宋 林，樂 健，洪戰(zhàn)英

[1.福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，福州 350108；2.第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥物分析學(xué)教研室，上海市藥物(中藥)代謝產(chǎn)物研究重點實驗室，上海 200433；3.上海市食品藥品檢驗所化學(xué)室，上海 200233]

樣品前處理的主要目的是富集和純化樣品，并使待測物轉(zhuǎn)化為便于后續(xù)分析的形式。液相微萃取(liquid-phase microextraction，LPME)技術(shù)是20世紀90年代中后期發(fā)展起來的一種新型樣品前處理技術(shù)[1]，通過微升級的萃取溶劑來實現(xiàn)目標分析物的微萃取。中空纖維膜液相微萃取(hollow fiber membrane liquid-phase microextraction，HF-LPME)是一種以多孔中空纖維膜為載體的液相微萃取技術(shù)，該技術(shù)分析底物的范圍廣，對血樣等復(fù)雜基質(zhì)有較高的清除率，能夠避免大分子物質(zhì)的干擾，同時中空纖維膜均為一次性使用，可以避免交叉污染。HF-LPME不僅在處理復(fù)雜樣品時具有較大優(yōu)勢，而且易與色譜聯(lián)用，目前已被廣泛用于分析不同生物樣品中的堿性藥物、手性藥物以及一些中藥有效成分等[2]。

1 HF-LPME的萃取裝置及萃取模式

1.1 多孔中空纖維的結(jié)構(gòu) 聚丙烯纖維是目前常用的一種中空纖維，它對多數(shù)有機溶劑有較強的結(jié)合力，萃取過程中不會發(fā)生有機溶劑滲漏。其內(nèi)徑常為600～1200 μm，壁厚多為200 μm，孔隙尺寸一般為0.2 μm，既保證了一定的機械強度，又使萃取時間在一個合理的范圍內(nèi)，同時可防止大分子或顆粒等雜質(zhì)進入受體相[3]。近年有人利用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、二甲基乙酰胺(DMAC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、次氯酸鈉(NaClO)等共混制備多孔中空纖維膜[4]，并研究、確定了影響纖維膜性能的最佳紡絲工藝參數(shù)。另外，有人使用硅膠整體柱作為提取相支架，進行溶劑棒型液相微萃取[5]，可用于高溫、強酸(堿)等苛刻條件以及多種有機溶劑。也有人采用碳納米管強化的中空纖維固-液相微萃取與HPLC法聯(lián)用，測定復(fù)雜樣品中的咖啡酸等成分[6,7]。

1.2 HF-LPME的萃取裝置 HF-LPME萃取裝置一般由微量注射器、中空纖維、樣品瓶、攪拌子和磁攪拌裝置構(gòu)成，見圖1。萃取的具體過程為：超聲清洗多孔中空纖維膜去除雜質(zhì)，晾干后于有機溶液中超聲浸泡，以在中空纖維壁孔上形成一層溶劑膜，然后將一定體積的有機溶劑注射至纖維膜空腔內(nèi)，另一端密封，再將中空纖維膜浸入到樣品溶液中進行萃取。在磁子攪拌下，分析物從中空纖維壁孔中的有機相進入纖維腔內(nèi)，最終在兩相中達分配平衡。萃取完成后可直接用注射器將有機溶劑注入儀器中進行氣相或液相色譜分析，此為靜態(tài)萃取模式。動態(tài)模式則需要一個泵帶動注射器活塞運動。

圖1 多孔中空纖維膜液相微萃取技術(shù)的裝置

1.3 HF-LPME的萃取模式 HF-LPME的萃取模式分為兩相模式、三相模式和載體轉(zhuǎn)運等。

1.3.1 液-液兩相微萃取模式 圖1所顯示的即為兩相HF-LPME的靜態(tài)模式，是比較經(jīng)典的萃取模式。在兩相動態(tài)模式中用一個泵與注射器活塞相連，中空纖維膜的另一端不封口。萃取時，泵以一定的速率帶動活塞運動，反復(fù)將有機溶劑推出、吸回注射器，且每次推出或吸回之后都要停留一定的時間[8]。

1.3.2 液-液-液三相微萃取模式 在三相HF-LPME模式中，先用與水不混溶的有機溶劑在中空纖維壁孔上形成一層液膜，然后在中空纖維腔內(nèi)注入水相受體相，之后再浸入水相供體相中進行萃取。分析物以有機液膜為中間轉(zhuǎn)移相，從供體相被萃取進入受體相[9]。三相模式由于經(jīng)歷了兩次萃取與富集，可以進一步阻止樣品中的干擾物質(zhì)進入受體相，從而有更好的樣品凈化能力；同時由于供體相與受體相的體積比較高，而且可以調(diào)節(jié)受體相的組成，因此有較高的富集因子。

