萃取法基本原理

利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來。萃取時如果各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大，則分離效率越高、如果在水提取液中的有效成分是親脂性的物質(zhì)，一般多用親脂性有機溶劑，如苯、氯仿或乙醚進(jìn)行兩相萃取，如果有效成分是偏于親水性的物質(zhì)，在親脂性溶劑中難溶解，就需要改用弱親脂性的溶劑，例如乙酸乙酯、丁醇等。還可以在氯仿、乙醚中加入適量乙醇或甲醇以增大其親水性。提取黃酮類成分時，多用乙酸乙脂和水的兩相萃取。

提取親水性強的皂甙則多選用正丁醇、異戊醇和水作兩相萃取。不過，一般有機溶劑親水性越大，與水作兩相萃取的效果就越不好，因為能使較多的親水性雜質(zhì)伴隨而出，對有效成分進(jìn)一步精制影響很大。

萃取法分離金屬離子作為現(xiàn)代冶金的主要手段，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，自上世紀(jì)50年代在銅濕法冶金中得到應(yīng)用，并且取得巨大成功以后，相繼在很多領(lǐng)域，比如鈷鎳冶金、稀土冶金、鎢鉬冶金、鉭鈮冶金、核工業(yè)冶金中得到大量應(yīng)用，并且得到了巨大的經(jīng)濟效益。

固相微萃取裝置由在微量進(jìn)樣器中插入一段涂有萃取相的石英纖維構(gòu)成，當(dāng)萃取達(dá)到平衡時，進(jìn)入萃取相的分析物的量為：

N=KfsV1CoV2/KfsV1+V2

其中：Co為萃取前分析物在樣品中的濃度；

Kfs為分析物在萃取相和試樣間的分配系數(shù)；

V1 為萃取相的體積；V2為樣品的體積

1.直接萃取

直接萃取方法中，涂有萃取固定相的石英纖維被直接插入到樣品基質(zhì)中，目標(biāo)組分直接從樣品基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。在實驗室操作過程中，常用攪拌方法來加速分析組分從樣品基質(zhì)中擴散到萃取固定相的邊緣。對于氣體樣品而言，氣體的自然對流已經(jīng)足以加速分析組分在兩相之間的平衡。但是對于水樣品來說，組分在水中的擴散速度要比氣體中低3-4個數(shù)量級，因此須要有效的混勻技術(shù)來實現(xiàn)樣品中組分的快速擴散。比較常用的混勻技術(shù)有：加快樣品流速、晃動萃取纖維頭或樣品容器、轉(zhuǎn)子攪拌及超聲。

這些混勻技術(shù)一方面加速組分在大體積樣品基質(zhì)中的擴散速度，另一方面減小了萃取固定相外壁形成的一層液膜保護(hù)鞘而導(dǎo)致的所謂“損耗區(qū)域”效應(yīng)。

2.頂空萃取

在頂空萃取模式中，萃取過程可以分為兩個步驟：

１、被分析組分從液相中先擴散穿透到氣相中；

２、被分析組分從氣相轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。這種改型可以避免萃取固定相受到某些樣品基質(zhì) （比如人體分泌物或尿液）中高分子物質(zhì)和不揮發(fā)性物質(zhì)的污染。在該萃取過程中，步驟2的萃取速度總體上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于步驟１的擴散速度，所以步驟１成為萃取的控制步驟。因此揮發(fā)性組分比半揮發(fā)性組分有著快得多的萃取速度。實際上對于揮發(fā)性組分而言，在相同的樣品混勻條件下，頂空萃取的平衡時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直接萃取平衡時間。

3.膜保護(hù)萃取

膜保護(hù)SPME的主要目的是為了在分析很臟的樣品時保護(hù)萃取固定相避免受到損傷，與頂空萃取SPME相比，該方法對難揮發(fā)性物質(zhì)組分的萃取富集更為有利。另外，由特殊材料制成的保護(hù)膜對萃取過程提供了一定的選擇性。