專利名稱：一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法及其系統(tǒng)，特別適用于分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、食品安全分析與檢測以及藥物化學(xué)與分析等。
背景技術(shù)：
隨社會的發(fā)展與科技的進(jìn)步，經(jīng)常會遇到這樣的一種技術(shù)或設(shè)備需 求，如何將液相中的揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)移到氣相中，且讓揮發(fā)性物質(zhì)在氣相中有足夠高的濃度，以便進(jìn)一歩對揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行提取或檢測。例如隨著環(huán)境污染的日益加重，天然水體中對人體有害的揮發(fā)性有機(jī)物的含量日益増加，如何能夠準(zhǔn)確、快速測定這些揮發(fā)性物質(zhì)的含量引起人們很大的關(guān)注。通常情況下，為了減小水體基質(zhì)(水、礦物質(zhì)等)對揮發(fā)性物質(zhì)檢測的干擾，采用鼓氣泡的辦法，將揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)移到氣相中，然后用光學(xué)或氣相色譜法對揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行檢測。但通常水體中揮發(fā)性物質(zhì)(如苯系物)的含量較低，無法直接進(jìn)行檢測，因此采用固體吸附劑(如活性碳)或液體吸收劑(如ニ硫化碳)來吸附(或吸收)揮發(fā)性物質(zhì)。然而現(xiàn)有固相或液相富集的方法存在實(shí)驗(yàn)耗時長、實(shí)驗(yàn)操作繁瑣且富集效率不高等缺點(diǎn)，限制了揮發(fā)性物質(zhì)的現(xiàn)場、快速提取與檢測。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有固相和液相富集方法存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法及其系統(tǒng)，該液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法采用ー種特定的工作氣體，能把液相中揮發(fā)性物質(zhì)萃取到以工作氣體主的氣相中，然后用ー種特定的工作液體通過化學(xué)反應(yīng)快速吸收工作氣體，使揮發(fā)性物質(zhì)所在的氣相體積迅速減小，從而實(shí)現(xiàn)對水相揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行快速、高效氣相萃取與富集，不僅適用于環(huán)境化學(xué)，而且適用于藥物化學(xué)、食品安全分析與檢測，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案是一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，由液氣萃取単元和氣相壓縮富集單元組成，所述液氣萃取單元包括開ロ朝下的氣液交換容器和設(shè)置于氣液交換容器內(nèi)的第一活塞，所述氣液交換容器的頂部連接有工作氣體進(jìn)氣管、廢氣廢液出口管以及液體樣品進(jìn)液管，所述氣相壓縮富集単元包括開ロ朝下的吸收容器和設(shè)置于吸收容器內(nèi)的第二活塞，所述吸收容器的頂部連接有工作液體進(jìn)液管、工作液體出液管以及氣體樣品出氣管，所述氣液交換容器的頂部經(jīng)氣體連接管與吸收容器的頂部相連接。進(jìn)ー步的，所述液體樣品進(jìn)液管的下端設(shè)置有微型霧化器。進(jìn)ー步的，所述工作氣體進(jìn)氣管上設(shè)置有進(jìn)氣閥，所述廢氣廢液出口管上設(shè)置有出ロ閥，所述液體樣品進(jìn)液管上設(shè)置有進(jìn)液閥。進(jìn)ー步的,所述工作液體進(jìn)液管上設(shè)置有進(jìn)液泵,所述工作液體出液管上設(shè)置有出液閥，所述氣體樣品出氣管上設(shè)置有出氣閥。進(jìn)ー步的，所述氣體連接管上設(shè)置有連接閥。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另ー技術(shù)方案是一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，按以下步驟進(jìn)行(I)提供ー種如上所述的液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)；(2)先通過工作氣體進(jìn)氣管將工作氣體通入氣液交換容器中，再通過液體樣品進(jìn)液管將含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的液體樣品噴入氣液交換容器中，使得工作氣體將液體樣品所含的目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)萃取到氣相中，而霧狀的液體樣品重新凝結(jié)回液態(tài)；(3)向上推動第一活塞，以將含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體通過氣體連接管推入吸收容器中，并通過廢氣廢液出口管排出廢氣和廢液；(4)在含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體進(jìn)入吸收容器之前，通過工作液體進(jìn)液管將工作液體導(dǎo)入吸收容器中，當(dāng)含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體進(jìn)入吸收容器吋，工作液體快速高效地吸收工作氣體使得氣相中所含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的濃度得到高倍富集；(5)向上推動第二活塞，以通過氣體樣品出氣管導(dǎo)出富集后的含揮發(fā)性物質(zhì)的氣體樣品，并通過工作液體出液管排出廢液。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)(I)富集效率高采用了特定的エ作氣體，不僅能有效地將目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)從液體轉(zhuǎn)入氣相，而且工作氣體能夠高效地被エ作液體吸收，產(chǎn)生氣相體積高倍減小，使氣相中目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)高效富集。(2)快速與常用的活性碳或ニ硫化碳等固體吸附或液體吸收法相比，本發(fā)明無需耗時長的吸附和脫附過 程，大小減少了實(shí)驗(yàn)時間和簡化實(shí)驗(yàn)操作，因此可進(jìn)行目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的快速、現(xiàn)場萃取、富集。(3)適用范圍廣只要采用適當(dāng)?shù)墓ぷ鳉怏w與工作液體，就可實(shí)現(xiàn)對各類揮發(fā)性物質(zhì)的萃取與富集。