三相HF-LPME的靜態(tài)模式與兩相靜態(tài)模式相似，萃取完之后，吸回受體相進行分析。三相動態(tài)模式所用的中空纖維另一端同樣不封口，用注射器按順序吸入一定量的受體相、有機溶劑和少量水，然后插入中空纖維，在其壁孔上形成一層液膜后，依次推出注射器中的水(用于清洗中空纖維內(nèi)壁)、有機溶劑，而水相受體相始終留在注射器中。

1.3.3 載體轉(zhuǎn)運模式 載體轉(zhuǎn)運液相微萃取技術(shù)通過將一種相對疏水的離子對試劑作為載體加入到樣品溶液中，形成一種反離子對運輸?shù)霓D(zhuǎn)運機制[10]。該模式允許離子化分析物從供體相水溶液經(jīng)纖維膜萃取到受體相水溶液中，彌補了前兩種萃取模式的不足，使得分配系數(shù)低的分析物易于被高效萃取。

2 影響萃取效率的因素

影響HF-LPME萃取效率的因素主要有：萃取溶劑的選擇、供體相與受體相的體積比、萃取時間和攪拌速率、pH值的選擇、鹽效應(yīng)、溫度及其他因素(如受體相組成等)。

2.1 萃取溶劑的選擇 萃取溶劑應(yīng)滿足如下條件：在水中的溶解度小，對分析組分有足夠的溶解度，同時與中空纖維有較強的親和力，在此基礎(chǔ)上盡量選擇黏度小、毒性低、不易揮發(fā)的溶劑。目前，常用的有機溶劑有正辛醇、甲苯和乙酸乙酯，其他有機溶劑還有氯仿、正己烷、正己醚以及離子液體等。張靜等[11]在探討HF-LPME對藥根堿、黃連堿、巴馬汀、小檗堿的萃取行為時，考察了苯系物及醇類等10種有機溶劑對上述生物堿的萃取效率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正辛醇的萃取效率最高，因此最終選擇正辛醇作為萃取溶劑。

2.2 供體相與受體相的體積比 適當?shù)卦龃蠊w相與受體相的體積比，既可以有足夠的回收率，又能得到大的富集倍數(shù)。田杰等[12]采用HF-LPME對大鼠體內(nèi)大黃素及其代謝物進行分析時，分別考察了在一定的受體相體積下，不同體積的血漿樣品(1.5、3、5、10、15 ml)及尿液樣品(1.5、3、5、10、15、20 ml)對大黃素及其代謝物萃取效率的影響,結(jié)果表明，血漿和尿液的最佳供體相體積分別為5和10 ml。

2.3 萃取時間和攪拌速率 萃取是一個分配平衡的過程，適當延長萃取時間可以提高待分析物的回收率，但若萃取時間過長，會造成中空纖維膜上的有機相損失而降低萃取效率。攪拌或振動可以使萃取表面持續(xù)暴露在未被萃取的水樣中，從而增大擴散系數(shù)，提高萃取效率，但攪拌速率過快會在中空纖維表面產(chǎn)生大量的氣泡，同時促進溶劑的揮發(fā)，導(dǎo)致萃取效率降低[13]。劉敏等[14]采用HF-LPME與HPLC聯(lián)用技術(shù)分析牛奶中的痕量雌二醇時，分別考察了不同時間點(20、40、60、90、120 min)萃取效率的變化，以及不同轉(zhuǎn)速(100、300、500、700、900、1000 r/min)對萃取效率的影響，最終發(fā)現(xiàn)，當萃取時間為1 h、轉(zhuǎn)速為600 r/min時，萃取效率最高且萃取達到平衡。

2.4 pH值的選擇 供體溶液與受體溶液的pH值均會影響萃取效率。對于酸、堿性分析物，適當改變供體相與受體相的pH值，使分析物在兩相中分別以非離子化、離子化狀態(tài)存在，可提高分析物在受體相中的分配系數(shù)，進而提高其萃取效率；而對親水性較強的帶電荷物質(zhì)，可考慮使用載體轉(zhuǎn)運三相模式。王嘉寧等[15]在應(yīng)用HF-LPME測定尿樣中的苦參堿和槐果堿時，分別考察了供體溶液和受體溶液不同pH值的影響。結(jié)果表明，最佳樣品溶液和受體溶液的pH值分別為13.7(NaOH濃度為0.5 mol/L)和1.5(H3PO4濃度為100 mmol/L)。

