分散液液微萃取應用的研究進展

趙姍姍金 煬王 香王超越童勝強

（浙江工業大學藥學院，浙江 杭州310014）

樣品前處理技術是減少基體效應，富集分析物、衍生樣品或保護儀器的重要步驟，過去十年來其發展主要集中在小型化、簡單化、自動化方面，用于降低材料、人員成本。傳統液液萃取、索氏萃取等樣品制備方法存在各種缺點，如耗時、冗長、消耗大量有毒溶劑、在一定程度上不能實現自動化分析等；近年來出現了微萃取技術，如固相微萃?。?］、分散液相微萃?。?］、單滴微萃取、分散液液微萃取，與傳統方法比較大多具有簡單、快速、提取溶劑少的特點。

分散液液微萃取是一種基于液液萃取的快速、方便、有機溶劑消耗較小的綠色萃取方式，自從2006 年提出后不斷應用于水樣、食品、農產品、化妝品、生物樣品、中藥等物質中成分的分析。低密度萃取、表面活性劑萃取、離子液體［3］等綠色萃取劑的運用，解決了傳統萃取劑毒性問題，同時擴大了選擇范圍，提高了萃取效率。超聲、微波、渦旋［4］、空氣［5］、泡騰輔助［6］，以及固化懸浮有機液滴［7］、終止溶劑［8］技術的采用可進一步提高萃取效率，同時與其他處理技術（如固相萃取技術［9］）聯用以用于樣品前處理過程也越來越廣泛。為了提高萃取重復性和過程簡便性，自動化分散液液微萃取成為近年來研究熱點［10］。由于萃取過程受萃取劑及分散劑種類和體積、樣品離子濃度、溶液pH 等多種因素影響，對其條件的優化顯得格外重要，已有正交矩陣、響應面曲線、期望函數等方法的報道［11］。本文就分散液液微萃取的原理，以及在農藥、重金屬、中藥成分分析方面的應用進行綜述，以期為相關研究提供參考。

1 簡介

1.1 原理 分散液液微萃取一般用注射器將合適的萃取劑和分散劑混合物快速注入水相，使樣品在分散劑的作用下與極小體積的萃取劑液滴接觸，形成乳濁液，經離心或破乳后將溶質從水相中轉移到萃取劑中，從而實現了樣品成分富集，再通過色譜方法等進行分析（圖1），若萃取劑密度比水大，則萃取物在離心管底部；若使用低密度萃取劑，則萃取物在離心管上部。這種方式極大增加了萃取劑與溶質的接觸面積，加快了萃取平衡，使分析物迅速在萃取劑中富集，大大縮短了樣品前處理時間，因其操作簡單，有機溶劑消耗少，近年來不斷被應用于樣品預處理［12］。

圖1 分散液液微萃取原理

1.2 影響因素及常用分析方法 萃取劑及分散劑種類和體積、樣品離子濃度、溶液pH 等因素是分散液液微萃取成功應用的關鍵，已有學者對最新萃取劑和分散劑種類進行綜述，介紹了萃取劑所需條件，三氯甲烷等傳統高密度萃取劑，十二醇等低密度萃取劑，1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽等環境友好離子液體萃取劑，CATB 等表面活性劑類萃取劑，以及分散劑需滿足的條件、甲醇等常用分散劑［13］。隨著技術成熟，萃取劑種類也越發廣泛，Rastegar等［14］將四氫呋喃、1-癸醇（4∶1）形成超分子溶劑作為萃取劑，用于萃取富集鉛離子。

分散液液微萃取與分析方法結合后對富集分析物進行分析，是實驗最終目的。與該技術相結合的檢測方法有氣相色譜、高效液相色譜、紫外-可見分光光度、質譜、高效毛細管電泳、電感耦合等離子體原子發射光譜（ICPAES）等［15-17］。

2 應用

目前，分散液液微萃取在水樣中應用最多，其次在食品、生物樣品、土壤中，而在藥物、中藥成分分析中相對較少［18］。以下主要介紹其在農藥殘留、重金屬、中藥及其制劑成分分析方面的最新進展。

2.1 農藥殘留

2.1.1 單用 Rezaee 等［19］于2006 年首次提出“分散液液微萃取”的概念，并用于分析水樣中有機氯農藥、有機磷農藥、取代苯類化合物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）等物質；Cacho 等［20］采用原位離子液體-分散液液微萃取測定了不同來源環境水體中9 種有機磷農藥；Wang 等［21］以低密度甲苯為萃取劑將微波輻射用于破乳，實現了三唑類殺菌劑在水樣中的相分離和富集，并優化了微波功率、微波時間、超聲時間、萃取溶劑種類和體積，鹽濃度等條件，測得3 種三唑類農藥的適宜富集因子為425～636，回收率在89.3%～108.7%之間。研究表明，微量Ziram（二甲基二硫代氨基甲酸鋅）會影響金納米粒子形成，導致了沉淀相吸光度變化；以四氯化碳為有機相原位生成納米金為基礎時，可為分散液液微萃取提供了良好的精密度和新的檢測方法［22］。

