中空纤维膜两相萃取平衡技术概述

宝贵荣，李 霞，萨仁图雅

（呼和浩特职业学院 生物化学工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051）

中空纤维膜两相萃取平衡技术概述

宝贵荣，李 霞，萨仁图雅

（呼和浩特职业学院 生物化学工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051）

中空纤维膜液相微萃取是近几年发展较快的一种新型样品前处理技术，它具有设备简单、操作方便、成本低廉、集萃取和浓缩于一体、易于与现代仪器联用等诸多优势.与传统的样品前处理技术相比，它具有较高的富集倍数.本文主要对中空纤维膜两相萃取富集倍数相关公式进行了简述.

中空纤维膜；两相萃取；富集倍数

1999年Pedersen-Bjergaard和Rasmussen[1]等人首次提出中空纤维膜液相微萃取技术，该技术具有操作简便、实验装置简单、成本低廉、消耗有机溶剂少且易于自动化处理等诸多优势.它有两种萃取模式：两相萃取和三相萃取.两相微萃取[2]是利用目标分析物在有机溶剂和样品溶液中的两相分配平衡原理来进行萃取的.它是将中空纤维膜空腔与纤维壁中放置相同的有机溶剂，分析物通过在样品溶液和有机溶剂中的分配系数的不同，被富集和萃取到纤维内腔的有机相(接受相)中，而实现有效的萃取的.三相微萃取[3]是利用目标分析物在供体相(Adonor phase)-有机相 (Aorganic phase)-接受相(Aacceptor phase)三者中分配系数的不同而被萃取和富集的.本文主要简述了两相中空纤维膜液相微萃取富集倍数的相关计算公式.

1 中空纤维膜两相萃取平衡常数

分析物A在互不相溶的有机溶剂（接受相）和样品溶液（给体相）的萃取过程中，假设分析物A在萃取过程中不发生化学反应.Ad是样品溶液中的分析物；Aa是接受相的分析物.

分析物在两相之间达到平衡时，分析物A在接受相和给体相中浓度比为常数，即为分配系数：

Ceq,a是平衡时分析物在接受相中的浓度；Ceq,d是平衡时分析物在样品溶液（给体相）中的浓度；Ka/d是分析物在两相之间的分配系数；αD是分析物在样品溶液中被萃取浓度和总浓度的比值.

分析物A在中空纤维膜两相萃取中达到平衡后，给体相中分析物A的初始物质的量（ni）与给体相萃中平衡时分析物A的物质的量（nd）和接受相中平衡时分析物A的物质的量（na）之间的关系[4]如下：

公式4中，Ci为分析物的初始浓度；Ceq,d为平衡时给体相中的分析物浓度；Ceq,org为平衡时接受相中的分析物浓度；Vd为给体相体积；Vorg为接受相体积.

2 中空纤维膜两相萃取回收率

中空纤维膜两相萃取的回收率[5]（E）为萃取达到平衡时，接受相中分析物的物质的量和给体相中分析物初始物质的量之比.即：

基于方程（2）和（5）公式能推导出公式（6）.

中空纤维膜两相萃取中公式6计算得到的萃取回收率高于实际萃取回收率，因部分有机溶剂在膜空中渗透而无法分析全部的有机溶剂.

3 中空纤维膜两相萃取富集倍数

中空纤维膜两相萃取富集倍数[7]（PF）是指萃取达到平衡时，接受相中分析物浓度和给体相中分析物的初始浓度之比.即：

将公式（5）代入公式（7）可得公式（8）.

中空纤维膜两相萃取中Vw≫Va,.由于分析物的富集倍数较大，通过增加给体相的体积而增加分析物的富集倍数，提高分析物的灵敏度.

4 结论

液-液中空纤维膜液相微萃取技术与传统的液-液萃取技术相比较，两相液相微萃取具有更为广泛的应用前景，因为中空纤维膜液相微萃取技术具有富集倍数高、样品净化能力强、消耗有机溶剂少、快速、灵敏高等独特的优点.

〔1〕Pedersen-Bjergaard S,Rasmussen K E,Liquid-liquid-liquid microextraction forsample preparation of biological fluids prior to capillary electrophoresis [J].Anal.Chem.,1999,71(14): 2650-2656.

〔2〕Ghambarian M,Yamini Y,Esrafili A.Developments in hollow fiber based liquid-phase microextraction:principlesand applications[J].Micro.Acta,2012,177(3-4):271-294.

〔3〕Desoubries C,Chapuis-Hugon F,Bossée A,et al,Three-phase hollow fiber liquid-phase microextraction of organophosphorous nerve agent degradation products from complex samples[J], J.Chromatogr.B,2012,900:48-58.

〔4〕白小红，胡爽，陈璇.液相微萃取[M].北京：化学工业出版社，2013.19-24.

〔5〕Hadi H,Makahleh A,Saad B,Hollow fiber liquid-phase microextraction combined with high performance liquid chromatography for the determination of trace mitiglinide in biological fluids[J],J.Chromatogr.B,2012,895: 131-136.

〔6〕Tung Si Ho,Stig Pedersen-Bjergaard,Knut EinarRasmussen,Recovery,enrichmentand selectivity in liquid-phase microextraction comparison with conventional liquid-liquid extraction [J],J.Chromatogr.A,2002,963:3-17.

O658.2

A

1673-260X（2015）12-0007-02

内蒙古自然科学基金（No.2014MS0216）