此类萃取吸附剂通过化学反应在各种基体上键合针对特定一种或几种金属离子的螯合基团，因而其选择性大大增强，该螯合基团与金属离子之间的作用主要是强的配位作用，所以，该类吸附剂对分析对象的萃取富集能力强，能从极低浓度的水溶液中萃取富集特定的金属离子。因此该类固相萃取近年研究较多，并与各种检测手段特别是各种光谱法结合，取得了良好的效果。

作为金属离子固相萃取的理想吸附剂，应该满足高选择性、大吸附容量、高机械强度、快的交换动力学过程等条件。这类吸附剂的性质主要由基体材料和吸附剂上的官能团的性质所决定。合成这类吸附剂的主要途径有两种：一种是首先合成含有螯合基团单体，然后再经聚合反应合成而得，用这种方法制得的吸附剂螯合基团在高分子链上分布均匀，螯合基团数量大，所以其吸附容量大、吸附能力强，然而其制备步骤繁多，在一般分析实验室不易实现；另一种合成方法是利用现有的合成或天然高聚物为原料，通过反应直接在高聚物的表面引入螯合基团，这种方法的优点是合成原料易得，引入的螯合基团可以灵活多样，合成反应在一般分析实验室就可完成，因而深受分析工作者欢迎，但该方法合成的吸附剂的吸附容量较低。目前螯合型固相萃取吸附剂的基体材料大多是合成有机高聚物、硅胶、天然纤维素、甲壳素等，其中以前两种居多。而对吸附萃取的选择性起主要作用的螯合基团则有8-羟基喹啉基团、亚氨基二乙基基团、二硫代氨基甲酸基团、氧肟酸基团等。下面对其作进一步介绍。螯合型金属离子固相萃取吸附剂与金属离子的作用机理主要是它们之间的螯合反应，而吸附后金属离子的洗脱的方法主要有三种：一是使用合适强度的酸溶液使螯合物分解，从而将金属离子释放出来，即将被吸附金属离子洗脱下来；二是使用配位能力更强的其他配位剂，这样可将被吸附的金属离子置换出来；三是使用酸与配位剂相结合的混合洗脱剂进行洗脱。

螯合型金属离子固相萃取吸附剂的最大特点是萃取能力强，可以按照不同的分析对象设计合成特定的萃取剂，因而萃取具有很好的选择性。但该类吸附剂制取麻烦，缺乏通用性，商品吸附剂种类不多，常常需要自行合成，故此类吸附剂在实际中的应用受到很大的限制。

(一)8-羟基喹啉螯合固相萃取吸附剂

8-羟基喹啉有两个配位原子，分别是氧和氮，它们与金属离子发生配位反应后能形成稳定的五元环结构，所以8-羟基喹啉是一种性能良好的广谱螯合剂，对绝大多数金属离子具有好的螯合性，能与50多种金属离子形成稳定的螯合物，其对金属离子发生螯合反应的选择性主要是通过控制溶液的酸度来实现的。作为一种反应对象较多的螯合剂，其用途主要是从含有较大量碱金属、碱土金属等基体的溶液中分离富集微量的重金属；如果较为准确地控制溶液的pH值，也可实现微量重金属离子的组分离。如果将8-羟基喹啉通过化学反应键合于合适的固相基体上，必定会产生一种性能优越的固相萃取吸附剂，从而方便地以固相萃取的手段来对一些重金属离子进行分离富集。近年来人们在这方面开展了好多研究工作，并将其应用于许多金属离子的分离富集，取得了良好的结果。在这些研究中，研究最多的基体材料是硅胶和有机高聚物，并且富集分离方式以在线联用方式最多。