2.1.2 聯合應用 目前，國內外主要的綠色微萃取技術有分散固相微萃取、攪拌棒吸附萃取、中空纖維液相微萃取、分散液液微萃取等［23］，根據這些方法的優點和性能將它們結合使用，可減少單一萃取方式不足。將固相微萃取與分散液液微萃取相結合來測定小麥、玉米中擬除蟲菊酯農藥、蔬菜中19 種有機磷農藥殘留時，其回收率均在76%以上［24-25］。

2.2 重金屬富集

2.2.1 單用 分散液液微萃取以其獨特的優勢，在痕量金屬離子樣品前處理方面中的應用越來越廣泛。新型功能性離子液體——硫代水楊酸三辛甲基銨（TOMATS）具有螯合劑、萃取劑雙重作用，在最佳條件下與電熱原子吸收光譜法聯用時可用于測定人體血液和血清中鎘［26］。與有機懸浮固化分散液液微萃取相似，Werner 等［27］建立了離子液體超聲輔助水相凝固技術，對天然水樣中Ni2＋、CO2＋、Cd2＋、Cu2＋、Pb2＋進行液相色譜紫外檢測，并進行水相凝固以使萃取劑與水相得到更好的分離，發現在優化條件下5 種元素的預富集系數分別為211、210、209、207、211，回收率均在97%～102%之間。

2.2.2 聯合應用 隨著分散固相微萃取技術的發展，固相萃取材料不斷更新，石墨烯、磁性納米粒子也被用作吸附劑［28］，將其與分散液液微萃取結合用于水樣中金屬離子的富集測定時，解決了后者選擇性較差的不足。Filik 等［29］采用室溫離子液體分散液液微萃取、分散磁固相微萃取相結合的兩步微萃取技術，用于水樣中痕量鈷離子的火焰原子吸收光譜測定，采用室溫IL-1-乙基-2，3-二甲基咪唑雙（三氟甲基磺?；啺罚跡mim］［Tf2N］作為第一步萃取劑，第二步添加磁性Fe3O4納米粒作為吸附劑，在有機溶劑中收集分析物，磁固相分離后再用0.1 mol／L HCl 洗脫富集物配合物。

2.2.3 自動化 隨著分散液液微萃取的成熟，通過對萃取方法的選擇、萃取裝置的設計和改進，自動化越來越受到關注，也成為今后該技術發展方向之一。它能提高分析重復率，簡化操作步驟，增大分析量，但目前也面臨著分離較為困難、必須使用對分析物有高溶解性的萃取溶劑、原理不同所需儀器也會有相應變化等難題，而且即使是所謂的“完全自動化”，往往也需要人工干預，例如小瓶替換或改變樣本。

在自動化儀器方面，基于流量的分析器具有1 個實驗室注射器與1 個集成的攪拌系統，1 個噴霧器與1 個加熱單程噴霧室，以及1 個旋轉注射閥，用于微萃取系統與檢測儀器之間的在線接口，具有定量金屬提取的特點，在海水、鹽、果汁中相對回收率分別為94%～103%、93%～100%、92%～99%［30］。Liu 等［31］設計并研制了分散液液微萃取裝置，直接與高效液相色譜-冷蒸氣原子熒光光譜系統耦合，用于測定天然水中甲基汞、乙基汞、無機汞含有量。完整的分析程序包括螯合、萃取、相分離、提取、注射，以及高效液相色譜-冷蒸氣原子熒光光譜定量，都是自動化。Horstkotte 等［32］將分析物反萃取到硝酸中，在線注射到電感耦合等離子體發射光譜中，并首次報道了碘酸鉀氧化分解螯合物優點，以分析物回收率幾何平均值為理想函數，采用Box-Benkhen 多元分析法對實驗條件進行優化，氧化反萃取法測定沿海海水、代用消化液、土壤滲濾液中的金屬種類，測得Cd、Cu、Pb 回收率分別為90%～118%、68%～104%、86%～112%。

2.3 中藥分析 中藥組成復雜，對單一成分的分析較為困難，故開發1 種簡單有效的方法來進行提取和靈敏測定是相關熱點。分散液液微萃取作為樣品前處理技術，已有應用于中藥活性成分及其藥代動力學分析，以及中藥質量的控制方面的報道，但近年來將其作為樣品前處理的研究相對較少，故具有極大的研究價值。