2.5 鹽效應(yīng) 在樣品溶液中加入鹽對不同分析物的萃取效率有不同的影響。為得到最佳萃取效率，應(yīng)根據(jù)實際情況在實驗過程中找出最適合的離子濃度。

3 應(yīng) 用

3.1 環(huán)境水樣測定 有機污染物的監(jiān)測是環(huán)境分析領(lǐng)域中的研究重點。HF-LPME的兩相模式可用于測定有機氯[16]、多環(huán)芳烴[17]、水果和蔬菜中殘留的殺菌劑[18]、飲料與河水樣品中的農(nóng)藥殘留[19]。Sanagi等[20]用兩相HF-LPME以及GC-離子捕獲檢測器，實現(xiàn)了對三種殺蟲劑的提取、分離和分析。三相HF-LPME模式的應(yīng)用也較多，如對三嗪類[21]、酚類[22]等的測定。彭曉俊等[23]通過三相HF-LPME與HPLC聯(lián)用測定了環(huán)境水樣中的7種苯氧羧酸類除草劑。結(jié)果顯示，7種除草劑在相應(yīng)的線性范圍內(nèi)線性良好，檢出限為0.2～l.0 μg/L，富集倍數(shù)為76.7～121。

3.2 生物體液樣品測定 生物體液樣品(如血漿、尿樣等)由于基質(zhì)比較復(fù)雜，易干擾萃取，其預(yù)處理多采用抗干擾能力更強的三相HF-LPME模式，分析對象為各種藥物。

Hadjmohammadi等[24]利用三相HF-LPME，將人血漿中的華法林從pH=2.3的水相(供體相)經(jīng)過中空纖維膜壁孔中的正辛醇，被萃取到中空纖維膜腔內(nèi)pH=11.0的受體相中，萃取結(jié)束后受體相直接進入HPLC系統(tǒng)定量分析。張成功等[25]建立了以液-液-液三相液相微萃取技術(shù)與HPLC法聯(lián)用，測定尿樣中的安非他明和氯胺酮的方法，將其用于戒毒人員尿樣的測定并得到了陽性結(jié)果。該方法還可用于體液中其他藥物，如曲馬多[26]、吡格列酮[27]等的測定。Cui等[28]首次通過自動聚偏氟乙烯HF-LPME與GC-MS/MS聯(lián)用，測定了血漿和尿樣中的氟硝西泮。Al Azzam等[29]利用HF-LPME分別與毛細管電泳(capillary electrophoresis,CE)和HPLC聯(lián)用，測定了生物體液中的痕量羅格列酮，富集因子達到了280，HPLC和CE法達到的檢測限分別為0.18 ng/ml和0.56 ng/ml。Ghasemi等[30]利用頂空HF-LPME與GC-MS聯(lián)用，對生物樣品和環(huán)境水樣中兩種含硒類有機化合物進行了分離測定。

另外，Zhang等[31]建立了兩相HF-LPME與HPLC-ESI-MS聯(lián)用的方法，測定大鼠血漿中的白茅苷(imperatorin)及其代謝物花椒毒酚，并將HF-LPME與甲醇沉淀蛋白質(zhì)的血漿前處理方法對比，結(jié)果表明前者不僅濃縮效果更好(靈敏度更高)，而且基質(zhì)效應(yīng)更小。Hadjmohammadi等[32]通過三相HF-LPME與HPLC-UV聯(lián)用測定了EchinophoraplatylobaDC.和薄荷中的黃酮類化合物，并對有機溶劑種類、供體相和受體相pH值、攪拌速率等因素進行了優(yōu)化，其中有機溶劑采用正辛醇，供體相、受體相分別用鹽酸、硼酸鹽溶液將pH調(diào)至2和9.75，且在優(yōu)化條件下各物質(zhì)富集因子為146～311，檢測限為0.5～7.0 ng/ml。

綜上所述，HF-LPME技術(shù)發(fā)展至今，已引起了人們的廣泛關(guān)注，且預(yù)處理的對象范圍正在迅速擴大。該技術(shù)操作簡單、模式多樣，并且多與色譜、質(zhì)譜等技術(shù)的聯(lián)用，在環(huán)境水樣和生物樣品測定等領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛。但由于其萃取效率的影響因素較多，必須在進行多因素綜合探索之后確定穩(wěn)定、可控的最佳萃取條件。HF-LPME技術(shù)是一種具有很大潛力的樣品預(yù)處理手段，在今后的分析領(lǐng)域中將會得到更多的應(yīng)用。

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