黃媛

福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，國家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（福州 350001）

隨著生活水平的提高，人們對(duì)健康愈發(fā)重視，同時(shí)伴隨著檢測領(lǐng)域的迅速發(fā)展，食品行業(yè)暴露出越來越多的問題，如非法添加劑、農(nóng)獸藥殘留、重金屬超標(biāo)等，引起人們對(duì)食品安全的廣泛關(guān)注。食品在采集、生產(chǎn)、運(yùn)輸、加工及存儲(chǔ)的過程當(dāng)中都有可能引入污染，長期服用受到污染的食品會(huì)對(duì)人體造成不同程度的危害?；谑称窐悠坊|(zhì)十分復(fù)雜，可能會(huì)給一些微量甚至是痕量級(jí)別污染物的檢測帶來困難，開發(fā)適當(dāng)?shù)那疤幚矸椒ㄒ垣@得更好的凈化及富集效果成為眾多學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的前處理方式，如索式提取法、蒸餾法、液液萃取、固相萃取，已得到成熟的發(fā)展及應(yīng)用，但由于其大多操作復(fù)雜、消耗溶劑多、成本高，不符合當(dāng)今世界綠色發(fā)展的需求，且其發(fā)展水平難以與現(xiàn)代分析儀器相匹配。20世紀(jì)90年代，相繼出現(xiàn)固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）[1]和液相微萃取技術(shù)（liquid phase microextraction，LPME）[2]。固相微萃取技術(shù)在某種意義上實(shí)現(xiàn)無溶劑提取，主要被用于聯(lián)合氣相色譜分析具有揮發(fā)性的物質(zhì)，但就分析儀器而言，大多是依靠液體進(jìn)樣，在萃取完成后還需進(jìn)行解析復(fù)溶，且其使用的萃取頭及涂層容易產(chǎn)生交叉污染，壽命短，價(jià)格昂貴[3]，這些都在一定程度上限制了該技術(shù)的發(fā)展。液相微萃取技術(shù)是在液液萃取的基礎(chǔ)上提出來的，原理是基于目標(biāo)化合物在微小體積的萃取劑與樣品溶液之間的分配平衡，從而實(shí)現(xiàn)提取、分離、凈化及富集。由于萃取劑體積一般在幾微升至幾十微升之間，大幅降低了試劑使用量，同時(shí)可在富集效果上達(dá)到卓越的水平，在痕量物質(zhì)檢測領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢[4]。作為是一種便捷、高效、環(huán)境友好的新型樣品前處理技術(shù)，液相微萃取在醫(yī)藥[5]、環(huán)境[6]、農(nóng)業(yè)[7]、食品[8]等各領(lǐng)域得到應(yīng)用和研究?；谛滦鸵合噍腿〖夹g(shù)發(fā)展歷程及發(fā)展模式，重點(diǎn)綜述其食品行業(yè)的應(yīng)用情況，以期為學(xué)者后續(xù)的研究提供參考。

1 單滴液相微萃取

1996年，由Jeannot等[2]提出單滴液相微萃?。╯ingle-drop microextraction，SDME），該方法是利用微量注射器將有機(jī)溶劑液滴懸浮于樣品頂空（或插入樣品中），待萃取達(dá)到平衡后抽回液滴注入分析儀器。SDME分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種模式，在動(dòng)態(tài)模式下，使用注射器反復(fù)抽動(dòng)液滴，以期達(dá)到更佳的富集效果[9]。該方法將固相微萃取中的萃取頭用溶劑代替，可根據(jù)目標(biāo)化合物的不同，選擇不同的有機(jī)溶劑作為萃取劑，因此在降低萃取成本的同時(shí)，拓展了微萃取技術(shù)的應(yīng)用范圍。Ma等[10]建立輔助頂空單滴微萃取聯(lián)和氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）技術(shù)以分析葡萄酒中氨基甲酸乙酯的新方法，對(duì)萃取參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，確定萃取劑種類及品基質(zhì)改進(jìn)劑使用量、萃取時(shí)間、溫度等條件，并采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，有效避免了由萃取劑損失可能帶來的誤差。結(jié)果表明，該方法可行，可獲得較好的精密度及靈敏度。

在SDME中，即使使用的有機(jī)溶劑體積很小，但仍然具有潛在毒性，有些甚至有致癌的風(fēng)險(xiǎn)，因此，近幾年，除了探索新的萃取模式外，眾多學(xué)者也將研究方向轉(zhuǎn)移到新型溶劑的開發(fā)和使用上。Nunes等[11]采用離子液體作為直接浸入單滴微萃取的萃取劑，聯(lián)合石墨爐原子吸收光譜法成功測定海鮮中的錳，獲得良好的回收率。Abolghasemi等[12]引入低共熔溶劑的使用，建立頂空單滴液相微萃取-氣相色譜法測定蔬菜和果汁中的7種殺菌劑，通過與其他報(bào)道的前處理方法進(jìn)行比較，試驗(yàn)表明該方法能獲得更高的靈敏度及更寬泛的線性范圍，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于6.2%，結(jié)果令人滿意。低共熔溶劑與離子液體具有相似的物理性質(zhì)，體現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電性，且不易揮發(fā)，在微萃取領(lǐng)域用于替代傳統(tǒng)有機(jī)試劑的使用，被嘗試用于各自萃取模式，具有廣闊的應(yīng)用前景[13-15]。

