悬浮固化分散液液微萃取技术的研究进展

马智玲 李凌云 高青珍 魏长宾 刘玉革 方佳

(1.农业部热带果树生物学重点实验室中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,海南海口 571101;2.农业部蔬菜品质监督检验测试中心中国农业科学院蔬菜花卉研究所,海南海口 571101;3.中国热带农业科学院,海南海口 571101)

悬浮固化分散液液微萃取技术的研究进展

马智玲1李凌云2高青珍2魏长宾1刘玉革1方佳3＊

(1.农业部热带果树生物学重点实验室中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,海南海口 571101;2.农业部蔬菜品质监督检验测试中心中国农业科学院蔬菜花卉研究所,海南海口 571101;3.中国热带农业科学院,海南海口 571101)

悬浮固化分散液液微萃取是一种新的分散液液微萃取技术。该技术所用萃取剂为长链脂肪烃或脂肪醇,因不含氯元素、绿色环保而受到分析人员的关注。本文对悬浮固化分散液液微萃取技术研究进展及其在分析领域的应用、今后的发展趋势进行了简单阐述。

悬浮固化分散液液微萃取 样品前处理 研究进展

分散液液微萃取技术是一种新型的液相微萃取技术，它具有浓缩富集倍数高、快速、简单等优点，已在环境水样、饮品、食品、矿物样品以及生物流体、土壤样品的分析中得到广泛应用。由于常规分散液液微萃取使用的萃取剂一般为有毒的含氯有机试剂，危害环境和人体健康，应用逐渐受到限制，并且当使用气相色谱(ECD)分析时，萃取剂不能直接进样，还存在溶剂转换等问题。为解决上述问题，2008年，Leong等[1]提出了一种新型的分散液液微萃取技术为悬浮固化分散液液微萃取(DLLME-SFO)，该技术所用萃取剂为长链脂肪烃或脂肪醇，如十一醇、十二醇、十六烷等，因不含氯元素、绿色环保而受到分析人员的关注。本文对DLLME-SFO技术研究进展及其在分析领域的应用、今后的发展趋势进行了简单阐述。

1 DLLME-SFO方法的原理

当使用密度小于水的萃取剂时，分散液液微萃取也可以采用悬浮固化的方式，即DLLME-SFO是一种新的分散液液微萃取技术。DLLME-SFO具体试验过程如下：取适量萃取剂溶解到分散剂中，将此混合液注入到水相中，此时在分散剂的作用下，溶液以乳浊状态存在，萃取剂以小液滴状态均匀分布于水相中，由于萃取剂与水相接触面积极大，它会在很短时间内将水相中的目标物萃取出，在离心的过程中，由于萃取剂密度小于水而上浮到溶液表面，采用低温固化法(离心管置于冰浴上，熔点低的萃取剂即可凝固成固态)收集漂浮在水相表面的萃取剂，最后于室温下溶解，上机测定。

DLLME-SFO一般只适合对非极性较强和中等极性物质进行提取、浓缩，而分配系数大于500的极性较强物质，DLLME-SFO萃取效率很低。在分析离子型化合物时，可以调节溶液的酸碱性使其以分子状态存在，来提高目标物的回收率。一般通过富集倍数(EF)和萃取回收率(R%)来评价DLLME-SFO萃取效率的好坏。以下是两个参数的计算公式：

Csed是萃取相中目标物的浓度，C0是样品中目标物的浓度。

表1 悬浮固化-分散液液微萃取技术常用的萃取剂

Vsed是萃取相中目标物的体积，V0是样品中目标物的体积。

2 DLLME-SFO技术的影响因素

影响DLLME-SFO萃取效果的因素有很多，如萃取剂的种类和体积，分散剂的种类和体积，水相离子强度和pH等因素。下面对各个影响因素做具体分析。

2.1 萃取剂的种类和体积

萃取剂需要对目标物具有较强的溶解能力，且显著大于水溶液的溶解能力。为了分离方便，萃取剂不能溶于水。DLLME-SFO常用的萃取剂有十一醇，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中列出了这几种萃取剂的熔点。