圖I為本發(fā)明液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)的示意圖。圖中A-液氣萃取単元，B-氣相壓縮富集単元，I-氣液交換容器，2-第一活塞，3_工作氣體進(jìn)氣管，4-進(jìn)氣閥，5-廢氣廢液出口管，6-出口閥，7-液體樣品進(jìn)液管，8-進(jìn)液閥，9-氣體連接管，10-連接閥，11-微型霧化器，12-萃取后的液體樣品，13-吸收容器，14-第二活塞，15-工作液體，16-工作液體進(jìn)液管，17-進(jìn)液泵，18-工作液體出液管，19-出液閥，20-氣體樣品出氣管，21-出氣閥，22-含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體，23-工作氣體。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步的闡述。參考圖1，一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，由液氣萃取單兀A和氣相壓縮富集単元B組成，所述液氣萃取單元A包括開ロ朝下的氣液交換容器I和設(shè)置于氣液交換容器I內(nèi)的第一活塞2，所述氣液交換容器I的頂部連接有工作氣體進(jìn)氣管3、廢氣廢液出口管5以及液體樣品進(jìn)液管7，所述氣相壓縮富集単元B包括開ロ朝下的吸收容器13和設(shè)置于吸收容器13內(nèi)的第二活塞14，所述吸收容器13的頂部連接有工作液體進(jìn)液管16、工作液體出液管18以及氣體樣品出氣管20，所述氣液交換容器I的頂部經(jīng)氣體連接管9與吸收容器13的頂部相連接。其中，所述氣液交換容器I和吸收容器13均可以采用體積為50ml的平底玻璃管，所述第一活塞2和第二活塞14均可以采用玻璃活塞。為了便于控制，所述工作氣體進(jìn)氣管3上設(shè)置有進(jìn)氣閥4，所述廢氣廢液出口管5上設(shè)置有出ロ閥6，所述液體樣品進(jìn)液管7上設(shè)置有進(jìn)液閥8 ;所述工作液體進(jìn)液管16上設(shè)置有進(jìn)液泵17，所述工作液體出液管18上設(shè)置有出液閥19，所述氣體樣品出氣管20上設(shè)置有出氣閥21 ;所述氣體連接管9上設(shè)置有連接閥10。為了 將液體樣品霧化，所述液體樣品進(jìn)液管7的下端設(shè)置有微型霧化器11，使得霧化的液體樣品與工作氣體充分混合；該液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)在揮發(fā)性藥物提取、環(huán)境水體揮發(fā)性污染物的富集與監(jiān)測等方面具有良好的應(yīng)用前景。參考圖1，一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，按以下步驟進(jìn)行
(1)提供ー種如上所述的液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)；
(2)先通過工作氣體進(jìn)氣管3將工作氣體23通入氣液交換容器I中，一般采用特定的氣體作為工作氣體23 (該工作氣體23不溶于或難溶于目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)(如苯系物)所在的液相，但與目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)具有相似的極性，如CO2),再通過液體樣品進(jìn)液管7將含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的液體樣品噴入氣液交換容器I中，霧狀的液體樣品與工作氣體23充分混合，由于所選工作氣體23與揮發(fā)性物質(zhì)有比較相近的極性，使得工作氣體23將液體樣品所含的大部分目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)萃取到氣相中，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)由液相到氣相的高效相轉(zhuǎn)移，而霧狀的液體樣品重新凝結(jié)回液態(tài)；
(3)向上推動第一活塞2，以將含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體22通過氣體連接管9推入吸收容器13中，并通過廢氣廢液出ロ管5排出廢氣和廢液；
(4)在含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體22進(jìn)入吸收容器13之前，通過工作液體進(jìn)液管16將工作液體15導(dǎo)入吸收容器13中，一般采用特定的液體作為工作液體15 (該工作液體15能夠較快、有效地吸收工作氣體，但不吸收目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)，如NaOH溶液)，當(dāng)含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體進(jìn)入吸收容器13時，工作液體15通過化學(xué)反應(yīng)(如酸堿中和反應(yīng))快速高效地吸收工作氣體，實(shí)現(xiàn)氣相體積的大倍數(shù)壓縮，從而在短時間內(nèi)使得氣相中所含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的濃度得到高倍富集，而目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)重新進(jìn)入液相(工作液體)的量可以忽略；