SDME操作簡單，但存在一些明顯缺陷，如：液滴表面積有限，富集效果不夠理想；萃取時(shí)間和溫度控制要求嚴(yán)格，否則可能會(huì)造成萃取液滴的損失（揮發(fā)或者滴落）；對(duì)于乳化狀態(tài)或者含有顆粒的樣品基質(zhì)，萃取效果不佳等。

2 中空纖維液相微萃取

1999年，Pedersen等[16]開發(fā)中空纖維的液相微萃?。╤ollow-fiber liquid-phase microextraction，HFLPME），改善SDME萃取液滴的不穩(wěn)定性，該方法將萃取劑注入中空纖維內(nèi)腔中，在萃取過程中液滴的完整性得到有效保護(hù)，在方法選擇性和精密度上均有了較大提升，因此備受研究人員關(guān)注[17]。中空纖維種類繁多，常用的是聚丙烯和偏氟乙烯2種材質(zhì)，并且可以通過直徑、壁厚、孔隙等的選擇達(dá)到不同萃取需求。由于材質(zhì)的特殊性，中空纖維可以很好地將大分子物質(zhì)及其他雜質(zhì)阻擋在樣品溶液中，具有較高的凈化能力。同時(shí)，中空纖維價(jià)格便宜，多為一次性使用，有效避免了交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

HF-LPME根據(jù)萃取模式的不同，可以分為兩相萃取和三相萃取。在兩相萃取中，中空纖維膜壁孔及內(nèi)腔中都充滿有機(jī)試劑，由有機(jī)試劑對(duì)樣品水溶液中的目標(biāo)化合物完成萃取和富集，比較適用于疏水性強(qiáng)的物質(zhì)；在三相萃取中，有機(jī)試劑只存在于中空纖維膜壁孔內(nèi)，內(nèi)腔則是水相，目標(biāo)化合物從樣品水溶液（供相）中萃取至孔壁上的有機(jī)相，被反萃取進(jìn)入內(nèi)腔的水相（接收相），這一過程是通過對(duì)供相和接收相pH的控制來實(shí)現(xiàn)，一般適用于具有酸性或者堿性的物質(zhì)。

周小清等[18]利用三相中空纖維液相微萃取結(jié)合高效液相色譜測定豬尿及牛奶中的鹽酸克倫特羅，獲得良好結(jié)果，方法以含0.1 mol/L NaOH的樣品溶液（pH約12.5）為供相，以0.1 mol/L HCl的水溶液作為接收相，以甲苯為萃取劑，在優(yōu)化條件下，目標(biāo)化合物的紫外響應(yīng)提高2個(gè)數(shù)量級(jí)；克倫特羅在豬尿和牛奶中的加標(biāo)回收率分別為為87%～102.4%和80.6%～94.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.0%～9.8%之間，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，適用于尿樣及牛奶等中痕量鹽酸克倫特羅的定量分析。木尼熱·阿布都艾尼等[19]利用同樣的方法結(jié)合薄層色譜分離，同步熒光光譜法測定醬油中色胺含量，并通過單因素條件控制確定最佳萃取條件，在0.32～50 mg/L的濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，方法準(zhǔn)確可靠，操作簡單，易于在日常檢測中推廣。Feizy等[20]合成一種氧化石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮復(fù)合材料，對(duì)黃曲霉毒素具有特異性吸附作用，用1-辛醇溶解后填充于聚丙烯中空纖維內(nèi)腔中，作為萃取劑，建立增強(qiáng)型中空纖維液相微萃取-高效液相色譜（HPLC）法測定食品黃曲霉毒素B1、B2、G1和G2的含量，實(shí)際樣品加標(biāo)回收結(jié)果令人滿意，同時(shí)也為HF-LPME技術(shù)發(fā)展提供新思路。

但研究發(fā)現(xiàn)，HF-LPME在操作中也存在一些問題，如：在溶劑攪拌過程中，中空纖維壁上容易產(chǎn)生起泡，影響傳質(zhì)；萃取劑被包裹在中空纖維膜內(nèi)，與樣品溶液接觸不充分，導(dǎo)致萃取不完全；不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，手動(dòng)操作較多，易對(duì)方法穩(wěn)定性及重復(fù)性產(chǎn)生不利等。

3 分散液液微萃取

2006年，Rezaee等[21]首次提出分散液液微萃?。╠ispersive liquid-liquid microextraction，DLLME），近幾年發(fā)展較為迅速。傳統(tǒng)的分散液液微萃取采用氯化有機(jī)化合物等重溶劑作為萃取劑，在分散劑的作用下，與樣品溶液形成乳濁體系，相對(duì)于HF-LPME而言，增大萃取劑與目標(biāo)化合物的接觸面積，從而快速地完成萃取，經(jīng)過離心分離出萃取相，即可上機(jī)測試[22]。

