固相微萃取技术在苯系物分析中的应用

庞　榕，庞　龙，信建豪

(1 黄河科技学院医学院，河南　郑州　450063；2 郑州轻工业学院环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心，河南　郑州　453001)



固相微萃取技术在苯系物分析中的应用

庞榕1，庞龙2，信建豪1

(1 黄河科技学院医学院，河南郑州450063；2 郑州轻工业学院环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心，河南郑州453001)

样品前处理是整个分析过程中的关键环节，传统的样品前处理技术需消耗大量萃取溶剂、操作繁琐且难以实现自动化。固相微萃取技术是一种新型无溶剂的样品前处理技术，集采样、萃取、浓缩和进样于一体，具有无萃取溶剂、可直接进样、操作简便快捷、灵敏的特点。本文简述了固相微萃取技术的基本原理，综述了近几年固相微萃取技术在苯系物分析中的应用，并对其发展前景进行了展望。

固相微萃取；苯系物；前处理技术

随着经济的迅猛发展，环境污染问题已成为公众关注的焦点。苯系物是一类具有挥发性的环境污染物(BTEX)，通常包括苯，甲苯，乙苯，邻、间、对位的二甲苯，异丙苯和苯乙烯8种化合物，苯系物被广泛应用于油漆、农药、有机化工等工业行业中[1]。由于严重的环境污染问题，苯系物可以从人类的生存环境中被广泛检测出来[2]。苯系物会对人体的神经系统、血液系统、生殖系统产生较强的危害，尤其是苯，是一种致癌致畸化合物，具有较高的毒性，其他几种化合物对人体和动植物均有不同程度的毒副作用，因此苯系物的控制与检测也越来越受到公众的重视[3]。目前，我国已经将部分苯系物列为优先控制的污染物，已颁布相关法规对主要苯系物的各项指标做出严格的限度规定[4-5]，因此建立一套快速、准确、科学的苯系物分析方法已成为科学工作者的研究重点。

目前主要采用顶空法[6]、吹扫-捕集法[7]、液液萃取法[8]等方法测定苯系物的含量，这些传统样品前处理技术操作步骤繁琐，消耗大量有机溶剂，无法满足现阶段对分析检测技术的要求。目前，随着科学技术的进步，对苯系物进行测定的分析方法得到了很大程度的发展，出现了很多新型的样品前处理技术，如固相微萃取技术、膜分离技术[9]、搅拌棒吸附萃取[10]等。本文主要介绍固相微萃取技术在苯系物分析中的应用。

1　固相微萃取技术

固相微萃取(solid phase micro-extraction，SPME)技术是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理技术[11]。自加拿大Waterloo大学的Pawliszyn等[12]提出后，由于其独到的平衡方式与采样方法，受到了科学工作者的广泛关注，近年来固相微萃取技术作为样品前处理的新技术迅速发展和完善[13]。固相微萃取的分析过程集采样、萃取、浓缩和富集于一体，在整个前处理过程中无需使用大量的有机溶剂，基本实现了现代绿色化学的要求，同时简化了操作步骤，进而提高了处理效率。与其他萃取技术相比，固相微萃取具有操作简单、快速、无需有机溶剂等特点[14-15]，凭借其独特的优势，在食品、环境、药品等领域得到了广泛应用。

固相微萃取技术是根据色谱分离原理，分离两相中分配平衡的待测物。通过有效的分析方法，将具有吸附萃取功能的涂层材料，固载在纤维表面，与样品直接或间接接触[16]。根据“相似相溶”原理，样品中的待测物，从样品基质中扩散吸附在萃取涂层上并逐渐富集浓缩，然后在高温条件下进行解吸附，达到准确分析样品中待测物的目的[1]。

影响固相微萃取技术萃取效率的主要因素有萃取温度、样品盐度、萃取时间、解吸温度、解吸时间等[17]。较高的萃取温度有利于缩短平衡时间，但温度过高会减小待测物在涂层和样品中的分配系数，导致灵敏度下降[18]。增加样品盐度有利于降低有机物在水中溶解度，起到盐析的作用，但对于非极性或弱极性化合物，盐析效应并不明显。在检测分析苯系物时，科学工作者研究过程中没有增加盐度，但这并不会影响萃取效果[19]。萃取时间指待测物达到分配平衡时所需的时间，它决定萃取量的多少，对于挥发性的苯系物，适当地延长萃取时间可提高萃取量。

