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原子吸收光谱分析中的绿色萃取富集技术

2018.6.22
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韩金龙

致力于为分析测试行业奉献终身

摘要:分析复杂样品和测定痕量组分时,样品预处理是获得准确结果的必要条件。萃取法是广泛使用的分离富集方法,近年来,分析工作者陆续开发了多种新型绿色微萃取技术,包括单滴微萃取、浊点萃取、分散液-液微萃取、室温离子液体萃取、固-液微萃取、分子印迹聚合物萃取等。他们共同的优点是:有机萃取溶剂用量非常小;萃取效率高,富集倍数大;样品和试剂消耗小;操作简便、快速; 便于与其他分析仪器实现联用;应用范围广等。本文介绍了这些新型绿色萃取技术近三年来的进展,引用文献85篇。

关键词:分离富集;萃取;单滴微萃取;浊点萃取;分散液-液微萃取;室温离子液体萃取;固-液萃取,固相微萃取;分子印迹聚合物萃取

 

随着科学技术的发展,分析工作者所面临的任务越来越复杂(样品组成复杂、形态多样、目标组分含量低),对分析方法的检出限、灵敏度、准确度和分析速度提出了更高的要求。多年来虽然发展了多种先进的检测方法,如电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、石墨炉原子吸收光谱(GFAAS)等,但在分析复杂样品(如海水、沉积物、地质样品、生物样品等)和测定痕量组分时,常常仍然需要经过分离和预富集之后才能有效地用各种仪器分析方法进行检测。液-液萃取作为有效的分离富集技术,已广泛地用于工业和分析化学中,但常规的液-液萃取技术,处理样品量大,需使用大量的挥发性、毒性和可燃性有机溶剂,易造成环境污染和引发安全事故,操作程序较繁,效率较低。多年来,分析工作者致力于发展快速、‘绿色’萃取技术,陆续开发了多种新型微萃取技术,液-液萃取技术有单滴微萃取(SDME)、浊点萃取(CPE)、分散液-液微萃取(DLLME)、室温离子液体萃取(RTILE)等,固相萃取技术有固-液微萃取(SLME)、固相微萃取(SPME)、分子印迹聚合物萃取(MIPE)等。本文拟对这些新型绿色萃取技术近三年来的进展做一概述。

 

1 单滴微萃取

单滴微萃取(Single-Drop MicroextractionSDME)出现于1996年,是一种基于痕量分析物在微升级有机萃取溶剂微滴与水相或气相之间的分配平衡,集分离、富集、进样于一体,环境友好的绿色样品前处理新技术。用微量注射器吸取几μl萃取溶剂,在针端形成微滴。若进行液-液微萃取,针头直接浸没于样液内;若进行气-液微萃取(适用于挥发性或半挥发性化合物),针头位于距样液液面一定距离的顶空。在搅拌样液条件下进行萃取。如果在萃取过程中需要控制样液温度和针端微滴温度,则将萃取容器和微量注射器置于保温装置内,常用水浴来保温。萃取完成后,将微滴缩回微量注射器内。随后将微滴萃取物转移到联用仪器的检测系统进行检测。单滴微萃取的实验装置如图所示。

单滴微萃取SDME优点是:(l)有机萃取溶剂用量非常小,为微升级甚至纳升级,有机萃取相与水相的相比小,富集倍数大;(2)萃取效率高,萃取分析物几乎全部参与检测;(3)每次萃取使用新的有机萃取剂微滴,重现性好; (4) 应用范围广,可用于有机物、痕量金属元素和金属有机化合物的预富集;(5)样品萃取液微滴可直接转移,便于实现与其原子吸收光谱分析中的绿色萃取富集技术他分析仪器联用;(6)样品和试剂消耗小;(7)操作简便、快捷萃取时间长,为加速传质过程,需进行搅拌,而快速搅拌又会产生空气泡,有时甚至导致有机萃取溶剂微滴脱落[1]


1单滴微萃取与电热原子吸收光谱法联用单滴螯合微萃取结合了螯合萃取和单滴微萃取两种技术的优点,具有高的萃取效率,高的萃取选择性与很高的富集倍数。

1列出了液-液和气-液单滴微萃取与电热原子吸收光谱法联用的实例。

测定元素

分析样品

分析条件

分析特性参数

文献

Cd

自来水、河水和海水

pH 2.0±0.2,用单滴丁酮微滴自动顺序注射萃取在线预富集Cd与二乙基二硫代磷酸铵螯合物10min,富集倍数是10GFAAS联用测定

检出限是0.01μg/L,测定0.1μg/L CdRSD3.9%。线性范围是0.03–0.6μg/L。分析实际水样加标回收率是94-98%。

[2]

CdPb

自来水雨水河水水库水





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