1、 毕业论文文献综述 环境工程 冷诱导分散液 液微萃取与色谱法的联用 一、 前言部分 2008年 9月，国内爆发了三鹿问题奶粉事件，导致数百万名食用含三聚氰胺奶粉的婴幼儿患肾结石等病症住院治疗。国家质检总局在全国紧急开展婴幼儿奶粉三聚氰胺含量专项检查。由于三聚氰胺的含氮量高达 66.63%，而目前测定牛奶中含蛋白质的含量是采用食品行业通行的 “凯氏定氮法 ”，即通过测定食品中氮原子的含量而间接推算的方法，因此，三聚氰胺经常被不法生产者和销售商作为 “蛋白精 ”用来提升牛奶中所谓蛋白质含量的指标。三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工 原料，白色无味结晶粉末 1。这种化学品常被用于生产塑料、胶水和阻燃
2、剂，在部分亚洲国家，它也被用于制造化肥。不易被机体代谢，具有肾毒性与致癌作用。大量动物实验表明，长期摄入三聚氰胺会造成生殖泌尿系统的损害，膀胱，肾结石，尿毒症和慢性肾衰竭，并可进一步诱发膀胱癌，对消费者造成了极大的危害。卫生部等五部门立即颁布了 “2008年第 25号乳制品及含乳食品中含三聚氰胺临时管理限量值规定 ”的公告，规定：婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺的限量值为 1 mg/kg,液态奶（包括原料乳），奶粉及其他配方乳粉中三聚氰胺的限量值为 2.5mg/kg。因此，建立快速的检测方法以确保食品的安全十分必要。目前乳制品中三聚氰胺的检测方法主要包括：试剂盒检测法，液相色谱法（ LC），液相色谱
3、质谱法（ LC-MS） 2-5,气相色谱法（ GC-MS） 6。选用试剂盒检测法结果容易出现假阳性。 LC是目前最常用的测定方法，但由于三聚氰胺属于强极性化合物，其在普通的C18色谱柱上几乎无保留，因此需添加庚烷磺酸钠或者辛烷磺酸钠对试剂以得到较好的保留。GCMS和 LCMS均可作为三聚氰胺的确证方法，但 GC-MS需要衍生化，操作繁琐 ;由于LCMS不能使用离子对试 剂，因此只能使用一些特殊填料的色谱柱使三聚氰胺得到更好的保留。新颁布的农业部标准 NY T1372 2007建立了 HPLC法和 GCMS法。以上方法，存在过程冗长、需要衍生、试剂用量较大及灵敏度低等缺点。 近年来建立了多种新型
4、样品前处理技术，如固相萃取、分子印迹技术、固相微萃取、悬滴液相微萃取、离子液体双水相。 这些方法需采用大量的有机溶剂 ,而有机溶剂本身又会对环境造成污染 ,因此开发具有有机溶剂用量少、富集效率高的样品处理方法 ,对于化学工业走科技含量高、资源和能源消耗低、环境污染小的发展道路具有一定的实际意义。 二、 主题部分 2.1 分散液液微萃取法 分散液液微萃取 (Dispersive liquidliquid microextraction， DLLME)是 Rezaee等在 2006年发展起来的一种新型溶剂萃取技术，该方法集采样、萃取和浓缩于一体，操作简单、成本低、富集效率高，有机溶剂用量极少，是一
5、种环境友好的液相微萃取技术，在分析化学 中具有广阔的应用前景。 分散液液微萃取法是用萃取剂和分散剂 ,使含分析物的水样先形成均匀的混浊液 ,萃取离心后 ,被分析物富集到萃取剂中 ,取此有机相注入 GC 进行分析测定 7-8 。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 ,混合液经轻轻振荡后即形成一个水 /分散剂 /萃取剂的乳浊液体系 ,再经离心分层 ,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的问题 ,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新技术，在痕量分析领域具有广泛的应用前景。 分散液相微萃
6、取的过程如图 1所示。在带塞的离心试管中加入一定体积的样品溶液 (水相 ) (A) ,将含有萃取剂的分散剂通过注射器或移液枪快速地注入离心试管中 ,轻轻振荡 ,从而形成一个水 /分散剂 /萃取剂的乳浊液体系 (B) ;形成乳浊液之后 ,萃取剂被均匀地分散在水相中 ,与待测物有较大的接触面积 ,待测物可以迅速由水相转移到有机相并且达到两相平衡 ,萃取时间短是分散液相微萃取的一个突出优点。最后通过离心使分散在水相中的萃取剂沉积到试管底部 (C) ,用微量进样器吸取一定量的萃取剂后直接进样测定 (D) 。 Majid等在 DLLME的基础上，利用温度对离子液体溶解度的影响提出了冷诱导分散液一液微萃取
