CN203148903U - 一种液相微萃取装置 - Google Patents
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Abstract
一种液相微萃取装置。该装置至少包括样品瓶、橡皮瓶塞、注射器、不锈钢中空针管和内插管。样品瓶瓶中装有磁子，橡皮瓶塞位于样品瓶的瓶口处，不锈钢中空针管一端刺透橡皮瓶塞，露于样品瓶外的一端经弯曲后垂直导入内插管中。内插管置于冰水浴中且装有有机萃取溶剂。使用时将玻璃瓶置于磁力搅拌器上并对样品瓶进行加热搅拌，同时用注射器刺透橡皮瓶塞，缓慢匀速的推动活塞，使样品瓶上部空间的有机污染物到达装有有机溶剂的内插管中被萃取富集。该装置实现了动态萃取，加快了目标物从水样中挥发至样品瓶上空的速率和在有机溶剂中的传质速率，萃取效果更好，达到平衡的时间更短，用于垃圾填埋场污水中3种氯酚类物质的测定回收率好，检出限较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液相微萃取装置，特别涉及一种用于测定环境水样中有机污染物的液相微萃取装置，属于分析化学样品前处理技术领域。
背景技术
样品前处理技术是建立一种新的分析方法中最具挑战和重要的一步。通常情况下，这一步骤是整个分析过程中最费时和费力的过程。液液萃取和固相萃取是从基质中分离和富集目标物的常用的前处理技术。但是，这些方法耗时费力，需要使用大量有毒的有机溶剂。固相微萃取是相对于传统前处理技术的一种新型萃取方法，它不需要使用有机溶剂并且可以集样品的前处理，浓缩和进样于一步。但是，固相微萃取中使用的萃取纤维较贵，且使用寿命有限。
在过去的几年中，液相微萃取作为一种新的并且只需要使用极少量有机溶剂的方法出现了。这种方法是基于目标物在微量有机溶剂和水性样品基质中的分配。最先是由Jeannot和Cantwell提出。在这种方法中萃取剂微滴悬挂在进样针的针尖，然后浸入到样品溶液中，目标物即被萃取到微滴中。最后，萃取剂微滴再被吸入到进样针中并且转移到色谱中被分析。目前，在这种液相微萃取的方法的基础上又出现了不同种模式的液相微萃取，包括静态液相微萃取，动态液相微萃取，连续注射液相微萃取，中空纤维液相微萃取和顶空液相微萃取。
顶空液相微萃取最早是由Theis 报道提出。是将载有1ul有机溶剂的微量注射器刺穿样品瓶的密闭隔膜后, 其针尖固定在离样品溶液液面一定高度的空间中, 将注射器中的有机溶剂推出，形成液滴悬挂在针尖并萃取样品溶液中的挥发或半挥发性物质，一段时间后将悬挂的液滴抽回微量注射器，并从瓶中取出微量注射器, 直接注入色谱仪进行GC 或 GC-MS分析。顶空液相微萃取一改以往将有机溶剂浸没入待测溶液中的液液萃取方式，能够有效减少基质的干扰，有利于分析生物样本( 如血样、尿样)中的挥发性﹑半挥发性成分，近年来这种方法在环境分析和生物样品分析中得到了广泛应用。但该方法也有一些不足之处，主要表现为悬挂液滴的不稳定性，较低的灵敏度和精密度。有文献报道用PCR管代替进样针并悬挂更大体积的有机溶剂，该方法获得了较高的富集倍数。
