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实验室分析方法--气相色谱溶剂萃取技术-浊点萃取技术
时间:2024-02-21 19:18 点击次数:130

  浊点萃取(Cloud Point Extraction,CPE),亦称“胶束媒介萃取(Micellar Mediated Extraction,MMe)”,是一种较新的液-液萃取技术,它利用所谓的“浊点现象”,实现水相溶剂中疏水性待测组分的提取。此法在螯合金属离子分离分析方面具有天然的优势,但也可以应用于生物大分子的分离纯化和环境样品的预处理。

  浊点现象的基础是浊点温度的存在。弱极性的表面活性剂,如非离子型或两性离子表面活性剂,在加热或制冷到某一特定温度下,会因溶解度降低而出现浑浊现象,这一特定温度被称为浊点温度。浊点萃取技术利用了这一特性,在水溶性样品中加入少量非离子型表面活性剂,利用其增溶作用和对疏水性组分的吸附作用形成均一的混合物溶液。然后对混合物溶液加热,在温度高于表面活性剂的浊点温度后,本来的透明溶液转变成互不相溶的两相,其中一相含有大量的表面活性剂以及被表面活性剂富集的疏水性待测组分,另一相则为水相基质。再经静置、离心等相分离步骤,即可实现疏水性待测组分的萃取富集。

  ①在水相溶液中加入表面活性剂,视样品性质不同可能还需加入适当添加剂,如无机盐或强酸,以控制溶液的酸碱度和离子强度。

  ④富集相直接上样分析或进行进一步净化处理。影响CPE萃取效率的因素主要包括表面活性剂的种类和浓度,溶液的pH值和离子强度,以及平衡的温度和时间等。

  在方法发展时最为常用的表面活性剂包括聚氧乙烯烷基苯酚类,如 Triton 和PONPE系列。为提高萃取效率,应尽量选择疏水性较强的表面活性剂;表面活性剂浓度不宜过低,百分比浓度1%~5%较为合适。pH值是影响提取效率和提高方法灵敏度的最重要因素之一,必须进行优化,因为它直接影响表面活性剂对待富集组分(其是金属离子)的吸附(整合)程度,另外,平衡温度不应过高,除了避免导致热不稳定组分的分解外,更重要的原因是当温度超过某一数值(此数值被称为克拉温度点或临界胶束温度点),表面活性剂会形成胶束而显著提高其在水相中的溶解度,甚至可能使两相重新互溶而失去富集分离样品的能力,平衡时间无需过长,一般认为60-70℃下平衡4~15min是能满足大多数样品需求的较优条件。

  CPE方法的主要劣势在于适用性不够广泛,样品基质组成和目标组分的理化性质对是否能采用此法和进一步的条件优化限制很大。目前已经证明能够应用CPE作为预处理手段的基质仍多为天然水或轻度污染水等基质较为简单的样品,另外一个潜在的问题在于表面活性剂对后续分析检测方法可能产生一定影响,如和HPLC联用时对检测器的吸收可能有干扰;用于CE方法时可能因表面活性剂在熔融石英毛细管管壁上的吸附而造成柱效和方法重复性的下降;和GC联用时因为表面活性剂黏度较高,直接进样会堵塞毛细管气相色谱柱等。但随着研究的不断进展,对以上问题的解决之道也在不断发展。更多种类和性质的表面活性剂得到应用,可以有效扩大方法的应用范围。和HPLC或CE联用时,增加流动相或缓冲液中有机的含量,可以有效规避表面活性剂对吸收的干扰或在管壁上的吸附。和GC联用时,在上样前加一步表面活性剂的去除步骤,如色谱柱富集去除表面活性剂,或在富集相中加入少量与水不互溶的有机溶剂进行反萃取等,都可以有效去除萃取液中的表面活性剂,实现和GC方法的联用。

  作为一种较为新型的溶剂萃取手段,CPE尽管有种种使用限制,但和普通的液液萃取技术相比仍具有显著优势。CPE成本很低且操作简单,无需烦琐步骤或专门仪器;具有高效快速的优势,通常只需数十分钟即可完成操作;更重要的是,它还规避了有机溶剂的大量使用更加安全低毒和环境友好。如果目标基质和待测组分能够满足其分离原理,应是一种值得考虑的样品预处理手段。

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