基于中空纤维的液相微萃取技术的应用研究

论文摘要

基于中空纤维的液相微萃取技术是集采样、萃取和浓缩于一体的样品前处理新技术,改变了传统的样品前处理技术的操作繁琐耗时和需要使用大量有机溶剂及难以实现自动化等缺点,成为分析化学研究的热点领域之一。此样品前处理技术具有成本低、有机溶剂用量少、样品净化功能突出、易与多种分析仪器联用、操作模式多样化等其它萃取技术无法替代的优点,是一种环境友好的绿色样品前处理新技术,在痕量、超痕量有机污染物分析方面具有广阔的应用前景。本课题采用中空纤维液相微萃取技术对人体血液、尿液、唾液中的尼古丁和环境中的有机磷农药以及纺织品中的芳香胺进行样品的前处理技术研究,并采用高效液相色谱法分别测定目标物的含量,并对方法有效性进行评价。具体工作如下:1、三相液相微萃取富集人体血浆和唾液中微量尼古丁的方法研究。采用聚丙烯中空纤维固定有机萃取剂,由于中空纤维的保护,萃取溶剂可承受较高的转速,可提高液相微萃取技术的萃取效率,缩短萃取时间。利用微量进样器针尖来固定中空纤维,通过对有机溶剂、给出相pH值、接收相组成、搅动速率、萃取时间等因素对萃取效率影响的研究,建立以三相液相微萃取富集人体唾液和血浆中尼古丁的样品前处理方法,并用高效液相色谱测定以评价方法的精密度和准确性。结果表明:尼古丁浓度在0.150 mg/L范围内线性关系良好,相关系数0.9996,方法的检出限为0.05 mg/L,相对标准偏差为3.4%,回收率95.1102.4%;当尼古丁浓度为0.1 mg/L时,富集倍数可达21倍。2、纳米磁性微粒辅助液相微萃取富集尿液中微量尼古丁的方法研究。利用纳米磁性微粒Fe3O4改进萃取体系,取代磁子搅拌,减少磁子搅拌时产生的气泡对萃取效率的影响,同时避免磁子时转速对萃取时间和效率的影响。通过对有机溶剂、纳米磁性微粒Fe3O4加入量、给出相pH值、接收相组成、搅动速率、萃取时间等因素对萃取效率影响的研究,建立基于纳米磁性微粒的液相微萃取的样品前处理方法,并用高效液相色谱对主动和被动吸烟者尿液中微量尼古丁含量进行测定,以达到提高萃取率,缩短萃取时间的目的。结果表明:尼古丁浓度在0.0525 mg/L范围内线性关系良好,相关系数0.9997,方法的相对标准偏差为2.3%,尼古丁的富集倍数为17.9倍。3、“半浸入式”中空纤维液相微萃取富集烟叶和烟丝中尼古丁的方法研究。针对尼古丁的弱挥发性的特点,提出“半浸入式”中空纤维液相微萃取模式。考察有机溶剂、萃取时间、给出相和接受相pH、搅拌速率、给出相盐效应、中空纤维在气相和液相中的比例等因素对萃取结果的影响的基础上,建立“半浸入式”中空纤维液相微萃取富集烟叶和香烟烟丝中尼古丁的样品前处理方法,并用高效液相色谱测定以评价方法的精密度和准确性。尼古丁浓度在1200 mg/L范围内线性关系良好,线性相关系数0.9997,检出限为5μg/L,相对标准偏差为3.7%,富集倍数为10.2倍,其加标回收率为97.2199.18%。4、离子液体液相微萃取富集对硫磷农药残留的方法研究。利用离子液体选择性高、粘度大、性质稳定、不易挥发、能稳定存在于多孔孔隙中、能满足液相微萃取时高速搅拌的要求等优点,将离子液体引入中空纤维液相微萃取中,取代传统有机溶剂。通过有机溶剂、给出相pH值、接收相组成、搅动速率、萃取时间等因素对萃取效率的影响研究,建立以离子液体作为萃取有机溶剂富集蔬菜和环境水体中痕量对硫磷农药的样品前处理方法,并用高效液相色谱测定以评价方法的精密度和准确性。结果表明:对硫磷检测浓度的线性范围为150μg/L,检出限为0.5μg/L,线性相关系数0.9992,相对标准偏差为4.3%富集倍数为183倍。5、离子液体液相微萃取富集纺织品中芳香胺的方法研究。参照国家标准方法（1998年版）,采用高效液相色谱法对芳香胺进行分析,建立一套以上国家标准方法公布的纺织品中22种致癌芳香胺的定性、定量高效液相色谱分析方法。在国家标准方法的基础上,对纺织品样品前处理方法进行改进,通过有机溶剂、给出相pH值、接收相组成、搅动速率、萃取时间等因素对萃取效率的影响的研究,引入以离子液体为萃取剂的液相微萃取技术,优化液相微萃取技术条件,建立一种全新的纺织品样品前期处理方法,并用高效液相色谱测定纺织品样品中芳香胺,以评价方法的精密度和准确性。结果表明:离子液体液相微萃取方法和国标萃取芳香胺的方法比较,该法分离度好,检测种类多,回收率高,富集倍数最高可达270倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 样品前处理方法
• 1.2 液相微萃取技术
• 1.2.1 液相微萃取模型
• 1.2.2 液相微萃取技术的萃取原理
• 1.2.3 液相微萃取参数的优化