Altunay等[23]建立基于糖基修飾的低共熔溶劑分散液液微萃取技術(shù)，并通過分光度計(jì)測定葡萄酒、茶葉、芹菜、番茄等樣品基質(zhì)中的槲皮素，在最佳萃取條件下，富集因子可達(dá)120倍，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為低于2.3%，回收率在95%～103%之間，可用于實(shí)際食品樣本中槲皮素的分析。Farajzadeh等[24]開發(fā)一種簡單、有效的新方法，將基于分散液-液微萃取獲得的沉淀有機(jī)相的蒸發(fā)，而后用于果汁樣品中噴康唑、毒死蜱、阿米替林、氯地那福丙炔、烯唑醇、噁二嗪和甲氰菊酯等殺蟲劑殘留的富集，目標(biāo)分析物通過氣相色譜-火焰離子化檢測進(jìn)行分析。該方法以1,2-二溴乙烷為萃取劑，異丙醇作為分散劑，混合后注入含有目標(biāo)化合物的水相進(jìn)行萃取，萃取完成后離心，取沉淀相于蒸發(fā)容器中蒸至2 μL后測定。結(jié)果顯示，方法取得良好的回收率，且富集因子最高可達(dá)2 246倍，被成功應(yīng)用在果汁中7種殺蟲劑的分析。利健文等[25]借助超聲輔助離子液體分散液相微萃取-石墨爐原子吸收光譜（GFAAS）法測定食品中鉛鎘，方法以離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽為萃取劑，二乙基二硫代磷酸銨為配位劑，在超聲輔助的作用下加速傳質(zhì)，提高鉛鎘配合物的萃取率。方法簡單、高效，在面粉、大米、小麥等樣品中檢出微量的鉛、鎘。

2008年，Leong等[26]建立懸浮固化有機(jī)液滴液相微萃?。╯oliddified floating organic-dispersive liquid-liquid microextraction，DLLME-SFO），也稱為漂浮有機(jī)液滴凝固液相微萃取，是DLLME中一個(gè)重要分支。該方法使用的是密度比水小、熔點(diǎn)接近室溫的有機(jī)試劑作為萃取劑，完成萃取后經(jīng)過冰浴使萃取劑凝固從而達(dá)到相分離。Li等[27]利用動(dòng)態(tài)微波輔助萃取和基于懸浮液滴凝固的液相微萃取技術(shù)分析大米、玉米和小米等谷物中8種有機(jī)氯農(nóng)藥，采用正十六烷作為萃取劑，萃取完成后直接注入氣相色譜進(jìn)行測定，無需進(jìn)一步的過濾和清潔。方法簡便、經(jīng)濟(jì)、快速，可同時(shí)對(duì)12個(gè)樣品進(jìn)行萃取，成功對(duì)6類谷物中有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行分析。Huang等[28]也建立懸浮固化有機(jī)液滴液相微萃取，成功分析谷物中的3種strobilurin類殺菌劑。

分散液液微萃取近幾年發(fā)展快速，研究人員將其與多種萃取技術(shù)聯(lián)用，出現(xiàn)超聲輔助、渦旋輔助及微波輔助等不同類型的分散液液微萃取，在萃取效率上不斷提升。同時(shí)，基于對(duì)表面活性劑、超臨界流體、磁性離子液體、可切換溶劑等技術(shù)的研究和引入，通過優(yōu)勢結(jié)合，能極大豐富微萃取模式及其應(yīng)用領(lǐng)域。

4 結(jié)語和展望

液相微萃取技術(shù)問世以來，根據(jù)不同需求衍生出多種的萃取模式，并朝著綠色、經(jīng)濟(jì)、自動(dòng)化的方向發(fā)展。國內(nèi)關(guān)于液相微萃取技術(shù)應(yīng)用于食品中復(fù)雜樣品基質(zhì)的研究仍相對(duì)較少，大多數(shù)集中于飲料、果汁、牛奶等液態(tài)樣本，主要是由于液相微萃取的萃取供相為水，對(duì)于固態(tài)樣本則需要進(jìn)行預(yù)處理，尋求科學(xué)可行的結(jié)合模式，對(duì)二者進(jìn)行有機(jī)聯(lián)合，是促進(jìn)液相微萃取發(fā)展的主要突破點(diǎn)。同時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的自動(dòng)化萃取，以及儀器的自動(dòng)化分析，這也是當(dāng)前面臨的一個(gè)研究難點(diǎn)，關(guān)于萃取裝置的探索仍然有很大發(fā)展空間?？偟膩碚f，液相微萃取技術(shù)還處在不斷發(fā)展和完善中，但作為新型樣品前處理技術(shù)依然顯示出較大潛力，對(duì)于食品檢測尤其是食品中痕量污染物的分析具有重要意義。