L），重復(fù)性（RSD<5.9%）以及納克每升的檢測限（7-10 ng/L）表明了該方法能準(zhǔn)確、可靠的用于痕量分析。

6、>　　最后，一種具有類似煙囪結(jié)構(gòu)的瓶蓋連接毛細(xì)管用于形成穩(wěn)定的液體包裹氣體的懸掛液滴，并且揭示了其快速萃取的機(jī)理。通過一個(gè)簡單的改進(jìn)克服了在直接浸入式單液滴萃取通常會遇到的液滴不穩(wěn)定問題。此外，氣液混合懸掛微萃取體系能夠在3分鐘時(shí)間內(nèi)獲得70到135倍的殺蟲劑富集。由于液滴與毛細(xì)管尖端之間的接觸面積增大使得液滴在尖端的粘附力得到提高，這樣液滴的穩(wěn)定性和萃取效率都有所提升。同樣的，液滴內(nèi)部的流體流動和因?yàn)楸砻鎻埩ψ兓a(chǎn)生的馬蘭戈尼效應(yīng)大大