CN101637670A - 一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法 - Google Patents
一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101637670A CN101637670A CN200910065582A CN200910065582A CN101637670A CN 101637670 A CN101637670 A CN 101637670A CN 200910065582 A CN200910065582 A CN 200910065582A CN 200910065582 A CN200910065582 A CN 200910065582A CN 101637670 A CN101637670 A CN 101637670A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- inert gas
- nitrogen
- surfactant
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型惰性气体－表面活性剂辅助液－液萃取的样品前处理方法，其具体操作步骤为：在样品分析前，首先将混合有表面活性剂的待测水样装入高瓶颈容量瓶中，加入适量的有机溶剂，通过氮吹装置向高瓶颈容量瓶中导入惰性气体氮气，采用高氮瓶的阀门开关控制惰性气体流量的大小；溶液中导入惰性气体后，气泡将包裹待测物的胶束带到有机相中，并在其中浓缩，完成萃取后，将剩余的有机溶剂全部取出定容后，用直接进样针插入气相色谱仪进行下一步的检测分析。本发明可自动化操作，批量处理样品，节省萃取时间，节约人力物力，减少萃取溶剂的使用量，同时也提高了方法的灵敏度，可用于环境污染物分析、水质和食品检测、生物化学、有机农药等领域。
Description
技术领域：
本发明涉及一种样品的前处理方法，特别是涉及一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，利用此方法能够实现可自动化操作，批量处理样品，属于环境分析与分析化学领域。
背景技术：
由于样品基体复杂，被测物含量比较低而且样品中干扰物多，难以直接测定，必须进行预处理步骤和富集后才能测定微量组分，提高测定方法的准确性和灵敏性。传统的萃取方法有蒸馏、吸附、离心过滤、层析、索氏萃取、液-液萃取、固相萃取等几十种，但它们都有一定的缺点，例如溶剂量过大、处理时间长、步骤复杂，容易损失样品，产生误差。近年来，虽然出现了一些新的样品预处理方法，但液-液萃取(Liquid-Liquid Extraction，LLE)属于经典的预处理方法，因其在分离、定量上有许多优点，至今仍然被广泛运用于样品预处理中。然而液-液萃取也存在不少缺点，如需要消耗大量的有机溶剂；大量的有机溶剂对分析人员的身体健康造成危害，对分析人员的工作环境造成污染，属于“环境不友好”的前处理方法；萃取过程需要工作人员手动震摇分液漏斗，萃取时间较长，消耗人力物力，不能实现自动化操作，批量处理样品等问题。
发明内容：
本发明的目的在于针对传统液-液萃取方法的不足：提供一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，在保留经典液-液萃取样品前处理方法原有优点的基础上，实现了自动化操作，批量处理样品的方法。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，它采用了一种惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置，其具体操作步骤为：在样品分析前，首先将混合有表面活性剂的待测水样装入高瓶颈容量瓶中，加入适量的有机溶剂，通过氮吹装置向高瓶颈容量瓶中导入惰性气体氮气，采用高氮瓶的阀门开关控制惰性气体流量的大小；溶液中导入惰性气体后，气泡将包裹待测物的胶束带到有机相中，并在其中浓缩，完成萃取后，将剩余的有机溶剂全部取出定容后，用直接进样针插入气相色谱仪进行下一步的检测分析。
所述待测水样的体积为100mL；所述待测水样中多环芳烃的浓度为50μg/L；所述的有机溶剂为正己烷；所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠，浓度为0.3％；所述的氮吹时间为40min。
上面所述的惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置，包括支架、高瓶颈容量瓶和氮吹装置，所述氮吹装置上侧部设置有进气口，氮吹装置下部的出气口通过聚四氟乙烯管与高瓶颈容量瓶相连。
所述的聚四氟乙烯管上设置有阀门开关，以控制氮气的流量。
所述氮吹装置上侧部设置的进气口与高含量的氮气瓶相连接，用来提供反应所需要的氮气。
本发明的新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，可自动化操作，批量处理样品，节省萃取时间，节约人力物力，大大减少萃取溶剂的使用量，节约分析成本，同时降低萃取溶剂对工作人员的身体危害等。该方法使得样品预处理过程大为简化，提高了分析速度，同时也提高了方法的灵敏度，可用于环境污染物分析、水质和食品检测、生物化学、有机农药等领域。
本发明中申请人对萃取条件的优化选择实验报告：
I.实验部分：
1.1.仪器与试剂：
安捷伦6890N气相色谱配备FID检测器，色谱柱为DB-5色谱柱柱(60m×0.25mm，25μm)。升温程序：初始温度80℃，保持3min，以10℃/min速度升至300℃，保持15min。进样口为无分流模式，温度为250℃，吹扫流速：15mL/min，吹扫时间：0.5min。检测器温度为325℃。惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取系统，包括支架、高瓶颈容量瓶、氮吹装置和聚四氟乙烯管路(内径3mm)等。