根据目标物性质的不同和检测仪器的不同，需要选取合适的萃取剂，以获得较高的浓缩倍数和回收率，并使得最终提取剂适合于仪器分析，如用气相色谱(ECD)分析时，萃取剂不能含有氯元素，此时的萃取剂适合采用长链脂肪烃或脂肪醇。萃取剂量直接影响离心后有机萃取相的体积，从而影响浓缩效果。试验中需要选择合适的萃取剂体积，以保证满足足够上机体积的同时又能获得较高的浓缩倍数。

2.2 分散剂的种类和体积

分散剂要求既能溶于水，又能和萃取剂互溶，它的作用是使萃取剂以小液滴状态均匀分散存在于水中。常用的分散剂有乙腈、丙酮、甲醇等，分散剂的选择和用量与萃取剂和水的选择有关。选择合适的分散剂可以获得较好的浓缩倍数和回收率，分散剂体积过小或过大都会影响试验结果。分散剂体积小，影响萃取剂在水中的分散效果；分散剂体积大则会加大萃取剂在水中的溶解度，使得最终得到的萃取剂体积小，不方便进样，而且随着待测物在水中的溶解度增加，目标物不易转移到萃取剂中，从而使得回收率降低。

2.3 水相的离子强度和pH

离子强度和pH也会影响待测物在水中的溶解度，合适的离子强度和pH会使得待测物更容易转移到萃取相中，提高萃取效率；同时萃取剂在水中的溶解度也会发生改变，最终影响沉淀相体积，从而改变分析物的浓缩倍数。常用来调节水溶液离子强度的盐类有氯化钠，它属于中性盐，不影响溶液酸碱度，而盐酸、氢氧化钠或酸碱缓冲溶液来调节溶液pH。

3 DLLME-SFO技术研究进展

3.1 萃取剂种类的选择

DLLME-SFO使用密度低于水的十一醇、十六烷、十二醇等扩大了分散液液微萃取萃取剂的选择，使得此方法符合分析化学绿色环保的要求。王宇等[3]建立了溶剂去乳化-DLLME-SFO结合气相色谱质谱联用技术同时测定水样中8种有机氯农药的方法，以正十六烷作为萃取剂，将其与分散剂丙酮混合后，快速注入水样，获得乳化体系并完成萃取，然后加入丙酮作为去乳化剂破坏乳化体系，不需要经过离心即能使两相分层，经冰浴冷冻使其固化后，取出上层凝固的有机相，在室温下融化后，取上清液进行分析，该方法获得良好的回收率，富集倍数为96-101。马晓薇等[4]建立了DLLME-SFO方法对水样中拟除虫菊酯类农药进行萃取，并通过气相色谱法进行测定，使用毒性低的1-十二醇作为萃取剂，甲醇-乙腈(体积比1∶2)为分散剂，实验证明此方法对8种拟除虫菊酯类农药有很好的提取效果，富集倍数为586～1442。

3.2 分散剂种类的扩展

DLLME-SFO中使用的分散剂一般为有机试剂乙腈、丙酮等，而在有些研究中，萃取过程不使用分散剂或用表面活性剂等代替，也可获得较好的试验结果。表面活性剂属于两性分子，它同时具有亲水和疏水基团，通过吸附在两相液体界面间来降低油水界面张力，可使不溶于水的有机相分散于水中，形成均一体系。由于它对有机相和水相均具有亲和力，可使萃取剂均匀分散在水中，达到了快速萃取的目的。Moradi等[5]用表面活性剂做分散剂，液相色谱法测定了水中的氯酚，实验过程中将萃取剂辛醇加到含有分散剂表面活性剂(CTAB)的水中，此时CTAB可将辛醇均匀分散于水样中，形成乳浊液，离心后取出上层辛醇即可测定。