在顶空液相微萃取中目标物在水相，顶空相和有机相三相中进行分配平衡。由于待测物在顶空气体中的扩散系数很大，大约是水相中的104倍, 因此在气相中的质量传递被认为是非常迅速的过程。所以，整个顶空单滴微萃取过程的限速步骤是待测物在水相和有机相中较慢的质量传递过程。同时，有文献报道顶空单滴微萃取所能萃取到的目标物的量与有机萃取溶剂的体积是成正比的。由于目标物从顶空相进入有机相是一个溶解的过程，低温有利于这个过程的进行。而为了使目标物能够快速从水相进入到顶空相又需要较高的温度或者是能加快传质速率的措施。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种液相微萃取装置，该装置简单，易操作，用该装置能够使目标物快速从水相进入到顶空有机相中，重现性好，灵敏度也较高。
实现本实用新型目的采用的技术方案：一种液相微萃取装置，它包括加热部分，冷却部分以及萃取装置部分；所述的加热部分为常规的具有加热功能的磁力搅拌器或温控超声仪，所述的冷却部分是在烧杯中加入冰块形成冰水浴；所述的萃取装置部分至少由样品瓶，橡皮瓶塞，一次性塑料注射器，不锈钢中空针管，内插管组成，橡皮瓶塞位于样品瓶的瓶口处，不锈钢中空针管一端刺透橡皮瓶塞，露于样品瓶外的另一端经弯曲后垂直导入内插管中。注射器刺透样品瓶塞，推动注射器活塞可用于增大顶空部分的压强。
其中，样品瓶为普通玻璃瓶，瓶中装有搅拌用磁子。
所述的不锈钢中空针管为普通微量进样针的下端针管部分，长10 cm。
所述的内插管为普通玻璃内插管，底部的内径小于上部内径，且内插管中装有有机溶剂，内插管套在泡沫上，使其浮在冰浴中。
中空不锈钢针管插入内插管的深度为使针尖浸没于内插管中的有机溶剂中。
本装置用法，将样品加入到装有磁子的样品瓶中，置于磁力搅拌器上。不锈钢针管一端刺透橡皮瓶塞，露于样品瓶外的另一端经弯曲后垂直导入小内插管中，内插管中加入微量有机溶剂且置于冰水浴中。调节好磁力搅拌器的温度和转速开始加热萃取。一段时间后，开始缓慢匀速的推动注射器活塞，使样品瓶上空的压强增大，促进含有目标物的上空气体通过不锈钢针管进入内插管中，从而被有机溶剂萃取，达到富集的作用。
本实用新型的有益效果：
1﹑较将有机溶剂悬挂在针尖或倒置来说，本装置将萃取剂放于内插管中，可以增强萃取剂的稳定性，加大萃取剂的体积，从而有利于萃取；
2、萃取剂装于内插管中而不与样品溶液在同一空间，易于实现样品溶液的高温和萃取剂的低温，加快萃取速率同时避免萃取剂的损失；
3、在萃取过程中，匀速缓慢的推动注射器活塞有两个作用：一是使顶空相中的气体通过不锈钢针管进入到萃取剂中，可以使顶空相中的目标物快速的进入萃取剂，有利于目标物在水相和顶空相中的分配平衡过程；二是含有目标物的上空气体通过不锈钢针管进入到萃取剂中，不锈钢针管的针尖是浸入在萃取剂中的，有利于加快目标物在萃取剂中的传质速率，能更快的达到萃取平衡。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1.10 ml注射器，2.不锈钢中空针管，3.内插管，4.样品瓶，5.有机溶剂，6.样品溶液，7.冰水浴，8.磁子，9.升降台，10.磁力搅拌器，11.橡皮塞。
具体实施方式
本实用新型提供的液相微萃取装置如图1所示，至少包括样品瓶4、橡皮塞11、10 ml注射器、不锈钢中空针管2和内插管3。向样品瓶中加入样品溶液6和磁子8，盖上橡皮塞，不锈钢中空针管刺透橡皮塞进入样品瓶上端，另一端弯曲后垂直插入内插管中，内插管中装有机溶剂且置于冰水浴中。打开磁力搅拌器10，调节至所需温度和转速对样品溶液进行搅拌和加温，10ml注射器针尖刺透橡皮塞位于样品瓶上端，缓慢匀速的推动注射器活塞，使顶空相的气体经由不锈钢中空针管到达内插管中，溶于内插管中的有机溶剂从而被富集。
