CN103512849B - 用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，含有萃取管和石英检测窗口，所述萃取管为顶端有锥形尖头、底端有排水口的塑料管或玻璃管，在锥形尖头上通过流通管设置所述石英检测窗口；在萃取管的下端设置萃取相注入口和样品注入口，在萃取相注入口设置一伸入萃取管内部的注射器针头；在样品注入口设置一伸入萃取管内部的注射器针头；在底端的排水口设置一个阀体。本发明还公开了采用用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的检测方法。本发明采用比水密度小的溶剂作为萃取剂，萃取管的容积可随检测的需求改变，萃取后无需取出萃取剂，在检测窗口能直接采集被测物的光谱；本发明的装置集萃取和检测于一体，能使分散液液微萃取技术更具应用前景。

Description

用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置及检测方法

技术领域

本发明涉及分析化学样品预处理的技术领域，具体地说，是一种用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置及检测方法。

背景技术

分散液液微萃取是一种集采样、萃取和浓缩于一体的新型样品前处理方法，与传统的萃取方法相比具有操作简单、成本低、萃取时间短、富集效率高、所需有机溶剂用量少等特点。在所述分散液液微萃取过程中，一般是将按一定比例混合均匀的萃取剂和分散剂通过注射器快速注入离心管中待分析的水溶液中，使混合液形成一个水／分散剂／萃取剂的乳浊液体系，此时，萃取剂以小液滴的形式均匀地分散在水相中，待测物可以迅速由水相转移到有机相并达到两相平衡；最后通过离心的方式使分散在水相中的萃取剂沉于离心管底部，再用微量注射器取出萃取剂进行下一步分析。但是，所述分散液液微萃取技术还存有不足：（1）萃取完成后为了能方便地将萃取剂取出，通常需要用密度比水大的溶剂作为萃取剂，目前文献报道中所用的萃取剂大部分为卤代烃，这些溶剂不但毒性大，而且还与一些分析仪器不兼容，这不仅给后续检测带来麻烦，而且也限制了分散液液微萃取技术的应用。（2）萃取平衡时间极短，离心操作成为萃取过程中最耗时的步骤，由于离心设备的限制，用于分析的水样体积多在5-15mL之间；同时，离心操作也是实现分散液液微萃取在线检测的一大困难。

发明内容

本发明的目的在于解决以上所述的问题，提供一种用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，首先，它采用密度比水小的溶剂作为萃取剂，克服现有分散液液微萃取技术中萃取剂选择范围小，毒性大的缺点，拓宽了分散液液微萃取中溶剂的选择范围；其次，萃取管容积可随检测的需求而改变，待测水样体积的选择更灵活；第三，该装置能集萃取过程和检测于一体，省略萃取过程中费时的离心步骤，能实现在线检测，使分散液液微萃取技术更具实用前景；本发明的再一目的是，提供利用所述装置的一种检测方法。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征是，含有实现分散液液微萃取的萃取管和萃取完成后检测萃取相的石英检测窗口；所述萃取管为一顶端带有一锥形尖头、底端带有一收拢的排水口的塑料管或玻璃管，在所述萃取管锥形尖头上方通过流通管设置所述的石英检测窗口，所述流通管的上端为敞口结构，用于排除萃取管中的空气；在所述萃取管的下端设置一萃取相注入口和一样品注入口，在所述萃取相注入口设置一伸入萃取管内部的注射器针头，所述针头的尖端位于萃取管截面中心且垂直向上；在所述样品注入口设置一伸入萃取管内部的注射器针头；在所述排水口设置一个小的阀体。

进一步，所述萃取管长10～15cm、内径1.0～2.5cm；所述锥形尖头的尖头部分长1.5～2.5cm；所述排水口6的内径为4～10mm。

进一步，所述石英检测窗口为长7～12mm、宽8～13mm、厚3～13mm的结构件，石英检测窗口内部的下端为等边的梯形结构；所述梯形结构高1.5～2.5nm，梯形上底为5～10mm，梯形下底为2～3mm、光程为1～10mm（这样可防止石英检测窗口内溶液残留）。

