支载液体膜(Supported Liquid :Membrane, SLM)萃取，最初是一种用于工业生产和废水处理的技术。瑞典的Audunsson最早将SLM用于分析化学的样品的分离富集。他首先将SLM用于胺类物质的富集，并对其基本原理及各种影响因素进行了讨论。SLM选择性高、获得的萃取物中干扰物质少(萃取后样品不需净化)、操作简单并且可获得高的富集倍数。另外，它可以方便地与分析仪器联用，实现自动化。文献对支载液体膜萃取的基本原理、影响参数以及装置进行了阐述。目前，该方法已广泛用于萃取环境样品中的农药、氨基酸、金属离子以及生物样品中的药物等。

一、支载液体膜萃取的原理

SLM为一二相系统，即在两水相之间夹一有机相，有机相固着于多孔的憎水性膜上。SLM技术可以看作是萃取和反萃取两过程的结合。在进行SLM萃取前，首先要将聚四氟乙烯(PTFE)膜浸泡在水溶性低的有机溶剂中(约15min)，萃取时两水相分别从膜两侧的萃取槽通过(一般同向)，这样就形成了水相-有机相-水相三相系统。图4-1为以萃取碱性化合物(胺)为例的SLM萃取原理示意图。首先，加入碱调节样品溶液的pH值使胺不能电离，即以中性分子的形式存在。样品(称为“给体”，Donor)由泵引入萃取系统．经过支载膜时未电离的胺分子(B)首先被萃取进入附着在PTFE膜微孔中的有机相中，膜另一侧的“受体(Acceptor)”中充满酸性缓冲溶液(静止)，进入液膜的胺中性分子在膜与受体界面上发生电离．随后扩散进入受体溶液，电离后的萃取物不能再重新进入给体即样品溶液中。整个萃取过程的动力来自于离子态及非离子态的分析物在水相厂有机相中分配系数之间的差距，结果相当于胺分子从样品中转移到了受体溶液中。在受体中，几乎所有分析物都是以离子的形式存在，因此自由胺的浓度梯度(从而传质速率)不会受到受体中胺总浓度的影响，因此当连续不断的样品流入给体槽时就可获得高达几百倍或几千倍的富集倍数。

图1-1 SLVI萃取原理示意图
B-碱性物质：N-中性物质；A-酸性物质

很明显．在萃取过程中酸性化合物(HA)在碱性给体中会发生电离，因此会完全被膜排斥在外(只有中性分子才可以通过有机液膜)，不能进入受体，这同样适用于始终带有电荷的化合物。中性分子(N)也能够被萃取，但最终在膜的两侧达到平衡，因此不能够在受体中富集。大分子物质如蛋白质也会在给体中发生电离，不能进入另一相，而且由于未电离大分子在膜中的低分散系数。故其萃取效率很低。

总之，在上述条件下，SLM萃取系统对于小分子碱性化合物具有很高的选择性。通过改变受体、有机液膜的种类以及其他条件，即可对其他类型的物质进行荃取。对于酸性物质，可以通过改变给体和受体的pH值，用与萃取胺相同的方法进行萃取。另外，在受体中加入离子对试剂或螯合试剂，SLM系统可以用来萃取始终带有电荷的化合物以及金属离子等。

二、支载液体膜萃取装置

目前，应用较多的SLM萃取装置主要有萃取体积较小的直线形、体积较大的螺旋线形以及微量的中空纤维膜型萃取装置。图4-2(a)为一直线形SLM萃取装置。图4-2(b)则为螺旋形装置。两者均是将一憎水性微孔膜夹在两片惰性材料(如聚四氟乙烯，PTFE)之问，与膜接触部分刻有沟槽，分别称为给体槽(Donor)和受体槽(Acceptor)，两槽在固定时能够互相吻合，萃取即在两槽之间进行。微孔膜通常为PTFE膜,为增加机械强度，常在其反面增加一层支撑物(如聚乙烯)，有机溶剂渗入PTFE膜的微孔中形成液膜。由于聚四氟乙烯块机械强度低，容易变形，因此在每个聚四氟乙烯块两侧分别用铝合金块支撑，装置通常由6～10个螺栓(不锈钢)固定。在每一个聚四氟乙烯块上沟槽的两端起始位置有小孔可以连接流路系统中的管路，用于将给体及受体溶液引出。目前应用的萃取槽体积在10～1000uL之间。由于这两种基于平面膜的装置安装麻烦，目前应用较多的是中空纤维SLM装置。这一形式最早由Pedersen-Sjergaard等提出。该方法是将浸有有机溶剂的U形中空纤维固定好后，用微量进样器将一定体积的接受相从一端注入，萃取结束后，再将接受相从另一端吸出进入仪器分析测定。由于接受相的注入和吸出操作很麻烦，而且难于实现自动化，Lee等于2001年提出了直线形中空纤维液相微萃取形式。这种萃取装置只用一根微量进样器注入和吸出接收相。另一端热封或直接敞口接触样品，这样不仅简化了操作过程，而且易于实现自动化。Liu等发展了基于中空纤维SLM的被动采样装置，如图4-2(c)所示，该装置将液膜支载在中空纤维膜壁的微孔中，受体注入中空纤维膜内腔，再将纤维两端封口后置于样品中萃取富集目标物。

图1-2 SLM萃取装置

文章来源：《环境样品前处理技术》

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