基于中空液相微萃取技术的研究进展*

时间：2024-07-28

伍邦中，冯芳，2

(1 中国药科大学药物分析教研室，江苏南京 210009；2 药物质量与安全预警教育部重点实验室，江苏南京 210009)

复杂生物样品一般都需要进行预处理，预处理的目的是去除体系内的杂质以增强目标分析物的提取浓度和响应信号。主要包括液相萃取、固相萃取等。但是二者操作繁琐耗时，并且萃取效率低。而近年来兴起的液相微萃取、固相微萃取则避免消耗大量溶剂的缺点，萃取时间较短，能极大提高目标分析物的富集浓度[1]，并且能与高效液相色谱、毛细管电泳、气谱质谱等仪器联用检测，装置简单操作方便，因而得到了大家的普遍关注[2]。

中药作为中华民族传统文化瑰宝，由于其药效好，毒副作用小，从古沿用至今，也被越来越多的人所接受。然而，中药由于其成分复杂且水溶性较小，为检测痕量成分，基于中空纤维液相微萃取，浓缩提取目标化合物成为了一种新的方向。

1 中空纤维的模式

中空液相微萃取是一种利用中空纤维为载体的液相微萃取技术，纤维管起到了稳定萃取溶剂的作用，另外阻止大分子物质如蛋白质进入内腔达到了样品净化的目的，从而进一步提高萃取效率。中空纤维的壁孔会附着有机溶液，称为溶剂膜，起到了隔离供体相与接受相的作用，接受相可以是与液体膜相同的有机溶剂为两相模式，也可以是水溶液即三相模式，根据被提取化合物的物理化学特性和基质复杂程度不同，我们采用不同的中空液相微萃取模式。

1.1 Two-phase HF-LPME：(两相中空纤维液相微萃取)

两相模式是纤维壁孔和内腔容纳同一种有机溶剂。将目标分析物从供体水溶液中萃取到中空纤维的壁孔、内腔的有机溶剂中，随后进行仪器分析，适用于从复杂的水样品中提取疏水性分析物。

1.2 Three-phase HF-LPME：(三相中空纤维液相微萃取)

三相模式是纤维的壁孔和内腔容纳是不同的溶剂。它经过两次萃取，第一次是将供体水溶液中的目标分析物经过中空纤维壁孔的溶剂，而后被反萃取到内腔受体溶液中，壁孔中的有机溶剂作为支撑液膜将供体水溶液与受体水溶液分开，再注入进行仪器分析，适用于含有电离官能团或酸碱性以及亲水性的目标分析物。

三相模式中需要注意的是：第一是溶液pH的选择，由于被分析物是带有酸碱性的亲水化合物，所以调节供体相的pH抑制目标分析物的电离，减少在供体相中的溶解度，增大壁孔的有机相溶解度，进而在壁孔与内腔界面传质，调节受体相的pH促进其电离增大在水溶液中的浓度，进而注入仪器中分析。第二是壁孔和内腔不同溶剂的选择，Pedersen-Bjergaard课题组利用的是纤维壁孔容纳正辛醇，内腔容纳的是带有一定pH的水溶液。之后Mahnaz Ghambarian课题组介绍了一种新的三相模式，采用两种互不相溶的有机溶剂(十二烷，乙腈或甲醇)，十二烷提供液体支撑膜，乙腈或甲醇作为受体相，最终将受体相导入气相色谱中进行分析。该方法不仅提供了新颖的微萃取模式，还由于采用的是乙腈或甲醇具有极佳的色谱行为，与两相模式比较更易从分析物峰中分离，可以直接与多种仪器如高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳联用[3]。

1.3 Solvent bar microextraction溶剂棒萃取模式

Xianmin Jiang和Hian Kee Lee提出了一种“溶剂棒”新的萃取模式：先封闭中空纤维一端，随后用注射器注入萃取剂到内腔，而后浸泡一定时间，让有机溶剂充满壁孔，而后封闭另一端，萃取完成后打开一端直接进样。它与传统的中空纤维相比，一方面采用封闭中空纤维的模式，完全浸入样品溶液中，萃取溶剂在样品溶液中自由翻滚，增大了萃取的表面积，缩短萃取平衡时间，提高了富集倍数；另一方面，由于不用装置固定中空纤维，可以简化萃取装置[4]。

而后，Mohammad Reza Afshar Mogaddam在此模式基础上采用了8-羟基喹啉和新戊酸合成的共晶溶剂作为萃取剂，与氯乙酰氯作为衍生剂混合，填充到中空纤维段包含铁丝管腔内，提取的分析物经氯乙酰氯衍生，用气相色谱-质谱联用仪测定氯乙酰化衍生物。该方法采用了共晶溶剂作为萃取剂，中空纤维中插入铁丝，提高了被分析物的传质能力，获得了极高的1652-3265富集倍数[5]。

1.4 其他中空纤维液相微萃取模式

近年来，在传统中空液相微萃取的基础上，进行了很多的发展。如对于亲水性化合物，我们可以加入辅助化合物，形成载体介导的中空液相微萃取。Abdulrahman Bahrami和Farhad Ghamari在正辛醇液膜中加入了磷酸三丁脂形成氢键络合物，通过调节pH梯度，首次利用载体介导的三相模式成功分析了水样以及尿液中中痕量的马尿酸和扁桃酸。与传统测量的气象衍生化方法相比，该方法更为简单，且检测限极低达到0.007～0.009 μg·mL-1[6]。

为了进一步提高极性相对较高有机物的萃取效率，Chanatda Worawit和Pakorn Varanusupakul开发了一种简单而有效的混合萃取方法，即在中空纤维膜的孔隙中加入纳米碳吸附剂和辛醇，通过石碳提供吸附驱动力，增强中空纤维的传质能力，进一步缩短了萃取时间。该方法通过在有机溶剂中加入纳米吸附剂一起注入纤维内腔，具有操作简单的优点，但石墨粉与中空纤维的结合具有一定的难度，结合情况较难控制[7]。