(5)向上推動第二活塞14，以通過氣體樣品出氣管20導(dǎo)出富集后的含揮發(fā)性物質(zhì)的氣體樣品，并通過工作液體出液管18排出廢液。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，其特征在干由液氣萃取単元和氣相壓縮富集單元組成，所述液氣萃取單元包括開ロ朝下的氣液交換容器和設(shè)置于氣液交換容器內(nèi)的第一活塞，所述氣液交換容器的頂部連接有工作氣體進(jìn)氣管、廢氣廢液出口管以及液體樣品進(jìn)液管，所述氣相壓縮富集単元包括開ロ朝下的吸收容器和設(shè)置于吸收容器內(nèi)的第二活塞，所述吸收容器的頂部連接有工作液體進(jìn)液管、工作液體出液管以及氣體樣品出氣管，所述氣液交換容器的頂部經(jīng)氣體連接管與吸收容器的頂部相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，其特征在于所述液體樣品進(jìn)液管的下端設(shè)置有微型霧化器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，其特征在于所述工作氣體進(jìn)氣管上設(shè)置有進(jìn)氣閥，所述廢氣廢液出口管上設(shè)置有出口閥，所述液體樣品進(jìn)液管上設(shè)置有進(jìn)液閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，其特征在于所述工作液體進(jìn)液管上設(shè)置有進(jìn)液泵，所述工作液體出液管上設(shè)置有出液閥，所述氣體樣品出氣管上設(shè)置有出氣閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)，其特征在于所述氣體連接管上設(shè)置有連接閥。
6.一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行 (1)提供一種如權(quán)利要求I所述的液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集系統(tǒng)； (2)先通過工作氣體進(jìn)氣管將工作氣體通入氣液交換容器中，再通過液體樣品進(jìn)液管將含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的液體樣品噴入氣液交換容器中，使得工作氣體將液體樣品所含的目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)萃取到氣相中，而霧狀的液體樣品重新凝結(jié)回液態(tài)； (3)向上推動第一活塞，以將含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體通過氣體連接管推入吸收容器中，并通過廢氣廢液出口管排出廢氣和廢液； (4)在含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體進(jìn)入吸收容器之前，通過工作液體進(jìn)液管將工作液體導(dǎo)入吸收容器中，當(dāng)含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體進(jìn)入吸收容器時，工作液體快速高效地吸收工作氣體使得氣相中所含目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的濃度得到高倍富集； (5)向上推動第二活塞，以通過氣體樣品出氣管導(dǎo)出富集后的含揮發(fā)性物質(zhì)的氣體樣品，并通過工作液體出液管排出廢液。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，其特征在于所述液體樣品進(jìn)液管的下端設(shè)置有將液體樣品霧化的微型霧化器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，其特征在于所述工作氣體進(jìn)氣管上設(shè)置有進(jìn)氣閥，所述廢氣廢液出口管上設(shè)置有出口閥，所述液體樣品進(jìn)液管上設(shè)置有進(jìn)液閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，其特征在于所述工作液體進(jìn)液管上設(shè)置有進(jìn)液泵，所述工作液體出液管上設(shè)置有出液閥，所述氣體樣品出氣管上設(shè)置有出氣閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法，其特征在于所述氣體連接管上設(shè)置有連接閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液相揮發(fā)性物質(zhì)的氣相萃取與富集方法及其系統(tǒng)，包括液氣萃取單元與氣相壓縮富集單元，該液氣萃取單元采用特定的氣體作為工作氣體將目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)從其所在的液相萃取到氣相，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)液氣相轉(zhuǎn)移；該氣相壓縮富集單元采用特定的工作液體吸收工作氣體，使萃取有目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)的工作氣體體積顯著減小，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)揮發(fā)性物質(zhì)氣相壓縮富集。本發(fā)明在揮發(fā)性藥物提取、環(huán)境水體揮發(fā)性污染物的富集與監(jiān)測等方面具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號B01D11/00GK102847339SQ20121032851
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者池毓務(wù), 周晨, 張?jiān)? 陳國南 申請人:福州大學(xué)