7、 (Coldinduced aggregation mieroextraetion， CIAME)的新方法。本方法具有简单、快速、环保的特点。 A B C D 图 1 2.2 色谱法 色谱法亦称层析法，是一种分离技术，是由俄国植物学家 Tswett 在 1906 年创立的，发展至今，已有将近百年的历史。高效液相色谱法是以液体为流动相的色谱分析方法。 采用高压输液系统，将具有不同 极性 的 单一 溶剂 或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的 色谱柱 ，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。 在 10mL带塞的离心试管中 ,加入 5.0 mL样品溶液 ,将含
8、有硫酸铵 (萃取剂 )的甲醇 (分散剂 )快速注入离心试管中 ,轻轻振荡 ,形成一个乳浊液体系 ,然后以 6000 r/min离心 1.5 min,分散在水相中的萃取剂沉积到试管底部 ,用微量进样器吸取 2.0 L萃取剂直接进样测定。迄今，高效液相色谱法已广泛应用于化工、医药、农业、环境监测等领域，在水质、大气、土壤、有机化工、食品、生物等方面已应用于实际指标分析。 2.3 联用技术 2.3.1 DLLME-GC联用 分散液液位萃取 9技术非常适合与气相色谱联用。用微量进样器吸出萃取剂后无需进一步处理即可直接进样分析操作简单 ,所以 DLLME-GC联用技术在短时间得到了迅速的发展。Rezae
9、e等首次应用 DLLME-GC-FID技术建 立了水样 (井水、河水 )中 16种稠环芳烃的检测方法 ,在 10mL带塞的离心试管中 ,加入 5.0mL样品溶液 ,将含有 8.0L四氯乙烯 (萃取剂 )的 1.0 mL丙酮(分散剂 )快速注入离心试管中 ,轻轻振荡 ,形成一个水 /丙酮 /四氯乙烯的乳浊液体系 ,然后以6000r/min离心 1.5min,分散在水相中的萃取剂沉积到试管底部 ,用微量进样器吸取 2.0L萃取剂直接进样测定。 2.3.2 DLLME-HPLC联用 目前 DLLME-HPLC9联用技术有两种操作模式 :一是待测样品经 DLLME处理后 ,将萃取溶液在高效液相色谱仪
10、直接进样分析。该方法无需特殊装置、成本低、易于操作、对环境友好 ,特别是萃取时间远低于其它方法。二是待测样品经 DLLME萃取后 ,对萃取剂经过一定的处理后再进样分析。 2.4 实验条件的优化 2.4.1 离子液体用量的影响 在相同的实验条件下，考察离子液体不同用量时对萃取效果的影响。 2.4.2 分散剂种类及用量的影响 分散剂不仅要与萃取剂互溶而且还要与水互溶，使萃取剂在水相中分散形成乳浊液，增大萃取剂与待测物的接触面积，提高萃取效率。实验分别考察甲醇、乙腈和丙酮作为分散剂时的萃取效果。 2.4.3 萃取液 pH值的影响 CIAME过程需将大量的憎水物质萃取到少量的离子液体中，在萃取过程中，
11、控制萃取溶液的 pH值可以改变被测物质在溶液中的存在形式，减少待测物在水中的溶解度，增大其在萃取溶剂中的溶解度。实验考察萃取液在不同 pH值时对萃取效率的影响。 2.4.4 温度的影响 温度不仅影响待测物的分配系数，同时影响离子液体在水中的溶解度。为使离子液体更加均匀地分散到水溶液中，本方法采取先加热后冷却的方法。 2.4.5 盐含量的影响 通过向待测溶液中加入 NaCI(0 10 )考察了盐含量对 萃取效率的影响。 三、总结部分 分散液相微萃取集采样、萃取和浓缩于一体 ,是一种新型的样品前处理技术 ,与传统的萃取方法相比具有操作简单、快速、准确、成本低、对环境友好且回收率高和富集倍数高等特点
12、 ,其在分析领域中展现出愈来愈广阔的应用前景。预计今后 DLLME的研究发展方向主要有 : (1)进一步应用于较复杂基质样品的测定。 (2)拓宽 DLLME萃取剂的选择范围。 (3)开发与更多分析手段的联用技术。 本文建立了冷诱导分散液一液微萃取液相色谱 (CIAME HPLC)快速、灵敏地分析牛奶中三聚氰胺的新方法。结果 表明，与传统的萃取方法相比，本方法具有操作简单快速、准确、低成本、环境友好和富集倍数高等优点。 高效液 相色谱法作为环境仪器分析中的一种成熟、有效、快速的检测方法，在环境监测和环境保护中发挥了越来越大的作用。但是，随着科学技术的进一步发展，它也需要更加完善。如在现代仪器分析
