[发明专利]基于微波辅助破乳-分散液液微萃取分析水样中有机物的方法

说明书

本发明提供了一种基于微波辅助破乳‑分散液液微萃取的前处理技术分析水样中有机物的方法，可用于检测环境水样中残留的多环芳烃和三唑类农药；本发明首次使用微波辅助破乳技术与分散液液微萃取技术结合，克服了传统分散液液微萃取方法中使用离心进行破乳的问题，可以适用于不同体积样品的前处理操作，同时具有批量样品同时进行破乳操作的优点；采用低密度有机溶剂作为萃取剂，克服了传统分散液液微萃取方法中使用密度大于水且毒性较大的卤代烷烃为萃取剂，减少对环境的污染；萃取装置易于清洗从而减少样品和溶剂的残留；本发明方法操作简便，为环境污染物和农药残留等环境和食品安全问题提供了一种检测手段。

(一)技术领域

本发明涉及水样中有机物的分析方法，具体涉及一种基于微波辅助破乳-分散液液微萃取分析水样中有机物的方法。

(二)背景技术

随着世界的快速发展，我们生活的环境发生较大的变化，对人类健康产生重要影响。一方面，由于世界工业化的快速蔓延，新技术的诞生，人口不断增加，为了努力满足新出现的需求而制造、消费大量的化学物品如农药。农药被广泛用于农业生产，以控制昆虫，真菌，细菌，杂草，线虫等对生产的影响。虽然农药在环境中浓度较低，但是通过水、土壤、食品等途径的富集还是会对人体健康造成危害。另一方面新鲜蔬菜和水果是人类均衡饮食的重要组成部分，它们可提供必需的营养物质(如维生素，碳水化合物，微量金属元素等)和矿物质。因此，植物对人类健康和福祉至关重要。植物中挥发性和半挥发性植物成分在植物生长过程中起重要作用，例如植物-植物竞争共进化、对害虫的防御、抗微生物病原体等。与主要植物成分(例如脂质，蛋白质和碳水化合物)相比，挥发性和半挥发性化合物的浓度在植物中的含量非常低。因此，在分析两类化合物时需要开发新型样品前处理技术来对其进行分离、富集以达到仪器的灵敏度要求。当代分析所面临的样品组成复杂、样品前处理占整个分析过程三分之二，可见它在分析中起到重要的作用，样品前处理技术是近十年来分析化学中重要的研究领域之一。

传统的前处理技术如索式萃取、液-液萃取、水蒸气蒸馏萃取等，这些技术的萃取效率低、处理时间冗长，且很多方法中大量使用的有毒有害有机溶剂会造成环境污染。为了克服液液萃取中有机溶剂用量大、耗时长、操作繁琐和富集效率低的问题。2006年由Rezaee等首次报道提出了分散液液微萃取技术。首先在样品溶液中加入数十微升萃取剂和一定体积分散剂，混合液经轻轻震荡后即形成一个水/分散剂/萃取剂的乳浊液体系，再经离心分离，用微量进样器取出萃取剂就直接进样分析。该方法集采样、萃取和浓缩于一体，避免了固相微萃取中可能存在的交叉污染问题，是一种操作简单、快速、成本低、富集效率高且对环境友好的样品前处理技术。传统的分散液液微萃取技术中使用密度大于水的卤代烷烃(毒性较大)为萃取剂，采用离心进行相分离，而分析实验室中离心机的规格限制了样品的体积。因此本发明主要对相分离(破乳)方式进行探索。相分离(破乳)指的是在萃取完成后通过某种途径使得萃取溶剂与水溶液样品的表面张力再次扩大而达到两相分离的过程。研究学者对相分离的方式做了如下改进：溶剂终止方式、磁性相分离以及冒泡辅助分离。

溶剂终止-分散液液微萃取是在低密度溶剂作为萃取剂的情况下设计的，主要是在乳化结束后继续加入分散剂使得两相分离。该方法在乳浊液形成之后继续加入分散剂，根据液液分配原理，分散剂的加入可能会使萃取剂进一步溶解于水溶液中而导致萃取效率降低；同时该方法中所需的分散剂体积也会有一定程度上的放大，而使得方法中增加了有机溶剂的使用量。

分散液液微萃取与磁性分散微固相萃取相结合的方法关键在于萃取溶剂与所制备的磁性颗粒之间的作用力，使得在外加磁场的作用下，磁性颗粒在与水相分离的同时将萃取溶剂也一同带出水相。例如，萃取剂正辛醇在涡旋辅助下充分与水溶液接触，将经过修饰的磁性颗粒放入水溶液中，由于正辛醇与此类磁性颗粒具有特殊的作用力使得萃取剂分散于颗粒表面，在外加磁场的作用力下实现两相分离之后，弃去水溶液，加入洗脱溶剂对目标分析物进行洗脱。只有某些特定的萃取溶剂和与其具有相互作用力的磁性颗粒的组合能够满足该方法的要求，使得该方法在萃取溶剂的选择上受到很大的限制。