一种用于超微量样品的液-液微萃取方法技术

本发明专利技术公开了一种用于超微量样品的液‑液微萃取方法。步骤如下：S1：利用探针取萃取溶剂；S2：将带有萃取溶剂的探针尖端逐渐靠近样品液滴，使萃取溶剂以液滴形式挂载于探针尖端，且萃取溶剂液滴与样品液滴接触形成传质交换界面，使样品液滴中的待萃取组分通过所述传质交换界面被萃取至萃取溶剂液滴中；萃取过程中保持探针尖端始终接触萃取溶剂液滴；S3：待充分传质后，利用探针回收萃取溶剂液滴；S4：对萃取溶剂液滴进行进一步清洗，去除残留样品。本发明专利技术具有装置简单、体系微量、操作快速、灵活度高等优点。本发明专利技术适用于超微量的化学和生物分析、单细胞和细胞器分析等复杂基质的样品前处理分析，以及单细胞多组学等前处理过程。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超微量样品的液-液微萃取方法
本专利技术涉及的领域为液相微萃取和微流控液-液萃取领域，特别涉及一种用于超微量样品的液-液微萃取方法。
技术介绍
与传统的液-液萃取(LLE)技术相比，液相微萃取(LPME)技术具有一些明显的优势，包括较低的试剂消耗，较高的预浓缩能力和较短的萃取时间。目前，LPME技术已经发展了多种实施方法，具体可以分为三大类：单滴微萃取(SDME)，中空纤维液相微萃取(HF-LPME)和分散液-液微萃取(DLLME)。在SDME方法中，与水不混溶的有机液滴悬浮在微量注射器的尖端，并直接浸没在样品溶液中或暴露在样品溶液上方的空气中。萃取后，将有机液滴吸回微量注射器中进行分析。在HF-LPME方法中，聚合物中空纤维用作萃取相的载体以保护萃取剂。通过毛细作用力将有机溶剂固定并保持在多孔疏水性中空纤维的孔中，并利用微量注射器把接受相引入中空纤维的内腔中。DLLME方法通过使用与水相和有机相完全混溶的分散剂溶剂在样品中形成有机萃取溶剂的微小液滴来实现样品和萃取相的充分接触，使得目标分析物可以得到快速和有效萃取。同时，微流控芯片技术的出现为LLE微型化提供了一个理想的工具，它可以显著减少溶剂消耗，提高萃取速度。到目前为止，已经开发出各种不同的基于微流控的LLE方法。文献报道了一系列基于微流控芯片的LLE系统，该系统在微通道中形成两相或多相层流。基于分子扩散，分析物从水相层流通过水/有机界面转移到有机相层流中。此外，研究人员开发了各种基于膜的LLE微流控芯片系统，其中多孔膜用于分离样品溶液和萃取相。在上述微萃取方法中，试剂的体积通常在几微升至几十微升的范围内，并且样品的体积通常在微升甚至毫升的范围内。因此，这些微萃取方法可能在纳升级系统的测定中受到限制，例如液滴微流控体系。液滴微流控近年来引起了很多关注，因为其能够在不显著稀释和蒸发样品的情况下进行大量单独的微量反应和分析。到目前为止，液滴微流控已成功应用于药物开发，药物筛选，单细胞分析等方面的研究。然而，目前大多数液滴微流控的分析方法依赖于显微成像和荧光技术。这些分析技术通常需要对分析物进行荧光标记，并且难以检测具有复杂组分的液滴。与其他检测技术相比，MS对于具有复杂组分的液滴系统更具吸引力，因为它灵敏度高，可实现无标记检测和多种分析物的同时检测。在MS分析之前，样品制备是分析复杂样品的关键步骤，以便提取和浓缩复杂基质中的目标分析物。然而，迄今为止，几乎没有关于在纳升级范围内进行液滴-液滴微萃取的报道。此外，实现溶剂液滴和样品液滴之间的微萃取仍然是一个主要的挑战，因为两者均为纳升级的体积，从而在微萃取过程对液体操纵能力提出了很高的要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于超微量样品的液-液微萃取方法。该方法中，萃取溶剂液滴和样品液滴的体积均降至nL级，仅为传统液-液萃取体系的十万分之一。根据萃取溶剂的不同溶解性质，我们提出了两种微萃取模式：液滴并列式液-液微萃取和液滴包裹式液-液微萃取。本专利技术具有装置简单、体系微量、操作快速，灵活度高等优点。本专利技术适用于超微量的化学和生物分析、单细胞和细胞器分析等复杂基质的样品前处理分析，以及单细胞多组学等前处理过程。本专利技术具体采用的技术方案如下：一种用于超微量样品的液-液微萃取方法，其包括如下步骤：S1：利用探针取萃取溶剂，所述探针上具有一个能挂载萃取溶剂液滴的探针尖端；将待萃取的样品液滴预先置于防蒸发空间中，且保持单颗液珠形态；所述萃取溶剂与所述样品液滴不易溶；S2：将带有萃取溶剂的探针尖端逐渐靠近样品液滴，使萃取溶剂以液滴形式挂载于探针尖端，且萃取溶剂液滴与样品液滴接触形成传质交换界面，使样品液滴中的待萃取组分通过所述传质交换界面被萃取至萃取溶剂液滴中；萃取过程中保持探针尖端始终接触萃取溶剂液滴；S3：待充分传质后，利用探针回收萃取溶剂液滴；S4：对萃取溶剂液滴进行进一步清洗，去除残留样品。