进一步，所述流通管分为上流通管和下流通管，所述石英检测窗口嵌置在所述上流通管与下流通管之间，所述流通管的内径为1～2mm。

进一步，所述萃取相注入口的注射器针头的内径为0.16～0.25mm；所述样品注入口的注射器针头长4～7mm，内径0.5～1mm。

进一步，所述萃取相注入口与样品注入口对应设置并且设置在距离排水口 0.5～1.5cm的位置。

为实现上述再一目的，本发明采取了以下技术方案。

一种用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的检测方法，其特征是，其检测步骤为：

（1）将用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的石英检测窗口固定在仪器样品池中，关闭排水口的阀体，用注射器从样品注入口注入待分析的水溶液；

（2）用注射器从萃取相注入口快速注入混合均匀的萃取剂和分散剂，在萃取管中形成水／萃取剂／分散剂的乳浊液体系；

（3）将所述乳浊液体系静置若干分钟或者从萃取相注入口加入破乳剂使乳浊液变清澄，使萃取剂聚集在上层液面；

（4）从样品注入口加入少量氯化钠溶液，将聚集在上层液面的萃取剂推入石英检测窗口，待液面稳定后采集溶有被测物的萃取剂的光谱；

（5）打开排水口的阀体，将萃取管中的溶液排出，再由样品注入口分别注入乙醇和超纯水对萃取管进行清洗，以备下次使用。

进一步，步骤（2）所述的萃取剂为不溶于水而且对待测物有较强溶解能力的密度小于水的有机试剂，所述萃取剂为甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、异戊醇、正辛醇、正己醇、十一醇、十二醇、正己烷、环己烷的一种或多种。

进一步，步骤（2）所述的分散剂为在萃取剂中有良好的溶解性而且能与水互溶的有机试剂，所述分散剂为甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇的一种或多种。

进一步，步骤（3）所述的破乳剂为具有良好表面活性且表面张力较小的有机试剂，所述破乳剂为甲醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃的一种或多种。

本发明的积极效果是：

（1）可采用密度比水小的溶剂作为萃取剂，克服了现有技术中萃取剂选择范围小、毒性大的缺点，拓宽了分散液液微萃取中溶剂的选择范围。

（2）装置中萃取管的容积可随检测的需求改变，待测水样体积的选择更灵活。

（3）在进行分散液液微萃取后无需取出萃取剂，在石英检测窗口能直接采集溶解于萃取剂中被测物的光谱。

（4）该装置集萃取过程和检测于一体，省略了萃取过程中费时的离心步骤，实现了在线检测，能使分散液液微萃取技术更具实用前景。

附图说明

图1为本发明用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的结构示意图。

图2为图1中石英检测窗口的主视图。

图3为图1中石英检测窗口的左视图。

图中的标号分别为：

1、萃取管；                  2、流通管；

3、石英检测窗口；         4、萃取相注入口；

5、样品注入口；            6、排水口；

7、阀体。

具体实施方式

以下结合附图介绍本发明用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的具体实施方式，但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见图1。一种用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，含有实现分散液液微萃取的萃取管1和萃取完成后检测萃取相的石英检测窗口3。

所述萃取管1为一顶端带有一锥形尖头，底端带有一收拢的排水口6的塑料管或者玻璃管。所述萃取管1长10～15cm，内径1.0～2.5cm；所述锥形尖头的尖头部分长1.5～2.5cm；所述排水口6内径为4～10mm。在所述萃取管1锥形尖头上方通过流通管2设置所述的石英检测窗口3：将所述石英检测窗口3嵌置在上下两段流通管2之间，（参见图2和3）所述石英检测窗口3为长7～12mm、宽8～13mm、厚3～13mm的结构件；将石英检测窗口3内部的下端做成等边的梯形结构：梯形高1.5～2.5nm，梯形上底为5～10mm，梯形下底为2～3mm、光程为1～10mm（这样可防止检测窗口3内溶液残留）。所述流通管2的内径为1～2mm，其中，上流通管的顶端为敞口，用于排除萃取管1中的空气。

在所述萃取管1的下端设置一萃取相注入口4和一样品注入口5。所述萃取相注入口4与所述样品注入口5可设置成位置对应的结构。在所述萃取相注入口4设置一伸入萃取管1内部的注射器针头，所述针头的尖端位于萃取管1截面中心且垂直向上，所述针头的内径为0.16～0.25mm。在所述样品注入口5设置一伸入萃取管1内部的注射器针头，所述针头长4～7mm，针头内径0.5～1mm。这样，通过萃取相注入口4与样品注入口5可用注射器将水溶液、萃取剂和分散剂直接注入萃取管1。应将所述萃取相注入口4和样品注入口5设置在距排水口6 的0.5～1.5cm的位置。在所述排水口6设置一个小的阀体7。