1. 8-羟基喹啉键合硅胶固相萃取吸附剂

商品的色谱用硅胶原料易得，品种较多，机械强度好，有利于进行柱分离操作，因此化学改性硅胶的合成及其固相萃取的应用研究也最为广泛。例如Halicz等将8-羟基喹啉键合于直径为80～100um的硅胶表面，用25mg该吸附剂填充一固相萃取微柱，并与ICP-MS系统在线联用，在pH值9.0时对高盐分卤水中14种稀土金属离子进行萃取富集，并与基体盐分相分离，然后再用适量的2mol·L-1 HCl+0.8 mol·L-1 HNO₃混合酸溶液洗脱分析物，将该溶液通入ICP-MS实现在线分析测定，该方法在10min左右即能实现对这些离子的分离富集及测定，对14种稀土金属离子的检测限在0.06～0.6ng·L-1之间。Lofthouse等将8-羟基喹啉键合在位于毛细管末端的具有微孔结构的硅酸盐玻璃筛板上，构成内径0.5mm，长5mm的微柱分离富集系统，并与ICP-MS相连。由于微柱构型的死体积很小，因而使该在线分离富集一测定系统的分析速度大大加快，可在2～3min内完成一次测定过程，另外该系统还具有很强的基体消除能力和富集能力。Beauchemin等将大约80mg,粒径为37～75um的8-羟基喹啉键合硅胶填充于内径3.0mm，长45mm的短柱内，并将该短柱与ICP-MS连接起来，构成固相萃取-ICP-MS分析系统，用此系统对标准河水样品中的Co、Ni、Cu、Pb、U及标准海水样品中的Mn、Mo、Cd、U等元素进行了分析测定，结果表明，与离线方式比较，该在线联用系统具有所需样品量少(由500mL减少为10mL)、分析时间短(由8h减少为45min)等优点，另外该系统的测定值与样品的标准值也能很好地符合。Azeredo等以8-羟基喹啉键合硅胶填充微柱与石墨炉原子吸收在线联用，分离富集并测定了海水样品中的微量金属元素如Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn等，该系统成功地消除了海水中大量盐分对测定的干扰，对以上分析对象的绝对检测限在0.3×10.2pg之间。以上几例只是8-羟基喹啉键合硅胶固相萃取吸附剂众多应用中的一小部分，其他应用在此不再一一赘述，读者可参阅有关文献。

2. 8-羟基喳琳键合有机聚合物固相萃取吸附剂

与硅胶类吸附剂相比，有机聚合物的一个最大特点是在整个酸度范围内能保持稳定的结构，另外有机聚合物种类比硅胶更多，形态也更为多样，因此近年对有机聚合物的8-羟基喹啉键合修饰固相萃取研究较多，涉及金属元素很多，并与各种检测手段相结合，取得了很好的分离富集效果，并较快地获得了满意的分析结果。如Orians等将8-羟基喹啉键合在离子交换树脂上制得螯合树脂，用该树脂填充柱对海水中的微量Ga、In、Ti元素进行固相萃取分离富集，既提高了测定灵敏度，又有效消除了海水盐分的基体效应，最后进行ICP-MS测定，取得了满意的结果，对上述三元素的检测限分别为0.02ng·L^-1、0.01ng·L^-1、0.2ng·L^-1。张秀尧等通过化学反应制得键合有8-羟基喹啉-5-磺酸的Amberlite XAD-4树脂，并将其填充柱与火焰原子吸收组成在线分析系统，用该系统对标准水样中的Pb元素含量进行了测定，该系统的应用改善了分析的灵敏度和抗干扰性，对Pb测定的检测限达到了1ug·L^-1。温蓓等将8-羟基喹啉键合到聚丙烯腈空心纤维表面，将0.3g此纤维填充于内径0.5mm、长60mm的玻璃微柱内，用此微柱对海水中的15种微量稀土元素和Be、Co、Cu、Ag、Cd、In、Pb、Bi等元素进行了富集和基体分离，并用ICP-MS测定其含量，结果表明该富集分离系统的富集倍数可达300倍，对上述元素的检测限在0.24～50.2ng·L^-1之间。其他此类金属离子固相萃取吸附剂的应用还有许多。

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文章来源：《环境样品前处理技术》

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