液相微萃取技术在植物挥发性成分分析中的应用研究

论文摘要

液相微萃取（Liquid phase microextraction,LPME）是近年发展起来的一种新型样品前处理技术。该技术集萃取、富集和进样为一体,整个萃取过程中,所用到的实验装置简单廉价,消耗溶剂量非常少,是一种环境友好型新技术。论文中,作者首先对目前植物挥发性成分（Plant volatile constituents,PVOCs）分析的样品前处理方法进行了综述,然后对其中的LPME技术及其应用作了详细介绍。最后结合自己的实验研究,说明LPME在PVOCs分析领域有很大开发价值和应用前景。论文讨论的主要研究内容有:（1）建立了静态顶空液相微萃取（static-HS-LPME）提取结香鲜花VOCs的方法,优化了萃取条件,在最佳条件下对结香花VOCs进行了定性分析,用面积归一化法确定了各成分相对含量,并同SPME测得的结果进行了比较。实验结果为:SPME鉴定出30种化合物,占总挥发物97.99%;LPME鉴定出25种化合物,占总挥发物98.28%。其中两种方法共同鉴定出的化合物有21种,占所有被检出物的60%以上,这说明LPME也有不错的富集效果,可以成为SPME的补充分析方法。进一步观察分析结果中各成分的含量发现,LPME方法对于苯甲酸甲酯,4-己烯-1-醇乙酸酯,水杨酸甲酯,苯甲醛,2-己烯-1-醇乙酸酯,苯乙醛和乙酸己酯拥有更高的提取率,这是由LPME选用的萃取溶剂的选择性决定的（根据“相似相溶”原理,萃取溶剂乙酸正丁酯对酯类萃取效果较好）。这说明LPME可作为SPME的互补性方法进行选择性萃取。（2）以中药材石香薷为材料,建立了动态液相微萃取（dynamic-HS-LPME）方法,也称作有机溶剂薄膜萃取（Organicsolvent film extraction）。优化了萃取条件,在最佳条件下对石香薷VOCs进行了定性定量分柝得到其主要成分为:对聚伞花素（40.9%）,γ-萜品烯（16.96%）,β-月桂烯（4.78%）,百里香酚（4.52%）,4-蒈烯（4.31%）,乙酸百里酯（2.86%）,1R-α-蒎烯（2.16%）,莰烯（1.70%）,（Z）-β-法呢醇（1.50%）等化合物。实验测得的主要成分与文献中报道的基本相同,但含量比例不尽相同。这一方面有产地不同带来的PVOCs差异,另一方面前处理方法也有很大的影响作用,实验中选用的乙酸正丁酯对烃类和酯类化合物表现出良好的富集效果（如对聚伞花素、γ-萜品烯等）,而对酚类化合物的富集效果欠佳（如百里香酚、香荆芥酚等）。实验还进一步将该方法同static-HS-LPME进行了对比,实验结果表明dynamic-HS-LPME拥有更好的富集效果,能在更短时间内达到平衡,但由于手动操作,使得dynamic-HS-LPME重现性较差。（3）首次提出一种新型液相微萃取技术——多重液相微萃取（MHS-LPME）与GC/MS结合用于定量分析PVOCs。文中以薰衣草为原料,首先采用HS-LPME方法确定了各成分的相对含量,结果显示芳樟醇（Linalool）为最主要成分,占30%左右。接着应用MHS-LPME新方法对Linalool进行了定量分析,优化了实验方案,结果表明方法的重现性良好,并消除了基质效应。而且方法本身简单易操作,费用低廉,使用的溶剂量很小,是非常值得发展的新型技术。结果表明,液相微萃取及其各种改良技术能很好地实现PVOCs的提取,且与传统方法相比,更加简便、快速、灵敏度高、环境友好。当然该技术也有待进一步完善,基于此,文章最后也提出了该研究目前存在的不足之处并展望了今后研究和发展的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 挥发性有机化合物的前处理技术
• 1.2.1 吹扫捕集（Purge and Trap,P&T）
• 1.2.2 超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,SFE）
• 1.2.3 固相萃取（Solid-Phase Extraction,SPE）
• 1.2.4 固相微萃取（Solid-Phase Microextraction,SPME）
• 1.2.5 液相微萃取（Liquid-Phase Microextraction,LPME）
• 1.3 样品前处理技术小结
• 1.4 研究目的
• 参考文献
• 第二章 液相微萃取的研究进展
• 2.1 前言
• 2.2 液相微萃取的萃取方式
• 2.2.1 直接液相微萃取（两相）
• 2.2.2 液-液-液微萃取（三相）
• 2.2.3 顶空液相微萃取
• 2.3 液相微萃取的萃取模型
• 2.3.1 静态液相微萃取
• 2.3.2 动态液相微萃取
• 2.4 液相微萃取的原理
• 2.5 液相微萃取的影响因素
• 2.5.1 萃取溶剂及溶剂量
• 2.5.2 萃取时间
• 2.5.3 温度影响
• 2.5.4 盐析效应及pH值
• 2.5.5 搅拌速率
• 2.5.6 中空纤维的选择
• 2.5.7 活塞运动速率以及往复次数
• 2.6 液相微萃取的应用
• 2.6.1 环境与食品样品分析
• 2.6.2 生物样品分析
• 2.6.3 中药和植物样品分析
• 2.7 展望
• 2.8 本文主要涉及内容
• 参考文献
• 第三章 液相微萃取在植物挥发性成分分析中的应用
• 3.1 结香花香气成分的研究（Static-HS-LPME）
• 3.1.1 前言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.2.1 材料与试剂
• 3.1.2.2 实验仪器及设备
• 3.1.2.3 实验条件
• 3.1.2.4 HS-SPME步骤
• 3.1.2.5 HS-LPME步骤
• 3.1.2.6 定性定量分析
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.1.3.1 HS-LPME萃取条件优化
• 3.1.3.2 HS-LPME方法的重现性
• 3.1.3.3 HS-LPME分析结香鲜花的香气成分
• 3.1.3.4 HS-LPME与HS-SPME的方法比较
• 3.1.4 结论
• 3.2 中药材石香薷挥发成分分析（Dynamic-HS-LPME）
• 3.2.1 前言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.2.1 材料与试剂
• 3.2.2.2 实验仪器及设备
• 3.2.2.3 实验条件
• 3.2.2.4 OSF-LPME步骤
• 3.2.2.5 定性定量分析
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.3.1 HS-LPME萃取条件优化
• 3.2.3.2 方法重现性考察
• 3.2.3.3 石香薷挥发成分的OSF-LPME-GC-MS分析
• 3.2.4 结论
• 参考文献
• 第四章 多重液相微萃取在植物挥发成分定量中的应用
• 4.1 前言
• 4.1.1 多重顶空式萃取
• 4.1.2 多重顶空固相微萃取
• 4.1.3 多重顶空单滴微萃取
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 材料与试剂
• 4.2.2 实验仪器及设备
• 4.2.3 实验条件
• 4.2.4 HS-LPME步骤
• 4.2.5 MHS-LPME步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 HS-LPME条件的优化
• 4.3.2 MHS-LPME条件的优化
• 4.3.3 MHS-LPME方法确认
• 4.3.4 计算薰衣草干花样品中芳樟醇的含量
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 进一步研究的前景
• 致谢
• 附录Ⅰ.硕士学习期间完成论文