作为优选，所述S2中，带有萃取溶剂的探针尖端逐渐靠近样品液滴的过程中，探针尖端悬停于样品液滴的外侧不进入样品液滴内，探针尖端与样品液滴外表面之间的距离应保证其尖端挂载的萃取溶剂液滴在样品液滴的表面包裹形成液膜，且液膜与探针尖端接触粘附。为了便于描述，将该方法命名为液滴并列式液-液微萃取。作为优选，所述S2中，带有萃取溶剂的探针尖端插入样品液滴内部，使其尖端挂载的萃取溶剂液滴被样品液滴包裹。为了便于描述，将该方法命名为液滴包裹式液-液微萃取。在上述任意一种技术方案基础上，本专利技术还可以进一步提供以下一种或多种优选实现形式。进一步的，所述的探针为空心结构，所述的萃取溶剂预先被吸入探针的内腔，在探针尖端携带萃取溶剂逐渐靠近样品液滴并达到目标位置后，重新将内部萃取溶剂不完全地推出，使萃取溶剂以液滴形式挂载于探针尖端；当萃取完毕后，重新将萃取溶剂全部或过量吸入探针的内腔，然后随探针一并脱离样品液滴；优选的，在探针吸取萃取溶剂前，先吸取载液使其进入并填充探针内腔，然后再吸取与载液和萃取溶剂不互溶的第三相，用于将载液与后续吸入的萃取溶剂相隔离；优选的，探针的长度在1毫米至50厘米范围内，内径或内边长在1纳米至5毫米范围内，其管壁厚度在1纳米至5毫米范围内；优选的，所述探针尖端对样品液滴无亲和性或弱亲和性。进一步的，所述的探针为实心结构，探针尖端加工成用于承载萃取溶剂的微结构；利用探针取萃取溶剂时，将探针尖端插入萃取溶剂中再移出，使部分萃取溶剂负载于探针尖端的微结构上，形成萃取溶剂液滴；然后由探针尖端携带萃取溶剂液滴靠近样品液滴进行萃取；萃取完毕后，缓慢收回探针，使探针尖端携带萃取溶剂液滴重新脱离样品液滴；优选的，探针的长度在1毫米至50厘米范围内，其直径或边长在1纳米至5毫米范围。进一步的，所述S2中的萃取采用静态萃取或动态萃取；所述静态萃取的整个萃取过程中，萃取溶剂液滴与样品液滴保持不动；所述动态萃取的整个萃取过程中，萃取溶剂液滴相对于样品液滴来回移动，使萃取溶剂液滴与样品液滴之间的传质交换界面覆盖样品液滴的不同位置，但移动过程中萃取溶剂液滴不脱离样品液滴。进一步的，所述样品液滴置于防蒸发空间中的方法为：将样品液滴置于高饱和度蒸汽空间内；或者将样品液滴置于高密闭度的空间内；或者在样品液滴上覆盖一层与样品液滴和萃取溶剂不互溶的第三相。进一步的，所述的样品液滴置于液滴阵列芯片上，一个液滴阵列芯片上具有一个或多个液滴容纳部位，每个部位容纳的样品液滴体积范围是1飞升至100微升；优选的，所述液滴阵列芯片同时容纳有多个并排且间隔的样品液滴，所述探针有多条，并排对多个样品液滴进行同步萃取。进一步的，所述S4中，萃取溶剂液滴的清洗方法为：S41：将清洗液滴预先置于防蒸发空间中，且保持完整的液珠形态；所述清洗液滴为与样品液滴为同一相的不含待测物和干扰物空白液滴，且待萃取组分不易溶于该清洗液滴；S42：以清洗液滴替代样品液滴，重复步骤S2和S3，使残留的样品液滴被去除。进一步的，当探针为空心结构时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超微量样品的液-液微萃取方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：利用探针(1)取萃取溶剂(5)，所述探针(1)上具有一个能挂载萃取溶剂(5)液滴的探针尖端(10)；将待萃取的样品液滴(8)预先置于防蒸发空间中，且保持单颗液珠形态；所述萃取溶剂(5)与所述样品液滴(8)不易溶；/nS2：将带有萃取溶剂(5)的探针尖端(10)逐渐靠近样品液滴(8)，使萃取溶剂(5)以液滴形式挂载于探针尖端(10)，且萃取溶剂液滴(11)与样品液滴(8)接触形成传质交换界面，使样品液滴(8)中的待萃取组分通过所述传质交换界面被萃取至萃取溶剂液滴(11)中；萃取过程中保持探针尖端(10)始终接触萃取溶剂液滴(11)；/nS3：待充分传质后，利用探针(1)回收萃取溶剂液滴(11)；/nS4：对萃取溶剂液滴(11)进行进一步清洗，去除残留样品。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于超微量样品的液-液微萃取方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用探针(1)取萃取溶剂(5)，所述探针(1)上具有一个能挂载萃取溶剂(5)液滴的探针尖端(10)；将待萃取的样品液滴(8)预先置于防蒸发空间中，且保持单颗液珠形态；所述萃取溶剂(5)与所述样品液滴(8)不易溶；
S2：将带有萃取溶剂(5)的探针尖端(10)逐渐靠近样品液滴(8)，使萃取溶剂(5)以液滴形式挂载于探针尖端(10)，且萃取溶剂液滴(11)与样品液滴(8)接触形成传质交换界面，使样品液滴(8)中的待萃取组分通过所述传质交换界面被萃取至萃取溶剂液滴(11)中；萃取过程中保持探针尖端(10)始终接触萃取溶剂液滴(11)；
S3：待充分传质后，利用探针(1)回收萃取溶剂液滴(11)；
S4：对萃取溶剂液滴(11)进行进一步清洗，去除残留样品。