3.3 待测物范围的扩大

应用DLLME-SFO除了可以分析非极性较强的农药外，还可用来萃取其它有机化合物和无机物质等，但它对极性较强的物质萃取效果较差。Mei-I. Leong等[6]应用DLLME-SFO-气相色谱法测定了水样中的1，2-二氯乙烯， 1，2，4-三氯乙烯，四氯乙烯，六氯丁二烯，4-溴联苯醚，该方法以2-十二醇作为萃取剂，丙酮作为分散剂，得到了很好的效果。Mohammad Rezaee等[7]应用DLLME-SFO-电感耦合等离子体发射光谱法测定了水样中金属铝，采用1-十一醇作为萃取剂，该方法线性范围为1.0ug/L～250.0ug/L，检出限为0.8ug/L。

DLLME-SFO对极性强的物质萃取效果较差，研究中一些分析工作者通过调节溶液pH值，使离子型化合物以分子状态存在，从而成功地萃取测定了这类物质。Campone等[8]用1，2-二溴乙烷作为萃取剂测定了谷物中的赫曲霉素和酸性物质，处理中将净化好的甲醇/水提取液的pH调节到2，使离子型的酸性物质变为分子状态，再将1，2-二溴乙烷加入到溶液中进行萃取，然后将萃取液用乙腈/水(v/v=1/1)溶剂置换后，用液相色谱测定，方法检出限为0.01-0.17 μg/kg，浓缩倍数为2.5倍，回收率范围为67%-92%。

3.4 样品基质的选择

DLLME-SFO由于净化程度小，一般用于检测水样、果汁等简单基质。杨丽等[9]建立了以二乙基二硫代氨基甲酸钠为配位剂，十二醇为萃取剂，乙醇为分散剂的DLLME-SFO-火焰原子吸收光谱法测定水样中痕量铅的方法，回收率为90.1%-100.7%。毕欢等[10]采用DLLME-SFO-GC测定化妆水中4种邻苯二甲酸酯类增塑剂，1-十二醇作为萃取剂，该方法回收率88%-108%，相对标准偏差为1.6%-3.3%，富集倍数为800-1578倍，与其它测定邻苯二甲酸酯类增塑剂的前处理方法对比，该方法操作简单快速、灵敏度高，可满足化妆水中邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析要求。但我们课题组[11]建立了QuEChERS-DLLME-SFO-GC测定复杂基质蔬菜中6种菊酯类农药残留的方法，待测样品用含1%乙酸乙腈溶液提取，用混合固相分散提取净化后经DLLME-SFO浓缩，其中以乙腈为分散剂，十六烷为萃取剂，结果在黄瓜和番茄基质中6种菊酯类农药平均回收率为84.84%～111.94%，相对标准偏差为0.48%～9.61%，均获得了满意的分析结果。

4 DLLME-SFO技术的发展趋势

DLLME-SFO易于实现相转移，不需使用高密度、含氯有毒溶剂，同时具有操作简单、快速、成本低、富集倍数高、萃取时间短等特点而成为一种备受关注的绿色友好的分离富集技术。其研究方向主要为新的萃取剂或分散剂的开发、与各种新方法联用的建立、与各种分析仪器的联用、分析物及分析基质范围的拓展、自动化操作及与仪器在线联用的实现等。相信随着研究的不断深入，DLLME-SFO将更好地发挥其在污染物痕量、超痕量分析领域中的巨大作用。

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

[2]王莹莹,等.分析化学,2010,10(38):1517-1522.

[3]王宇,朱成华,等.色谱,2013,31(11):1076-1080.

[4]马晓薇,伦小文,等.农药,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]杨丽,李超,等.化学研究与应用.2012,1(24):21-25.

[10]毕欢,等.分析测试学报,2013,32(7):823-828.

[11]高青珍,马智玲,等.食品工业科技,2014,10(35):53-56.

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(NO.1630062013006);2013年优势农产品重大技术推广项目;全国热带农业科技协作网运行模式研究(NO.1630012012012);农村综合改革示范试点专项。

马智玲(1986—),女,硕士研究生,研究方向:农产品质量与食物安全。

方佳。