13、中，强调的是多种技术联用，从而发挥它们各自的优势。将来发展方向： (1) 广泛开展国内主要河流、湖泊、海洋等水样中有毒有机污染物的监测研究 ,以全面了解和掌握其污染水平。 (2) 加强新型预处理技术如超临界流体萃取法、微波辅助萃取法、快速溶剂萃取 法等的研究和投入 ;引进和采用超临界液体萃取、微波辅助萃取与大型仪器如GC、 GC-MS、 HPLC 等联用新技术 ,监测水样中的有毒有机污染物 ,以提高我国该研究领域的技术水平。 (3) 研究和建立有毒有机污染物在水体环境中的反应、迁移及转化的机理和模型 ,加强对该类物质的生殖毒性以及环境和生态风险影响评价的方法学探索以及高污染区域的污染消减与修复
14、技术的研究。（ 4）发展省时高效、有机溶剂耗用量少的样品前处理新技术一直是分析化学研究的一个热点领域 10-16。 四、参考文献 1 Hemical Reagent Beijing company(北京化学试剂公司 ) ReagentFinedChemistry(化学试剂 精细化学品 ) Beijing(北京 )： Chemical Industry Publishing Company(化学工业出版社 )， 2002： 712 2 www.fda.gov evm MelaminePresence htm-05-03-2007 3 Iwata H, Inoue T, Yamazaki T. Z
15、 Assoc Off. J. Anal Chem., l987, 70: 457-460 4 Toth J P, Bardalaye PC J. Chromatogr， 1987， 408： 335-340 5 Ley R A, Mayer L C, Rezaaiyan R. J Agric Food Chem。 2000。 48： 3353-3358 6 Wu Ming-Li(吴明礼 ), ChenCaiHong(陈彩虹 ). Ningxia Industry(宁夏石油化工 ), 2005, 24(2): 24-26 7 Kozani R R, Assadi Y, Shemirani F ,
16、 et al . Part-pertrillion determinationof chlorobenzenes in water using dispersive liquid2liquid microextractioncombined GC-ECDJ. Talanta ,2006 ,72 (2) :387 - 393. 8 Rezaee M, ssadi Y. Determination of organic compounds in water using dispersive liquid2liquid microextraction J . Journal of Chromatog
17、raphy A, 2006 ,1116 (1/ 2) :1 - 9 9 倪沁颜 . 高效液相色谱法 (HPLC)测定饲料中三聚氰胺的含量 J. 福建分析测试 , 2008, 17(1):57-60 10 Raynie D E. Chem. Anal. , 2004, 76: 4659-4664 11 Falqui Cao C, Wang Z, Urruty L, Pommier J J , MonturyM. J. Agric. Food. Chem. , 2001, 49: 5092-5097 12 Wang C, L i C R, Zang X H, Han D D, L iu ZM, W
18、ang Z. J. Chrom atogr. A , 2007, 1143: 270-275 13 Hu Y X, Yang XM, Wang C, Zhao J , L iW N, Wang Z. Food Addit. Contam. , 2008, 25 (3) : 314-319 14 FarajzadehM A, Bahram M, Mehr B G, Jnsson, J A. Talanta, 2008, 75: 832-840 15 GharehbaghiM, Shemirani F, BaghdadiM. Intern. J. Environ. Anal. Chem. , 2008, 88 (7) : 513-523 16 MallahM H, Shemirani F, GhannadiMaraghehM. J. Radioanal. N ucl. Chem. , 2008, 278 (1) : 97-102