8种多环芳烃标准溶液购自美国Supelco公司，二氯甲烷-甲醇溶液，200mg/L。采用农残级丙酮配制成2mg/L的贮备液，再用水稀释成系列浓度的工作溶液，贮存在冰箱内。实验所用试剂未加说明时均为分析纯，实验用水为Milipore超纯水。
1.2.操作步骤：
萃取装置参见图1，在样品分析前，首先将混合有表面活性剂的待测分析水样装入高瓶颈容量瓶6中，并加入2mL有机溶剂，高瓶颈容量瓶6与氮吹装置3的出气针相连，通过聚四氟乙烯管5上设置的阀门开关4向高瓶颈容量瓶6中导入N2，并调节N2流量的大小。被分析的水样中导入N2后，气泡将包裹被测分析物的胶束带到有机相中，并在其中浓缩，完成萃取。将已完成萃取过程的有机溶剂全部取出，并定容后进入气相色谱仪进行下一步的检测分析。
在没有另外说明的情况下，所有实验均在如下条件下进行：水样体积为100mL，水样中多环芳烃的浓度为50μg/L；有机溶剂为正己烷；表面活性剂为十二烷基磺酸钠，浓度为0.3％；氮吹时间为40min。
II.结果与讨论：
2.1萃取条件的优化：
2.1.1.表面活性剂浓度对萃取效率的影响：
表面活性剂在水溶液中形成胶团或胶束，胶团或胶束能包裹分析物。胶团或胶束大小不同，包裹分析物的能力也将不同。实验比较了溶液中表面活性剂浓度在0-0.4％之间时，对萃取多环芳烃效率的影响。
PAHs的实验结果如图2所示，从图中可以看出，PAHs的萃取效率随表面活性剂浓度的增加呈现出先增加后降低的趋势。一开始，添加的表面活性剂在溶液中形成小的胶团，胶团包裹分析物，随着表面活性剂浓度的增加，胶团包裹分析物的量逐渐增多，萃取效率增加，当浓度达到0.3％时，萃取效率最好。此时，继续向溶液添加表面活性剂，小的胶团形成胶束，胶束对分析物形成较为严密的包裹，不易于在有机相中的释放，因此，呈现出下降趋势。
2.1.2.氮吹时间对萃取效率的影响：
溶液中通入氮气的时间越长，产生的气泡越多，胶束包裹待测物质进入有机相的组分就越多。在表面活性剂浓度一定的条件下，实验考察了氮吹时间为5、10、20、40和60min时，PAHs萃取效率随其变化的趋势，结果如图3所示。从图3中可以看出，PAHs的萃取效率随氮吹时间的增加呈现出增加的趋势，在40min时，萘、二氢苊、蒽、荧蒽和芘已达到萃取平衡，综合考虑耗时和萃取效果等因素，选择氮吹时间为40min。
2.1.3.不同表面活性剂对萃取效率的影响：
表面活性剂主要分为阳离子、阴离子和中性离子三类。实验分别从这三类中选择一种具有代表性的表面活性剂，即十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠和triton-114，考察它们对多环芳烃萃取效率的影响。实验结果如图4所示，从图4中可以看出，3种表面活性剂对PAHs萃取的效率不同，十二烷基磺酸钠最好，triton-114次之，十六烷基三甲基溴化铵最差。因此，选择表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
2.1.4.不同有机溶剂对萃取效率的影响：
在上述优化条件下，实验考查3种有机溶剂，即甲苯、正己烷和乙酸乙酯对水样中多环芳烃萃取效率的影响，结果如图5所示。从图5中可以看出，3种有机溶剂对PAHs萃取效率不同，正己烷最好，甲苯次之，乙酸乙酯最差。因此，测定PAHs时选择有机溶剂为正己烷。
2.1.5.优化条件的确定：
综合以上实验结果，采用本方法测定PAHs时，选择如下优化实验条件：溶液中表面活性剂浓度为0.3％；氮吹时间为40min；表面活性剂为十二烷基磺酸钠；有机溶剂为正己烷。
2.2.方法的线性范围、精密度、检出限和定量下限：
研究发现，惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取与气相色谱联用法对测定PAHs具有较好的线性关系。相关系数大于0.997，根据相关系数检验法，取α＝0.01，n＝5，得出rα＝0.9587，而0.997＞0.9587，因此，具有显著相关性。定量下限为10-20μg/L，检出下限为1-5μg/L(如下表)，重复测定(n＝5)的相对标准偏差小于7％。
线性范围
物质 回归方程 相关系数 检出限μg/L
μg/L
萘 y＝1.07x-1.3782 0.9991 10-160 2.5
亚二氢萘 y＝1.125x-11.128 0.9976 10-160 2
二氢苊 y＝1.1068x-4.1087 0.9993 10-160 1
芴 y＝1.0589x-9.1543 0.9985 20-160 2
菲 y＝1.0044x-10.498 0.9992 0-160 4
蒽 y＝0.903x-15.389 0.9992 10-160 5
荧蒽 y＝0.8131x-13.916 0.9982 0-160 4
芘 y＝0.8056x-12.402 0.9985 10-160 5
2.3.水样测定：
在优化条件下对某滨河湿地地区地表水样进行了检测分析(参见图6)，结果表明亚二氢萘被检出(图6)，其浓度为8.7μg/L对实际样品做加标回收，回收率在86％～108％之间。
III.结论：
本发明建立了一种惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取测定水中多环芳烃的方法，被测溶液中添加表面活性剂后导入惰性气体，惰性气体能将包裹被测分析物的胶束带到有机相中，并在其中进行浓缩，然后采用气相色谱测定。对实际水样进行了测定，结果满令人满意。本方法克服了液-液萃取过程耗时、有机溶剂使用量大、操作繁琐等不足。具有可自动化操作，批量处理样品，节省萃取时间，节约人力物力，大大减少有机溶剂的使用量，节约分析成本，同时降低有机溶剂对工作人员的身体危害等特点。该方法有望取代传统的液-液萃取方法，成为一种新的“环境友好型”样品前处理方法。
附图说明：
图1为本发明中惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置的结构示意图；
图2为表面活性剂浓度的变化对萃取效率影响的曲线图；
图3为氮吹时间对萃取效率影响的曲线图；
图4为不同表面活性剂对萃取效率影响的曲线图；