应用实施例1
利用本实用新型测定了3种氯酚类有机污染物依次为2,4-二氯酚，2,4,6-三氯酚，五氯酚，它们的沸点分别为210 oC,246 oC,310 oC，由于这三种物质的沸点较高不利于挥发且极性都较大不利于气相色谱分析，所以先用乙酸酐对它们进行衍生使之转变为对应的沸点较低，极性较小的酯类化合物，利于挥发和测定。用K2CO3调节样品溶液的pH为10，利于衍生化反应的进行。
向样品瓶中加入4ml样品溶液，1 ml0.025 g/ml的K2CO3溶液，不同浓度的3种氯酚混合标准溶液，加入30 ml乙酸酐，盖好橡皮塞，不锈钢中空针管刺透橡皮塞位于样品瓶顶端，向内插管中加入20 ml氯苯，套上泡沫后置于冰水浴中，使针管位于样品瓶外的部分弯曲后垂直通入内插管中，针尖浸没在内插管的有机溶剂中，打开磁力搅拌器，设定温度为50oC，转速1000 r/min，10 ml的注射器针尖刺透橡皮塞位于样品瓶上端，匀速的向样品瓶中推气，使顶空相的气体经由不锈钢中空针管到达内插管中，溶于内插管中的氯苯从而被富集，该过程持续50分钟。取1 ml氯苯进气相色谱分析。
色谱条件：色谱柱：DB-5 MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm）；进样口温度：220oC；程序升温方式：起始温度为100oC，以8oC/min升到170oC并保留2分钟；不分流模式，载气为氮气，流速为1.0 ml/min，尾吹气流速为37.0 ml/min。
应用实施例2
使用本实用新型测定水样中的2,4-二氯酚，2,4,6-三氯酚和五氯酚，检测出分别为0.013ppb，0.001ppb和0.002ppb，远远低于中华人民共和国国家标准生活饮用水卫生标准（GB5749-85）中规定的挥发性酚类的最高浓度 2 μg/L，以及五氯酚的浓度9 μg/L.并且该检出限也远远低于常规的顶空液相微萃取的检出限。
将本实用新型用于实际垃圾填埋场污水中3种氯酚类物质的测定，回收率在81.3%-112.6%之间。本实用新型提供的顶空液相微萃取装置，操作方法简单、易行，萃取效率高，非常适合于复杂的生物、环境样品中挥发性、半挥发性有机污染物的萃取和富集。
Claims (5)
1.一种液相微萃取装置，其特征在于，它包括加热部分，冷却部分以及萃取装置部分；所述的加热部分为常规的具有加热功能的磁力搅拌器或温控超声仪，所述的冷却部分是在烧杯中加入冰块形成冰水浴；所述的萃取装置部分至少由样品瓶，橡皮瓶塞，一次性塑料注射器，不锈钢中空针管，内插管组成，橡皮瓶塞位于样品瓶的瓶口处，不锈钢中空针管一端刺透橡皮瓶塞，露于样品瓶外的另一端经弯曲后垂直导入内插管中。
2.根据权利要求1所述的一种液相微萃取装置，其特征在于，样品瓶为普通玻璃瓶，瓶中装有搅拌用磁子。
3.根据权利要求1所述的一种液相微萃取装置，其特征在于，所述的不锈钢中空针管为普通微量进样针的下端针管部分，长10 cm。
4.根据权利要求1所述的一种液相微萃取装置，其特征在于，所述的内插管为普通玻璃内插管，底部的内径小于上部内径，且内插管中装有有机溶剂，内插管套在泡沫上，使其浮在冰浴中。
5.根据权利要求1所述的一种液相微萃取装置，其特征在于，中空不锈钢针管插入内插管的深度为使针尖浸没于内插管中的有机溶剂中。
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