新型固相微萃取技术研究

论文摘要

固相微萃取技术（SPME）是一种无溶剂的样品前处理技术,作为SPME技术发展的一种类型,固态萃取搅拌棒技术（SBSE）由于其萃取相的体积比SPME的大50-250倍,在萃取过程中自身进行搅拌,提高了目标组分的富集倍数约102,降低了分析检测下限,适合痕量有机污染物的萃取分析。设计了SBSE专用热解析器,解析器内衬管为石英管,用气相色谱进样口对样品传输线进行加热,使解析下来的样品无损失全部转移到色谱柱中,利用分析柱头固定相的溶质聚焦技术和程序升温,使色谱峰形对称,没有出现额外的峰展宽现象。而且解析完全,没有残留,使用寿命长,成本低,适配于各种类型的气样色谱进样口和检测器。采用溶胶凝胶技术（Sol-gel）合成了SBSE萃取相,由于萃取相本身与其载体玻璃之间通过化学键结合,获得了耐高温和耐溶剂的特点,耐温达300oC,使用寿命大于50次。表面多孔结构增加了样品与萃取相之间的接触面积,加速传质过程,提高萃取效率。一次涂层可以获得30μm的涂层厚度,多次涂渍可以使涂层厚度加倍。合成的萃取相适合于多环芳烃和有机农药类物质的分析,与气相色谱（GC）配合检测限达到ng/L级。建立了复杂样品分析前处理方法——有机溶剂提取与SBSE相结合的方法。利用Sol-gel包埋技术对不含溶胶凝胶活性的乙烯基二甲基聚硅氧烷进行包埋,合成Fiber-SPME萃取相,提出了Sol-gel包埋理论即在高温老化阶段乙烯基聚合成网与溶胶网络相互嵌套,使制得萃取相最高耐温达300oC,使用寿命在100次以上。针对海量样品前处理所遇到的困难,提出了固态样品瓶萃取技术（VSPME）,实现了海量样本的多点同时采集,同时并行处理,避免了样品采集后和运输过程中所引起的变化。实现了处理时间和过程与样品数量无关的技术。