图5为不同有机溶剂对萃取效率影响的曲线图；
图6为多环芳烃的标准色谱图(a)以及实际水样的色谱图(b)，其中：1---萘；2---亚二氢萘；3---二氢苊；4---芴；5---菲；6---蒽；7---荧蒽；8---芘。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，它采用了一种惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置(参见图1)，该装置包括支架(1)、高瓶颈容量瓶(6)和氮吹装置(3)，所述氮吹装置(3)上侧部设置有进气口(2)，氮吹装置(3)下部的出气口通过聚四氟乙烯管(5)与高瓶颈容量瓶(6)相连；所述的聚四氟乙烯管(5)上设置有阀门开关(4)以控制氮气的流量；所述氮吹装置(3)上侧部设置的进气口(2)与高含量的氮气瓶相连接，用来提供反应所需要的氮气。
在样品分析前，首先将混合有表面活性剂的待测水样装入高瓶颈容量瓶(6)中，加入适量的有机溶剂，通过氮吹装置(3)向高瓶颈容量瓶(6)中导入惰性气体，采用高氮瓶的阀门开关(4)控制惰性气体流量的大小。溶液中导入惰性气体后，气泡将包裹待测物的胶束带到有机相中，并在其中浓缩，完成萃取后，将剩余的有机溶剂全部取出定容后，用直接进样针插入气相色谱仪进行下一步的检测分析。在样品前处理过程中，所述待测水样的体积为100mL；所述待测水样中多环芳烃的浓度为50μg/L；所述的有机溶剂为正己烷；所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠，浓度为0.3％；所述的氮吹时间为40min。
上述的新型的惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，可自动化操作，批量处理样品，节省萃取时间，节约人力物力，大大减少萃取溶剂的使用量，节约分析成本，同时降低萃取溶剂对工作人员的身体危害等。该方法使得样品预处理过程大为简化，提高了分析速度，同时也提高了方法的灵敏度，可用于环境污染物分析、水质和食品检测、生物化学、有机农药等领域。
Claims (5)
1.一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，它采用了一种惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置，其具体操作步骤为：在样品分析前，首先将混合有表面活性剂的待测水样装入高瓶颈容量瓶中，加入适量的有机溶剂，通过氮吹装置向高瓶颈容量瓶中导入惰性气体氮气，采用高氮瓶的阀门开关控制惰性气体流量的大小；溶液中导入惰性气体后，气泡将包裹待测物的胶束带到有机相中，并在其中浓缩，完成萃取后，将剩余的有机溶剂全部取出定容后，用直接进样针插入气相色谱仪进行下一步的检测分析。
2.根据权利要求1所述的一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法，其特征在于：所述待测水样的体积为100mL；所述待测水样中多环芳烃的浓度为50μg/L；所述的有机溶剂为正己烷；所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠，浓度为0.3％；所述的氮吹时间为40min。
3.权利要求1中所述的惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置，包括支架(1)、高瓶颈容量瓶(6)和氮吹装置(3)，其特征在于：所述氮吹装置(3)上侧部设置有进气口(2)，氮吹装置(3)下部的出气口通过聚四氟乙烯管(5)与高瓶颈容量瓶(6)相连。
4.根据权利要求3所述的惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置，其特征在于：所述的聚四氟乙烯管(5)上设置有阀门开关(4)，以控制氮气的流量。
5.根据权利要求3所述的惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取装置，其特征在于：所述氮吹装置(3)上侧部设置的进气口(2)与高含量的氮气瓶相连接，用来提供反应所需要的氮气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910065582A CN101637670A (zh) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | 一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910065582A CN101637670A (zh) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | 一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101637670A true CN101637670A (zh) | 2010-02-03 |
Family
ID=41612969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910065582A Pending CN101637670A (zh) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | 一种新型惰性气体-表面活性剂辅助液-液萃取的样品前处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101637670A (zh) |
-
2009
- 2009-07-29 CN CN200910065582A patent/CN101637670A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Locatelli et al. | Analytical methods for the endocrine disruptor compounds determination in environmental water samples | |