2.如权利要求1所述的用于超微量样品的液-液微萃取方法，其特征在于，所述S2中，带有萃取溶剂(5)的探针尖端(10)逐渐靠近样品液滴(8)的过程中，探针尖端(10)悬停于样品液滴(8)的外侧不进入样品液滴(8)内，探针尖端(10)与样品液滴(8)外表面之间的距离应保证其尖端挂载的萃取溶剂液滴(11)在样品液滴(8)的表面包裹形成液膜，且液膜与探针尖端(10)接触粘附。


3.如权利要求1所述的用于超微量样品的液-液微萃取方法，其特征在于，所述S2中，带有萃取溶剂(5)的探针尖端(10)插入样品液滴(8)内部，使其尖端挂载的萃取溶剂液滴(11)被样品液滴(8)包裹。


4.如权利要求1～3任一所述的用于超微量样品的液-液微萃取方法，其特征在于，所述的探针(1)为空心结构，所述的萃取溶剂(5)预先被吸入探针(1)的内腔，在探针尖端(10)携带萃取溶剂(5)逐渐靠近样品液滴(8)并达到目标位置后，重新将内部萃取溶剂(5)不完全地推出，使萃取溶剂(5)以液滴形式挂载于探针尖端(10)；当萃取完毕后，重新将萃取溶剂(5)全部或过量吸入探针(1)的内腔，然后随探针(1)一并脱离样品液滴(8)；优选的，在探针(1)吸取萃取溶剂(5)前，先吸取载液(4)使其进入并填充探针(1)内腔，然后再吸取与载液(4)和萃取溶剂(5)不互溶的第三相(2)，用于将载液(4)与后续吸入的萃取溶剂(5)相隔离；优选的，探针(1)的长度在1毫米至50厘米范围内，内径或内边长在1纳米至5毫米范围内，其管壁厚度在1纳米至5毫米范围内；优选的，所述探针尖端(10)对样品液滴(8)无亲和性或弱亲和性。


5.如权利要求1～3任一所述的用于超微量样品的液-液微萃取方法，其特征在于，所述的探针(1)为实心结构，探针尖端(10)加工成用于承载萃取溶剂的微结构；利用探针(1)取萃取溶剂(5)时，将探针尖端(10)插入萃取溶剂(5)中再移出，使部分萃取溶剂(5)负载于探针尖端(10)的微结构上，形成萃取溶剂液滴(11)；然后由探针尖端(10)携带萃取溶剂液滴(11)靠近样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：方群，孙文华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33