利用所述用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置进行检测的方法见以下实施例，共提供4个实施例。

实施例1

利用所述用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置进行检测的方法，其检测步骤为：

（1）将用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的石英检测窗口3固定在紫外-可见仪器样品池中，关闭排水口6的阀体7，用注射器从样品注入口5注入10mL浓度为100ng/mL的罗丹明B水溶液。

（2）用注射器从萃取相注入口4快速注入1.5mL、体积比为1:9的正辛醇（实施中，萃取剂通常可采用甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、异戊醇、正辛醇、正己醇、十一醇、十二醇、正己烷、环己烷的一种或多种）和正丙醇（实施中，分散剂通常可采用甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇的一种或多种），在萃取管1中形成水／萃取剂／分散剂的乳浊液体系。

（3）将所述乳浊液体系静置两分钟使乳浊液变清澄，使正辛醇聚集在上层液面。

（4）从样品注入口5加入1mL5%的氯化钠溶液，将聚集在上层液面的正丙醇推入石英检测窗口3，待液面稳定后采集正辛醇紫外-可见光谱。

（5）打开排水口6的阀体7，将萃取管1中的溶液排出，再由样品注入口5分别注入乙醇和超纯水对萃取管1进行清洗，以备下次使用。

经检测：应用实施例1的检测方法的萃取效率在70-90%之间，富集因子在100-300倍之间。

实施例2

利用所述用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置进行检测的方法，其检测步骤为：

（1）（同实施例1）。

（2）用注射器从萃取相注入口4快速注入2mL、体积比为1:9的正己醇（实施中，萃取剂通常可采用甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、异戊醇、正辛醇、正己醇、十一醇、十二醇、正己烷、环己烷的一种或多种）和甲醇（实施中，分散剂通常可采用甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇的一种或多种），在萃取管1中形成水／萃取剂／分散剂的乳浊液体系。

（3）将所述乳浊液体系静置两分钟使乳浊液变清澄，使正己醇聚集在上层液面。

（4）从样品注入口5加入1mL5%的氯化钠溶液，将聚集在上层液面的正己醇推入石英检测窗口3，待液面稳定后采集正己醇紫外-可见光谱。

（5）（同实施例1）。

经检测：应用实施例2的检测方法的萃取效率在70-90%之间，富集因子在100-300倍之间。

实施例3

利用所述用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置进行检测的方法，其检测步骤为：

（1）将用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的石英检测窗口3固定在紫外-可见仪器样品池中，关闭排水口6的阀体7；在10mL浓度为50ng/mL的二价钴溶液中加入20uL浓度为10^-3mol/L的PAN，再用HCl调节溶液的pH=1；用注射器从样品注入口5注入所述溶液。

（2）用注射器从萃取相注入口4快速注入混合均匀的150uL甲苯（实施中，萃取剂通常可采用甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、异戊醇、正辛醇、正己醇、十一醇、十二醇、正己烷、环己烷的一种或多种）和1mL甲醇（实施中，分散剂通常可采用甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇的一种或多种），在萃取管1中形成水／萃取剂／分散剂的乳浊液体系。

（3）从萃取相注入口4加入1mL甲醇(实施中，破乳剂通常可采用甲醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃的一种或多种)使乳浊液变清澄，使甲苯聚集在上层液面。

（4）从样品注入口5加入1mL5%的氯化钠溶液，将聚集在上层液面的甲苯推入石英检测窗口3，待液面稳定后采集甲苯紫外-可见光谱。

（5）打开排水口6的阀体7，将萃取管1中的溶液排出，再由样品注入口5分别注入乙醇和超纯水对萃取管1进行清洗，以备下次使用。

经检测：应用实施例3的检测方法的萃取效率在70-95%之间，富集因子在100-800倍之间。

实施例4

利用所述用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置进行检测的方法，其检测步骤为：

（1）（同实施例3）。

（2）用注射器从萃取相注入口4快速注入混合均匀的150uL二甲苯（实施中，萃取剂通常可采用甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、异戊醇、正辛醇、正己醇、十一醇、十二醇、正己烷、环己烷的一种或多种）和1mL乙腈（实施中，分散剂通常可采用甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇的一种或多种），在萃取管1中形成水／萃取剂／分散剂的乳浊液体系。