| Zhong et al. | Dynamic liquid–liquid–solid microextraction based on molecularly imprinted polymer filaments on-line coupling to high performance liquid chromatography for direct analysis of estrogens in complex samples | |
| Deng et al. | Simultaneous determination of eight common odors in natural water body using automatic purge and trap coupled to gas chromatography with mass spectrometry | |
| CN105067737B (zh) | 一种水环境中异味物质的检测方法 | |
| CN110161150A (zh) | 基于多功能在线进样测定水中挥发特性有机物的gc-ms方法 | |
| Boyacı et al. | A study of thin film solid phase microextraction methods for analysis of fluorinated benzoic acids in seawater | |
| Xiao-Wang et al. | Determination of trace bisphenol A in water using three-phase hollow fiber liquid-phase microextraction coupled with high performance liquid chromatography | |
| CN102435703A (zh) | 一种同时检测水中多种微囊藻毒素的方法 | |
| CN101279146A (zh) | 新型连续流动-固相微萃取的样品前处理方法及其萃取装置 | |
| CN111965287A (zh) | 一种基于超高压高效液相色谱串联质谱法测定土壤中的5种硝基酚类化合物的方法 | |
| US20050106741A1 (en) | Determination of aromatic hydrocarbons in edible oil products | |
| CN104155375B (zh) | 同步衍生超声乳化微萃取气相色谱法测定环境水样中苯胺类化合物的方法 | |
| CN108693262A (zh) | 一种化妆品中多种防腐剂的测定方法 | |
| Schellin et al. | Miniaturized membrane-assisted solvent extraction combined with gas chromatography/electron-capture detection applied to the analysis of volatile organic compounds | |
| CN105136931A (zh) | 一种在线固相萃取高效液相色谱测定无烟气烟草制品中多环芳烃的方法 | |
| CN104807688A (zh) | 一种萃取富集大体积环境水样中微量多环芳烃的方法 | |
| Yu et al. | Optimizations of packed sorbent and inlet temperature for large volume-direct aqueous injection-gas chromatography to determine high boiling volatile organic compounds in water | |
| Yuan et al. | Comparison of two methods for the determination of geosmin and 2-methylisoborneol in algae samples by stable isotope dilution assay through purge-and-trap or headspace solid-phase microextraction combined with GC/MS | |
| CN112684070B (zh) | 一种固体废物中半挥发性有机物的测定方法 | |
| CN105181857A (zh) | 一种在线固相萃取高效液相色谱测定卷烟烟丝中多环芳烃的方法 | |
| CN105334282B (zh) | 一种地表水体中环境雌激素的共检测方法 | |
| Bercaru et al. | Accurate quantification of PAHs in water in the presence of dissolved humic acids using isotope dilution mass spectrometry | |
| CN101655481B (zh) | 一种水体中壬基酚聚氧乙烯醚的气相色谱-质谱检测方法 | |
| CN111085006A (zh) | 一种环境中有机污染物提取工艺 | |
| Oliferova et al. | On-line solid-phase extraction and high performance liquid chromatography determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in water using polytetrafluoroethylene capillary |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20100203 |