2　固相微萃取在苯系物分析中的应用

随着固相微萃取技术的不断发展和完善，越来越多科学工作者对其进行研究和改进。周涛等[19]采用顶空-固相微萃取/气相色谱-质谱联用技术同时测定海水中常见的 13 种痕量苯系物。采用100 μm PDMS顶空萃取样品，气相色谱-质谱联用技术对待测物进行分析，该方法简便、快捷、环保。

张秋菊等[20]采用固相微萃取-气相色谱-质谱法测定苯，甲苯，乙苯，邻、间、对位的二甲苯，异丙苯和苯乙烯等9种苯系物，对影响固相微萃取技术萃取效率的条件进行了优化，该方法前处理步骤简单、快速、准确。

吴金浩等[21]采用顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术测定海洋沉积物中的苯，甲苯，乙苯，邻、间、对位的二甲苯和苯乙烯等7种苯系物。对影响固相微萃取技术萃取效率的主要影响条件进行了优化，该方法快速、灵敏、简便，适合海洋沉积物样品中苯系物的痕量分析。

张娟等[22]采用固相微萃取-气相色谱/氢火焰离子化检测法测定空气中的苯系物。对主要萃取条件进行了优化，并对采样袋的气密性和稳定性进行了考察，该方法简便、快捷，适合空气中苯系物的分析。

杨宇川等[23]采用固相微萃取-标准加入法检测空气中的苯系物，对多组分苯系物标准气体进行了研究，并优化了实验条件，取得了较好的分析效果。

王艳丽等[4]采用固相微萃取-气相色谱法测定水中苯，甲苯，乙苯，邻、间、对位的二甲苯，异丙苯等7种苯系物的含量。为使固相微萃取达到更高的效率，选择75 μm的CAR/PDMS作为萃取头的涂层材料。

魏恩棋等[24]采用顶空-固相微萃取-气相色谱法测定水中痕量苯系物。对影响固相微萃取技术萃取效率的条件进行了优化，优化后的萃取条件适用于多种类型水体中痕量苯系物的分析测定。

申书昌等[16]以有机硅改性的聚酰亚胺作为固相微萃取中萃取头的涂层材料。通过有效的分析方法对此涂层进行了全面的分析，证明了通过聚合反应将有机硅链段引入到聚酰亚胺结构中可增加链的柔韧性，减少分子链间的极性作用，改善其吸附性能，而且经高温脱水反应使涂层键合在石英纤维表面，使其性质稳定，不易脱落[16]。将其应用于水中7种苯系物的测定，取得良好的分离效果。

3　结　语

目前，固相微萃取技术已成为现代发展快速的样品前处理技术之一。采用固相微萃取技术进行样品分析的关键在于萃取头的涂层材料，涂层材料是固相微萃取技术使用寿命和应用范围的决定因素，因此，研制具有更高萃取效率、更高稳定性和更低成本的新型萃取涂层材料已成为当今科学工作者的研究热点，不同性质涂层的出现大大拓宽了固相微萃取技术的应用范围[3]。为提高固相微萃取技术的优越性，应不断加强与其他样品前处理技术，如超临界流体萃取、加压流体萃取等联用，以提高萃取效率。此外，对萃取装置进行改造，实现固相微萃取在线、原位和自动化分析，也是未来固相微萃取技术发展的重要方向。

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Applications of Solid Phase Micro-extraction on the Analysis of Benzene Series

PANG Rong1, PANG Long2, XIN Jian-hao1

(1 School of Medicine, Huanghe S & T College, Henan Zhengzhou 450063；2CollaborativeInnovationCenterofEnvironmentalPollutionControlandEcologicalRestoration,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,HenanZhengzhou450001,China)

Sample pretreatment technologies are crucial step in analysis process. Traditional sample pretreatment technologies need large volume of extraction solvent, complex and hard to be automatic. Solid phase microextraction technology is a novel sample pretreatment technology with advantages of solvent free, directly injection, simple operation, and sensitive. The basic theory of SPME was introduced, and the applications of SPME on the analysis of benzene series were summarized. Furthermore, the development prospect of SPME was also introduced.

solid phase micro-extraction; benzene series compounds; sample preparation methods

庞榕(1987-)，女，讲师，主要从事药物分析。

O65

A

1001-9677(2016)014-0033-02