[发明专利]一种具有中空纤维膜的被动采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有中空纤维膜的被动采样装置，特别是，基于中空纤维膜液相微萃取的被动采样装置。

背景技术

样品的采集和前处理是环境分析化学中最为关键的操作步骤。传统的方法是将采样和前处理分别进行，其步骤包括：大量样品采集——样品运输——样品保存——样品预处理，即：样品富集净化——分析测定，该方法操作繁琐、耗时、耗人力和财力，且容易损失样品。为了克服这些缺点，被动采样装置由于集样品的采集和样品的富集于一体，从而得到了环境工作者的亲睐。被动采样装置操作步骤包括：现场被动采样——采样装置运输保存——样品解析——分析测定。该方法操作简单，已经有一些成功的应用典范。如：J.N.Huckins发明的半透膜采样装置(以下简称SPMD)，基于装在低密度聚乙烯膜袋中的脂质对疏水性有机污染物进行采样；J.Pawliszyn发明的固相微萃取(以下简称SPME)技术，基于涂有聚合物涂层的熔融石英纤维对疏水性有机污染物进行采集；W.Davison发明的扩散梯度薄膜(以下简称DGT)技术，基于双层聚丙烯酰胺凝胶对金属离子和某些无机阴离子进行采集。尽管这些被动采样装置得到了很广泛的应用，但是也存在一些缺陷。具体表现在：在采样过程中，耗时很长，一般1天到6个月；在样品解析过程中，SPMD需要使用大量的有机溶剂进行繁琐的透析处理，SPME也需要少量有机溶剂进行至少1天的解吸，而DGT需要使用数毫升强酸浸泡洗脱1天；这些被动采样多数没有达到萃取平衡，样品浓度校正复杂。另外，这些被动采样装置针对的污染物范围比较窄，如SPMD和SPME只适用于疏水性有机污染物，而DGT仅适用于金属离子和某些无机阴离子。

《中国环境科学》在2000年(2)发表了题为“利用两种采样技术监测淮河水中的有毒有机污染物”的文章，该文章中采用三油酸酯——半渗透膜采样装置采集并测定水样中的有毒有机污染物浓度。其中的采样装置是按如下方法制作得到的：将聚乙烯薄膜切割成双层长带，夹层内均匀涂布中性三油酸酯，立即密封冷冻保存(-20℃)，采样器外部是洁净的PVC板支撑结构。

在《湖泊科学》2002年3月发表的“用生物模拟采样技术模拟研究不同取代氯酚在金鱼体内的富集和降解”一文中，文中三油酸酯/半渗透膜采样装置是如下制作的：将鱼体内的一种典型中性脂封装在一个半渗透膜内，允许水相污染物跨膜在内侧脂相富集，这种三油酸酯/半渗透膜采样装置将被采集样品中的待测物富集之后，还需要将其进行解析、浓缩、提纯后，才可以将待测物向分析色谱上样，从而进行待测物的分析检测。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种具有中空纤维膜的被动采样装置，特别是，基于中空纤维膜液相微萃取的被动采样装置。所述的被动采样装置集采样、运输、富集和样品的前处理于一体，并且适合样品中的多种待测物的采集。

本发明提供了一种具有中空纤维膜的被动采样装置，所述的被动采样装置包括被动采样器和采样瓶，被动采样器置于采样瓶内，其中所述的被动采样器是首尾密闭连接的中空纤维膜，中空纤维膜的膜壁的微孔中充满液膜溶剂，中空纤维膜的内腔中充满接受相。采样器的选择性由液膜溶剂和接受相共同决定。当样品被采集进入采样瓶内，液膜溶剂与样品中的待测物的极性相近，因此样品中的待测物首先结合于中空纤维膜的微孔中，接着中空纤维膜内腔中的接受相与待测物相络合或者相反应，络合或者反应后的产物溶解于接受相，这样就达到了富集和提纯样品中的待测物的目的。例如：如果检测水中的碱性有机极性污染物，就需要在中空纤维膜的膜壁中充满有机液膜溶剂，它可以和极性污染物相结合，在膜腔中的接受相为无机的酸：如盐酸或者硝酸，无机酸可以和碱性极性污染物反应，反应后的产物溶解于接受相中。

优选地，中空纤维膜的首尾密闭连接是将中空纤维膜的两端相结合，形成环状，然后用铝箔封口完成的。

优选地，采样瓶是密封的玻璃瓶。

优选地，还在所述的被动采样器的底部安装一部件，该部件用于当采样瓶内充满被采集的样品时，将被动采样器没入被采集的样品中，并且该部件为不与被采集的样品反应的部件，更优选为玻璃管。如果被采集的样品为液体时，被动采样器由于它的重量轻，容易浮在样品上，这就容易造成样品的不完全富集，因此需要物体将被动采样器没入被采集样品中。

优选地，所述的中空纤维膜的壁厚为30-200μm，更优选为30-50μm。

优选地，所述的中空纤维膜由疏水性材料制成，所述的疏水性材料优选为聚丙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种。