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 第一节 样品预处理技术概述
• 第二节 固相微萃取技术
• 1.2.1 固相微萃取技术发展
• 1.2.1.1 Fiber-SPME
• 1.2.1.2 In-tube SPME
• 1.2.1.3 SBSE
• 第三节 固相微萃取技术的核心—萃取固定相及涂层技术
• 1.3.1 涂层材料
• 1.3.1.1 有机聚合物涂层
• 1.3.1.2 无机涂层材料
• 1.3.2 涂层技术
• 1.3.2.1 热固法、光固法、粘附法及电镀法
• 1.3.2.2 溶胶-凝胶（Sol-gel）技术
• 第四节 固相微萃取技术的应用
• 1.4.1 Fiber-SPME 的应用
• 1.4.1.1 固相微萃取法在环境样品分析中的应用
• 1.4.1.2 在食品分析中的应用
• 1.4.1.3 在生物领域的应用
• 1.4.2 In-tube SPME 的应用
• 1.4.3 SBSE 的应用
• 第五节 固相微萃取技术的发展趋势
• 第六节 本论文研究的工作
• 1.6.1 SBSE 和热解吸装置的研制与技术开发
• 1.6.1.1 研究背景
• 1.6.1.2 研究内容
• 1.6.2 固态萃取样品瓶装置的研究与开发
• 参考文献
• 第二章 固态萃取搅拌棒的制作
• 第一节 搅拌棒萃取固定相的制作
• 2.1.1 前言
• 2.1.2 实验部分
• 2.1.2.1 仪器与装置
• 2.1.2.2 材料与试剂
• 2.1.2.3 样品处理和分析条件
• 2.1.2.4 耐高温硅橡胶制品的处理
• 2.1.2.5 固相微萃取搅拌棒的制作
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.1.3.1 萃取老化后硅橡胶制品的气相色谱测试结果
• 2.1.3.2 固态萃取玻璃棒表面处理
• 2.1.3.3 Sol-gel 技术制作萃取相的反应机制
• 2.1.3.4 萃取搅拌棒涂层的老化
• 2.1.3.5 凝胶的干燥
• 2.1.3.6 萃取搅拌棒萃取相的表征
• 第二节 萃取搅拌棒萃取性能的评价
• 2.2.1 前言
• 2.2.2 实验部分
• 2.2.2.1 仪器与装置
• 2.2.2.2 材料与试剂
• 2.2.2.3 SBSE 和Fiber-SPME 制作
• 2.2.2.4 样品处理和分析条件
• 2.2.3 结果与讨论
• 2.2.3.1 萃取搅拌棒1 与2 制作批间重复性考察
• 2.3.3.2 萃取棒萃取效率的考察
• 2.2.3.3 SBSE与Fiber-SPME萃取结果比较.
• 2.2.3.4 SBSE1 对水中正构烷烃标准样的分析
• 2.2.3.5 SBSE 对农药萃取情况考察
• 2.2.3.6 SBSE 萃取方式的研究
• 本章小结
• 参考文献
• 第三章 固态萃取搅拌棒热解析器（TDU）的制作及其评价
• 第一节 热解析器的研制
• 3.1.1 TDU 与气相色谱联用的设计流程
• 3.1.2 结果及讨论
• 3.1.2.1 热解析单元的设计
• 3.1.2.2 加热方式的选择
• 3.1.2.3 解析器的气路和密封
• 3.1.2.4 热解析器传输线
• 3.1.2.5 解析器的解析效率
• 本章小结
• 参考文献
• 第四章 SBSE技术的应用
• 第一节 SBSE-GC-NPD 测定蔬菜中有机磷农药
• 4.1.1 引言
• 4.1.2 实验部分
• 4.1.2.1 仪器与材料
• 4.1.2.2 试剂
• 4.1.2.3 SBSE 搅拌棒的制作
• 4.1.2.4 样品提取及分析条件
• 4.1.3 结果与讨论
• 4.1.3.1 SBSE 提取前的样品预理
• 4.1.3.2 萃取条件的优化
• 4.1.3.3 方法评价
• 4.1.3.4 实际样品分析
• 第二节 SBSE-GC-FID 检测海水中16 种多环芳烃
• 4.2.1 引言
• 4.2.2 实验部分
• 4.2.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2.2 样品处理和分析条件
• 4.2.3 结果与讨论
• 4.2.3.1 萃取时间对萃取效率的影响
• 4.2.3.2 盐浓度对萃取收率的影响
• 4.2.3.3 方法评价
• 4.2.3.4 实际样品分析
• 第三节SBSE 技术对茶水中咖啡碱含量的监测
• 4.3.1 引言
• 4.3.2 实验部分
• 4.3.2.1 仪器与试剂
• 4.3.2.2 样品处理及分析条件
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.3.3.1 气相色谱数据分析结果
• 4.3.3.2 液相色谱分析茶水中咖啡碱的结果
• 4.3.3.3 茶叶中咖啡碱含量的测定
• 本章小结
• 参考文献
• 第五章 其它SPME 技术研究
• 第一节Sol-gel 包埋技术制作Fiber-SPME 萃取相
• 5.1.1 引言
• 5.1.2 实验部分
• 5.1.2.1 仪器与设备
• 5.1.2.2 试剂与材料
• 5.1.2.3 标准溶液的配制
• 5.1.2.4 固相萃取纤维针的制作
• 5.1.2.5 SPME 萃取过程
• 5.1.2.6 SPME-GC 分析条件
• 5.1.3 结果与讨论
• 5.1.3.1 进样器的改造及纤维针的固定
• 5.1.3.2 Sol-gel 过程机理
• 5.1.3.3 萃取相涂层的使用寿命
• 5.1.3.4 顶空方式萃取BTX
• 5.1.3.5 实际样品中OPPs 的测定
• 第二节 固相微萃取膜技术
• 5.2.1 前言
• 5.2.2 实验部分
• 5.2.2.1 试剂与材料
• 5.2.2.2 仪器和设备
• 5.2.2.3 萃取膜的制备
• 5.2.2.4 薄膜萃取与解析
• 5.2.2.5 色谱分析
• 5.2.3 结果与讨论
• 5.2.3.1 萃取相表面面积与体积
• 5.2.3.2 萃取模式和时间
• 5.2.3.3 解析时间和盐析效应的考察
• 5.2.3.4 方法评价
• 5.2.3.5 实际样品的测定
• 第三节 样品瓶固相微萃取
• 5.3.1 引言
• 5.3.2 实验部分
• 5.3.2.1 试剂与材料
• 5.3.2.2 仪器与设备
• 5.3.2.3 萃取棒的制作
• 5.3.2.4 样品萃取条件的优化
• 5.3.2.5 样品分析条件
• 5.3.3 结果与讨论
• 5.3.3.1 样品的解析方式
• 5.3.3.2 萃取棒萃取重复性的考察
• 5.3.3.3 样品瓶中贮存时间对萃取效率的影响
• 5.3.3.4 有机溶剂的添加对萃取效率的影响
• 5.3.3.5 萃取相种类对萃取效率的影响
• 5.3.3.6 萃取时间对萃取效率的影响
• 5.3.3.7 萃取棒萃取后贮存条件影响
• 5.3.3.8 VSPME 方法评价
• 5.3.3.9 实际样品测定
• 本章小结
• 参考文献
• 作者简介
• 博士期间发表论文情况:
• 致谢