[发明专利]一种中空纤维膜微萃取器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种中空纤维膜微萃取器，以及其在农、兽药残留检测和分析前处理中的应用。

背景技术

农、兽药的大量使用所造成的环境毒性问题已引起人们的高度重视。我国是农药、兽药生产和使用的大国，尤以化学合成农、兽药为主，而其中又主要以有机磷、拟除虫菊酯、磺胺类、呋喃类药物等为主。

加强对农、兽药残留量的检测和环境毒理研究，对于合理开发和正确使用化学类农、兽药，保护生态环境，保障人类健康，避免和减少不必要的农业损失等具有重要的理论和实践意义。

目前，农、兽药残留分析的前处理方法有许多，主要有：索式提取、液液分配、柱层析、固相萃取、固相微萃取、超临界流体萃取、加速溶剂萃取等。但在这些方法中，或多或少都存在萃取效率低、有机溶剂消耗大、对环境不友好、处理成本高等缺点。因此开发一种低毒、简单快速、操作方便的农、兽药残留前处理方法，既能克服前处理这一瓶颈技术问题，又能促进色谱分析的飞跃发展。

液-液-液微萃取技术是一种国际新兴前处理技术，是近年来发展起来的一种先进的提取微量有机化合物残留的方法。它包括料液相(样品)、有机相、接受相，整个萃取过程如下：料液相(样品)中的分析物首先被萃取到有机溶剂中，接着又被反萃取到受体里。在不同的液相中，质子化作用和络合作用改变了分析物的化学性质，并驱动其转移。国内外已有将此技术应用于食品、饮料、牛奶中有害物质残留分析的报道。这种先进提取方法应用于农、兽药残留分析，是对食品、饮料、牛奶中农、兽药残留分析的开拓型研究与重要创新。但是，液-液-液微萃取存在人手操作影响因素多、操作不易控制、重复性差等缺点。

发明内容

本发明目的在于解决液-液-液微萃取存在人手操作流程多、操作不易控制、萃取过程影响因素多、重复性差等缺点，提供一种自动化操作的仪器设备，解决传统液-液-液微萃取中人工操作所引起的操作繁琐、实验重复性差等缺点，使得中空纤维膜液液液微萃取易于操作，易于实现样品纯化富集，以及利用本发明进行农、兽药残留前处理的方法。本发明具有流量控制精确，三路中空纤维膜同时萃取，实验效率高，人工操作环节少，干扰因素少，减少人为操作的不确定性等优点。

本发明采用的技术方案是：

一种中空纤维膜微萃取器，主要包括机械臂移动系统、泵传输系统和磁力搅拌系统。所述机械臂移动系统包括水平运动机构、垂直运动机构、中空固定杆、中空杆固定螺钉、中空纤维膜固定杆以及机械臂操作软件控制系统组成。所述的机械臂移动系统通过水平和垂直运动机构实行机械臂(即中空杆)的水平和垂直方向的移动。三路中空纤维膜固定杆穿过中空固定杆，并通过中空杆固定螺钉固定在中空固定杆上。中空纤维膜固定在中空纤维膜固定杆上，并通过中空管路与泵传输系统连接在一起。机械臂操作软件控制系统可实现机械臂的垂直方向、水平方向的定点移动，亦可通过选取软件自身所配备的备选移动操作方案实现机械臂的模式移动。机械臂操作软件控制系统是通过计算机程序设置在萃取器内部的，如果要调整软件控制系统各参数，亦可通过计算机程序系统进行变化。

所述机械臂移动系统中，中空纤维膜卷曲着固定在机械臂系统的中空纤维膜固定杆上；中空纤维膜内径范围为0.7～1.2mm；中空纤维膜长度范围：卷曲浸泡萃取部分为0～150mm，与固定杆相连接支撑部分为40～50mm，中空纤维膜卷曲直径范围为0～20mm。所述中空纤维膜可为自制或者购买的成熟产品。

所述泵传输系统具有3路通路，3路通路可同时操作亦可通过控制系统进行单通路操作。泵传输输液流量范围为0.01～1ml/min；输液精度达到0.5～1％。泵传输系统中还包括2只盛放溶液的烧杯，溶液的选择根据待测目标物的种类进行。本实施例中烧杯1中盛放0.5M氢氧化钠，作为萃取接受相；烧杯2中盛放稀酸或水，对萃取后中空纤维膜进行清洗，减少目标物的损失，提高检测准确度。通过泵传输控制系统可以选择性使管路一端通入烧杯1或烧杯2，通入的溶液体积可以设定为1ml。烧杯1和2中所盛放试剂的种类根据待测样品的性质进行选择。

萃取时，可开启搅拌器以加快其萃取速度，通过选择合适的有机溶剂及pH值，目标农兽药待测物可以选择性的从待测样品溶液萃取进入另一个受方溶液，目标物在样品溶液中呈离子或分子状态，与萃取溶液结合形成非离子状态的萃取活性形式，进入中空纤维膜膜孔径中，再通过扩散作用进入受方溶液，也即中空纤维膜中的水相受体，完成萃取。

所述磁力搅拌系统，包括3组迷你磁力搅拌器及瓶架，上述3组磁力搅拌器配合固态继电器，具有独立运行开关及启停自动控制，可采用不同转速分别对样品进行磁力搅拌萃取。