2.3.1 中藥材 Barfi 等［33］采用注射器內反式液-液微萃取法，在羅勒、茴香、蒲公英提取物中同時提取對茴香醛、反式茴香醚及其異構體雌二醇，同時測定人血漿、尿液中三者含有量。分散液液微萃取與高效液相色譜結合時，可快速測定白芷及其制劑元胡止痛片中4 種呋喃香豆素類成分的含有量［34］。齊墩果酸、熊果酸的異構體三萜酸、熊果酸都具有很低的紫外吸收，并且始終存在于同一種植物中，難以分離和同時測定，分散液液微萃取與高效液相色譜-紫外相結合時，可用于兩者提取和測定，發現在最佳條件下均得到較好的萃取效率，富集因子分別為1 378、933，方法回收率分別為88.2%～116.2%、85.7%～108.2%，并成功地應用于白花蛇舌草、日本絨螯蟹中相關成分富集和測定［35］。分散液液微萃取在生物堿分析提取方面也有應用，如大鼠尿液中小檗堿，博落回中6 種生物堿，苦參注射液中苦參堿、果蠅堿同時富集、萃取、測定等［36-38］。在植物甾醇分析方面，Sun 等［39］用4′-羧基取代羅沙明作為5 種植物甾醇的衍生試劑，首次采用薯蕷皂甙元作為內標，反雙超聲輔助液液微萃取去除微波輔助衍生過程中過量的衍生試劑和催化劑，減少了后續檢測干擾，并應用UPLC-MS 多反應監測的方式來測定功能性食品、中草藥中植物甾醇及其衍生物含有量，已成功應用于植物油（葵花油、橄欖油、玉米油、花生油）、牛奶、橙汁、豆奶、花生乳、藥材（人參、靈芝、蟲草、何首烏）中5 種植物甾醇含有量的測定。

2.3.2 中藥制劑 為了提高溶出物的低檢出靈敏度，Guo等［40］采用分散液液微萃取對藿香正氣片溶出樣品中多種成分進行提取、富集分析。結合HPLC-UV 分析時，5 個目標組分富集因子達到43～119 倍，3 種質量濃度下對厚樸酚、厚樸酚加樣回收率為90.2%～99.4%；Mu 等［41］采用旋渦超聲輔助分散液液微萃取對冠心舒通膠囊的成分及其代謝產物進行了鑒定，發現在大鼠血漿中鑒定了3 個原型和15 個代謝產物，隨后進行了主要生物活性成分和代謝物（異冰片、丁香酚、樟腦）的藥動學研究。

重金屬污染、農藥殘留嚴重影響中藥質量，但由于其成分較為復雜，故需對已有分析方法進行改進優化。目前，已有報道以二硫腙為螯合劑，四氯化碳、乙醇分別為萃取劑、分散劑的萃取方式，并采用毛細管電泳法，可克服共存離子對樣品的干擾，用于黃連中總銅、水溶性銅含有量的測定［42］。Ma 等［43］將分散固相微萃取與超聲輔助分散液液微萃取相結合，通過UPLC／MS 對中藥樣品中5 種三唑類殺菌劑（替布康唑、烯效唑、六效唑、三唑和氟曲福酚）殘留量進行了測定，發現在最佳條件下其回收率為80.2%～103.2%。

2.4 其他方面 分散液液微萃取-氣相可用于測定地表水中的吡啶含有量［44］；原位分散液液微萃取離子液體磁回收聯用UPLC 與PDA 檢測可定量分離水樣中2，4-二羥基二苯甲酮、2，2′，4，4′-四羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮［45］；Mohammadi 等［46］通過微波輔助萃取-液液萃取-氣相色譜-質譜技術分離測定食用油中多環芳烴，然后采用響應面法對萃取分散劑種類、體積、微波時間、NaCl用量、pH 值等提取工藝參數進行優化；在微波提取過程中，用乙腈-丙酮（50∶50）和甲醇-KOH 兩步萃取油樣中多環芳烴，測得對多環芳烴富集系數為81～124，RSD 為5.2%～9.1%；Yuan 等［47］制備了磁性納米復合材料聚吡咯改性磁性多壁碳納米管，并建立了磁固相萃取-液液微萃取-超高效液相色譜-串聯質譜聯用分析方法測定環境水樣中8 種磺胺類抗生素含有量，發現磁固相萃取和分散液液微萃取相結合的預處理工藝比單純磁性固相萃取具有更好的凈化能力，在優化條件下各抗生素回收率在78.3%～95.6%之間。

3 結語與展望

分散液液微萃取是近年來發展的一種樣品前處理技術，其原理簡單，篩選低毒萃取劑（離子液體、表面活性劑等）和分散劑、更新萃取模型、創新分散方式（如無分散劑、超聲輔助、微波輔助等）是關鍵所在。將該技術與其他樣品預處理技術相結合時，可克服前者缺點，提高選擇性和提取效率，拓寬應用范圍；與其他檢測方法相結合時，可擴大儀器應用范圍，提高儀器靈敏度，降低檢測限，也是該技術未來的發展方向。

目前，分散液液微萃取對食品、中藥、生物樣品等復雜樣品進行分析時，因提取效率較低、選擇性較差而應用較少，尤其是中藥活性成分分析。隨著中藥行業發展，對中藥質量控制的要求越來越嚴格，故在痕量物質檢測時發展一種具有靈敏度好、效率高、操作簡單、綠色環保等特點，并能保留有效成分，分離去除無效成分和雜質的樣品預處理技術十分重要。目前，分散液液微萃取主要用于中藥中香豆素類、揮發油類、萜類、生物堿類、黃酮類、蒽醌類等成分的分析，但鮮有涉及多糖類、苷類，故今后將擴大該技術應用范圍，為其在中藥分析方面的研究提供更大的參考價值，也使相關應用越來越廣泛。