濁點萃取(Cloud Point Extraction,CPE),亦稱“膠束媒介萃取(Micellar Mediated Extraction,MMe)”,是一種較新的液-液萃取技術,它利用所謂的“濁點現象”,實現水相溶劑中疏水性待測組分的提取。此法在螯合金屬離子分離分析方面具有天然的優勢,但也可以應用于生物大分子的分離純化和環境樣品的預處理。
濁點現象的基礎是濁點溫度的存在。弱極性的表面活性劑,如非離子型或兩性離子表面活性劑,在加熱或制冷到某一特定溫度下,會因溶解度降低而出現渾濁現象,這一特定溫度被稱為濁點溫度。濁點萃取技術利用了這一特性,在水溶性樣品中加入少量非離子型表面活性劑,利用其增溶作用和對疏水性組分的吸附作用形成均一的混合物溶液。然后對混合物溶液加熱,在溫度高于表面活性劑的濁點溫度后,本來的透明溶液轉變成互不相溶的兩相,其中一相含有大量的表面活性劑以及被表面活性劑富集的疏水性待測組分,另一相則為水相基質。再經靜置、離心等相分離步驟,即可實現疏水性待測組分的萃取富集。
CPE可在具塞離心管中直接完成,無需專門儀器。操作步驟主要包括:
①在水相溶液中加入表面活性劑,視樣品性質不同可能還需加入適當添加劑,如無機鹽或強酸,以控制溶液的酸堿度和離子強度。
②升溫至濁點溫度之上并保持一定時間。
③離心分層,除去上清液。
④富集相直接上樣分析或進行進一步凈化處理。影響CPE萃取效率的因素主要包括表面活性劑的種類和濃度,溶液的pH值和離子強度,以及平衡的溫度和時間等。
在方法發展時最為常用的表面活性劑包括聚氧乙烯烷基苯酚類,如 Triton 和PONPE系列。為提高萃取效率,應盡量選擇疏水性較強的表面活性劑;表面活性劑濃度不宜過低,百分比濃度1%~5%較為合適。pH值是影響提取效率和提高方法靈敏度的最重要因素之一,必須進行優化,因為它直接影響表面活性劑對待富集組分(其是金屬離子)的吸附(整合)程度,另外,平衡溫度不應過高,除了避免導致熱不穩定組分的分解外,更重要的原因是當溫度超過某一數值(此數值被稱為克拉溫度點或臨界膠束溫度點),表面活性劑會形成膠束而顯著提高其在水相中的溶解度,甚至可能使兩相重新互溶而失去富集分離樣品的能力,平衡時間無需過長,一般認為60-70℃下平衡4~15min是能滿足大多數樣品需求的較優條件。
CPE方法的主要劣勢在于適用性不夠廣泛,樣品基質組成和目標組分的理化性質對是否能采用此法和進一步的條件優化限制很大。目前已經證明能夠應用CPE作為預處理手段的基質仍多為天然水或輕度污染水等基質較為簡單的樣品,另外一個潛在的問題在于表面活性劑對后續分析檢測方法可能產生一定影響,如和HPLC聯用時對檢測器的吸收可能有干擾;用于CE方法時可能因表面活性劑在熔融石英毛細管管壁上的吸附而造成柱效和方法重復性的下降;和GC聯用時因為表面活性劑黏度較高,直接進樣會堵塞毛細管氣相色譜柱等。但隨著研究的不斷進展,對以上問題的解決之道也在不斷發展。更多種類和性質的表面活性劑得到應用,可以有效擴大方法的應用范圍。和HPLC或CE聯用時,增加流動相或緩沖液中有機的含量,可以有效規避表面活性劑對吸收的干擾或在管壁上的吸附。和GC聯用時,在上樣前加一步表面活性劑的去除步驟,如色譜柱富集去除表面活性劑,或在富集相中加入少量與水不互溶的有機溶劑進行反萃取等,都可以有效去除萃取液中的表面活性劑,實現和GC方法的聯用。
作為一種較為新型的溶劑萃取手段,CPE盡管有種種使用限制,但和普通的液液萃取技術相比仍具有顯著優勢。CPE成本很低且操作簡單,無需煩瑣步驟或專門儀器;具有高效快速的優勢,通常只需數十分鐘即可完成操作;更重要的是,它還規避了有機溶劑的大量使用更加安全低毒和環境友好。如果目標基質和待測組分能夠滿足其分離原理,應是一種值得考慮的樣品預處理手段。