（3）从萃取相注入口4加入1mL丙酮(实施中，破乳剂通常可采用甲醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃的一种或多种)使乳浊液变清澄，使二甲苯聚集在上层液面。

（4）从样品注入口5加入1mL5%的氯化钠溶液，将聚集在上层液面的二甲苯推入石英检测窗口3，待液面稳定后采集二甲苯紫外-可见光谱。

（5）（同实施例3）。

经检测：应用实施例4的检测方法的萃取效率在70-95%之间，富集因子在100-800倍之间。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明结构与方法的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征在于，含有实现分散液液微萃取的萃取管和萃取完成后检测萃取相的石英检测窗口；所述萃取管为一顶端带有一锥形尖头、底端带有一收拢的排水口的塑料管或玻璃管，在所述萃取管锥形尖头上方通过流通管设置所述的石英检测窗口，所述流通管的上端为敞口结构，用于排除萃取管中的空气；在所述萃取管的下端设置一萃取相注入口和一样品注入口，在所述萃取相注入口设置一伸入萃取管内部的注射器针头，所述针头的尖端位于萃取管截面中心且垂直向上；在所述样品注入口设置一伸入萃取管内部的注射器针头；在所述排水口设置一个小的阀体。

2.根据权利要求1所述的用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征在于，所述萃取管长10～15cm、内径1.0～2.5cm；所述锥形尖头的尖头部分长1.5～2.5cm；所述排水口的内径为4～10mm。

3.根据权利要求1所述的用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征在于，所述石英检测窗口为长7～12mm、宽8～13mm、厚3～13mm的结构件，石英检测窗口内部的下端为等边的梯形结构；所述梯形结构高1.5～2.5nm，梯形上底为5～10mm，梯形下底为2～3mm、光程为1～10mm。

4.根据权利要求1所述的用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征在于，所述流通管分为上流通管和下流通管，所述石英检测窗口嵌置在所述上流通管与下流通管之间，所述流通管的内径为1～2mm。

5.根据权利要求1所述的用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征在于，所述萃取相注入口的注射器针头的内径为0.16～0.25mm；所述样品注入口的注射器针头长4～7mm，内径0.5～1mm。

6.根据权利要求1所述的用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置，其特征在于，所述萃取相注入口与样品注入口对应设置并且设置在距离排水口 0.5～1.5cm的位置。

7.一种采用权利要求1所述的用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的检测方法，其特征在于，其检测步骤为：

（1）将用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的石英检测窗口固定在仪器样品池中，关闭排水口阀体，用注射器从样品注入口注入待分析的水溶液；

（2）用注射器从萃取相注入口快速注入混合均匀的萃取剂和分散剂，在萃取管中形成水、分散剂与萃取剂的乳浊液体系；

（3）将所述乳浊液体系静置若干分钟或者从萃取相注入口加入破乳剂使乳浊液变清澄，使萃取剂聚集在上层液面；

（4）从样品注入口加入少量氯化钠溶液，将聚集在上层液面的萃取剂推入石英检测窗口，待液面稳定后采集溶有被测物的萃取剂的光谱；

（5）打开排水口的阀体，将萃取管中的溶液排出，再由样品注入口分别注入乙醇和超纯水对萃取管进行清洗，以备下次使用。

8.根据权利要求7所述的采用用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的检测方法，其特征在于，步骤（2）所述的萃取剂为不溶于水而且对待测物有较强溶解能力的密度小于水的有机试剂，所述萃取剂为甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、异戊醇、正辛醇、正己醇、十一醇、十二醇、正己烷、环己烷的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的采用用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的检测方法，其特征在于，步骤（2）所述的分散剂为在萃取剂中有良好的溶解性而且能与水互溶的有机试剂，所述分散剂为甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇的一种或多种。

10.根据权利要求7所述的采用用于分散液液微萃取光谱在线检测的装置的检测方法，其特征在于，步骤（3）所述的破乳剂为具有良好表面活性且表面张力较小的有机试剂，所述破乳剂为甲醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃的一种或多种。