• 1.2.4 液相微萃取技术的应用
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 第2章 液相微萃取富集人体唾液和 血浆中微量尼古丁的方法研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要仪器及试剂
• 2.1.2 尼古丁标准储备液和标准溶液的配制
• 2.1.3 尼古丁HPLC 测定条件的确定
• 2.1.4 萃取操作
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 有机溶剂的影响
• 2.2.2 给出相pH 的影响
• 2.2.3 接收相pH 的影响
• 2.2.4 搅动速率的影响
• 2.2.5 给出相盐效应的影响
• 2.2.6 接收相中甲醇含量的影响
• 2.2.7 萃取时间的影响
• 2.2.10 方法的线性范围和精密度
• 2.2.11 富集倍数
• 2.2.12 实际样品的测定
• 2.3 本章小结
• 第3章 纳米磁性微粒辅助液相微萃取富集人体尿液中微量尼古丁的方法研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 仪器及试剂
• 4O₃ 纳米磁性微粒的制备'>3.1.2 Fe₄O₃纳米磁性微粒的制备
• 3.1.3 样品处理
• 3.1.4 尼古丁标准储备液和标准溶液的配制
• 3.1.5 色谱条件
• 3.1.6 萃取操作
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 纳米磁性颗粒制备工艺的确定
• 3.2.2 液相微萃取条件的选择
• 3.2.3 方法比较
• 3.2.4 方法的线性范围和精密度
• 3.2.5 富集倍数
• 3.2.6 实际样品的测定
• 3.3 本章小结
• 第4章 半浸入式液相微萃取富集烟叶和香烟中尼古丁的方法研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器及试剂
• 4.1.2 样品处理
• 4.1.3 标准储备液和标准溶液的配制
• 4.1.4 色谱条件
• 4.1.5 萃取操作
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 中空纤维在气相和液相中的比例
• 4.2.2 萃取时间
• 4.2.3 水浴加热萃取条件的选择
• 4.2.4 方法的线性范围和精密度
• 4.2.5 精密度
• 4.2.6 富集倍数
• 4.2.7 选择性
• 4.3 实际样品的测定
• 4.3.1 样品处理最佳条件的确定
• 4.3.2 相对提取率
• 4.3.3 烟叶和香烟烟丝中尼古丁的含量
• 4 4 本章小结
• 第5章 离子液体液相微萃取富集对硫磷农药的方法研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 主要仪器及试剂
• 5.1.2 离子液体[BMIM]PF6 的制备
• 5.1.3 样品预处理
• 5.1.4 对硫磷标准储备液和标准溶液的配制
• 5.1.5 萃取操作
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 对硫磷测定的HPLC 条件
• 5.2.2 溶剂棒微萃取条件的优化
• 5.2.3 方法的线性范围和精密度
• 5.2.4 富集倍数
• 5.2.5 实际样品测定
• 5.3 本章小结
• 第6章 离子液体液相微萃取富集纺织品中芳香胺的方法研究
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 仪器和试剂
• 6.1.2 溶液的配制
• 6.1.3 国家标准中的纺织品的芳香胺检测的前处理方法
• 6.1.4 离子液体液相微萃取处理样品的方法
• 6.1.5 色谱条件
• 6.1.6 纺织品中芳香胺的计算
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 萃取模式的选择
• 6.2.2 有机溶剂的选择
• 6.2.4 给出相的酸碱性
• 6.2.5 搅拌速率的选择
• 6.2.6 盐效应
• 6.2.7 萃取时间的选择
• 6.2.8 富集倍数
• 6.2.9 不同样品前处理方法的对比
• 6.2.10 回收率
• 6.2.11 实际样品分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 创新点
• 参考文献
• 攻读博士学位期间所发表的学术论文
• 致谢