[发明专利]一种流动注射在线固相微萃取方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于环境分析与分析化学领域，涉及一种流动注射在线固相微萃取的样品前处理方法及其相应装置，利用该方法可以实现固相微萃取的在线富集。

背景技术

随着工业化进程和规模的加快，进入环境中的重金属元素越来越多，并进一步通过饮用水或食物链而进入人体，最终影响到人类的健康。因此，食品安全、环境监测和生物体系中的重金属元素分析便成为重要的研究内容之一。针对重金属元素分析而言，样品前处理过程的主要步骤有：溶解、过滤、消解、萃取等，其中，萃取是最重要的步骤。大致来说，萃取依据形态可分为液-液萃取和液-固萃取，依据原理可分为离子交换、吸附、螯合三种作用方式。由于固相萃取（SPE）具有富集分离一步完成、操作简便、容易再生、易于实现自动化、环保等特点更受青睐，SPE成为目前最主要的样品预处理方式。但是，商品化固相萃取装置，如萃取筒和萃取盘操作繁琐，价格不菲。同时，固相萃取仍然需要相对复杂的样品前处理，回收率不够理想的情况。

固相微萃取技术是在固相萃取基础上发展起来的一种新的萃取分离技术，由于避免使用溶剂或使用少量溶剂，成为最新一代样品处理技术，并有望最终取代SPE。自从1975年流动注射分析(FIA)的概念被首次提出以后，因其可以在非平衡的动态条件下进行，而且适应性广泛，分析效率高，试样和试剂消耗量少，检测精度高，设备简单等优势，20多年来得到了迅速发展，已被广泛应用于很多领域，特别是与FT-IR、AAS、ICP-AES、ICP-MS、UV-VIS、CE等仪器联用，对于实现实时、在线、原位分析检测提供了有效手段。本项目致力于将SPME技术和流动注射（FI）与电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）联用，建立系列样品中重金属离子的分析方法。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种流动注射在线固相微萃取方法，在保留固相微萃取样品前处理方法原有优点的基础上，实现水样中金属离子的在线富集。

本发明所要解决的第二个技术问题是一种流动注射在线固相微萃取装置，通过该装置可以实现水样中金属离子的在线富集。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种流动注射在线固相微萃取方法，其特征在于采用下述流动注射在线固相微萃取装置进行，具体步骤为：在样品分析前，将六通阀置于萃取位，样品液在采样阀和蠕动泵的作用下通过六通阀进入管内固相微萃取柱，经萃取过的样品液再从样管道流入废液瓶内；萃取完成后，切换六通阀并启动洗脱位，洗脱液以一定的流速淋洗管内固相微萃取柱，然后将洗脱下来的目标组分输送入原子发射光谱仪进行下一步的检测分析。

作为改进，所述的样品液和洗脱液在整个萃取洗脱过程中处于连续流动的状态，所述样品液与洗脱液的体积为8~12mL，流速为0.1~0.5mL/min，样品液中金属离子（如钴离子）浓度为0.1~3.0μg/mL，萃取时间为20~40min，洗脱时间15~30min。

优选，所述体积为10mL，流速为0.3mL/min，金属离子浓度为1.0μg/mL，萃取时间为30min，洗脱时间20min。

最后，所述管内固相微萃取柱是由一次性注射器塑料管制成，管内采用原位聚合技术合成整体式环氧树脂基多孔聚合物作为萃取相。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种流动注射在线固相微萃取装置，其特征在于所述流动注射在线固相微萃取装置包括管内固相微萃取柱、六通阀、蠕动泵和采样阀，其中六通阀分别与样品液、洗脱液、管内固相微萃取柱、原子发射光谱仪进样口连接；蠕动泵为二个，一个设于采样阀和六通阀之间，另一个设于管内固相微萃取柱与废液瓶之间；通过六通阀，实现管内固相微萃取柱的进样萃取和洗脱过程的切换。

作为改进，所述管内固相微萃取柱是由一次性注射器塑料管制成，内径不大于0.5mm，长度不大于8cm，柱管内填充有整体柱材料作为萃取相。

作为优选，所述萃取相为多孔环氧树脂基聚合物，是采用原位聚合法合成于管内。

再改进，所述废液瓶为二个，一个用于收集进样萃取时的余液，另一个用于收集洗脱时的余液。

最后，所述六通阀上设有萃取位与洗脱位，当置于萃取位时，样品液与管内固相微萃取柱的管道相通，余液由一废液瓶收集；当置于洗脱位时，洗脱液与管内固相微萃取柱相通，并将目标组分输送到原子发射光谱仪进行检测，余液由另一废液瓶收集。