气泡萃取是一种用于分析挥发性和半挥发性化合物的新型实验技术。通过施加过压并搅拌液体样品，使载气溶解于其中。随后对样品室进行减压，分析物因起泡现象而释放至气相中。
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摘要
摘要
对液体样品中溶解的挥发性和半挥发性化合物进行化学分析可能具有挑战性。需要将溶解的组分转移至气相，并高效地传输到检测系统中。冒泡萃取（fizzy extraction）利用了起泡现象。首先，通过施加过压并搅拌样品，使载气（此处为二氧化碳）溶解于样品中；其次，迅速降低样品室的压力。减压导致样品液体中产生大量载气气泡，这些气泡有助于将溶解的分析物从液相释放至气相。释放出的分析物立即被传输至三重四极杆质谱仪的大气压化学电离接口。可电离的分析物在时间域内产生质谱信号。由于分析物的释放过程持续时间短（数秒），所得的时间信号具有高幅值和高信噪比。通过对时间峰的幅值和峰面积进行分析，可与经冒泡萃取处理的液体样品中分析物的浓度建立关联，从而实现定量分析。冒泡萃取的优点包括：操作简便、分析速度快以及化学试剂（溶剂）使用量少。
引言
自然界和日常生活中观察到的各种现象均与气液相平衡有关。在较高压力下，二氧化碳被溶解于软饮料和含酒精饮料中。当打开此类碳酸饮料瓶时，压力下降，气体气泡迅速涌向液体表面。在这种情况下，起泡现象改善了饮料的感官特性。气体气泡的释放也是减压病（“ bends”）的主要原因1。由于突然减压，潜水员体内会形成气泡。减压病患者需在高压氧舱中接受治疗。
气体气泡在分析化学中有多种应用。例如，鼓泡法依赖于将气体气泡通入液体样品中，以提取挥发性化合物2。比如，一种称为“吹扫-闭路循环”的方法与气相色谱联用，可实现对溶解态挥发性物质的快速分析3。尽管鼓泡法能够随时间持续提取挥发性物质，但它无法在空间或时间上对这些物质进行限定。释放出的气相组分需要被捕获，且在某些情况下还需通过温度程序或使用吸附剂进行浓缩。因此，有必要引入新的在线样品前处理策略，以减少操作步骤，同时在空间或时间上对挥发性分析物进行富集。
为了解决从液体样品中提取挥发性化合物并实现在线分析的难题，我们近期提出了“起泡萃取”4这一新技术。该方法利用了液体中起泡（发泡）现象。简言之，首先通过加压并搅拌样品，将一种载气（此处为二氧化碳）溶解于样品中；随后迅速降低样品腔内的压力。压力的骤降导致在液体....
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方案
本方案假定所有步骤均按照相关实验室安全规定进行。某些步骤使用商用仪器，在这些情况下需遵循制造商的指导说明。操作有毒化学品时，需遵守材料安全数据表（MSDS）的指导。自制设备4必须谨慎操作，尤其是在处理加压气体和带电线路时。
1. 标准溶液的配制
- 通过将10 µL柠檬烯与990 µL乙醇混合，配制6.2 × 10-2 M的柠檬烯乙醇储备液。
- 取10 µL 6.2 × 10-2 M柠檬烯溶液与490 µL乙醇混合，再加纯水至总体积为10 mL，配制成10 mL的6.2 × 10-5 M柠檬烯溶液。充分振荡容量瓶。
- 将配制好的标准溶液转移至带隔垫盖的20 mL螺口顶空玻璃小瓶中。该稀释后的标准溶液可用于系统检测。
2. 实际样品的制备
- 通过将新鲜青柠（对半切开）在厨房榨汁器上挤压，获取青柠汁。
- 取 2 mL 青柠汁与 500 µL 乙醇混合，再加入纯水定容至 10 mL，配制稀释青柠汁溶液。将容量瓶充分振荡摇匀。
- 将制备好的样品转移至带有隔垫盖的 20 mL 螺口顶空玻璃小瓶中。
3. 使用标准溶液加标实际样品....
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结果
首先，使用标准溶液测试起泡萃取系统。随后，分析实际样品以及添加了标准物质的实际样品。萃取事件的时间峰面积与经起泡萃取处理的液体样品中分析物的浓度相关联，从而实现定量分析。本研究采用双标准加入法以展示该技术的定量能力（图7）。线性回归得到如下函数（图8）：
峰面积 = (3.25 x 107 ± 0.36 x 107)C稀释 + (2,770 ± 276)
变量 Cdiluted 表示加入的柠檬烯标准品的浓度（单位为摩尔每升，M）。根据获得的斜率和截距值，稀释后的青柠汁样品中柠.......
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讨论
在过去三十年的研究中，已开发出多种将样品递送至质谱仪的智能化方法（例如，参考文献8,9,10,11,12,13,14）。这些研究的目标之一是简化用于分析的样品制备过程。为实现这一目标，研究人员对离子源设计引入了多种改进。在某些情况下，新开发的离子源使化学家能够分析基质含量丰富的样品，而这类样品通常会产生光谱干扰。另一种方法则尽量减少对传统电离方式的修改，而将样品前处理（提取）过程在线化并实现自动化（例如，参考文献15,16
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
我们感谢中国台湾科技部（项目编号：MOST 104-2628-M-009-003-MY4）对本研究工作的经费支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 水 | Fisher | W6212 | 稀释剂 |
| 乙醇 | Sigma-Aldrich | 32221-2.5L | 稀释剂 |
| (R)-(+)-柠檬烯 | Sigma-Aldrich | 183164-100ML | 标准品 |
| 二氧化碳 | ChiaLung | n/a | 载气 |
| 纤维素擦拭纸，Kimwipes Kimtech | Kimberly-Clark | 34120 | 用于清洁 |
| 三重四极杆质谱仪 | Shimadzu | LCMS-8030 | 检测系统 |
| 大气压化学电离接口 | Shimadzu | Duis | 离子源 |
| 20 mL 螺口顶空玻璃小瓶（带隔垫盖） | Thermo Fisher Scientific | D-52379 | 样品瓶 |
| LabSolutions 软件 | Shimadzu | n/a | 版本 5.82 |
| PeakFit 软件 | Systat Software | n/a | 版本 4.12 |
| OriginPro 软件 | OriginLab | n/a | 版本 8 |
参考文献
- McCallum, R. I. Decompression sickness: a review. Brit J Industr Med. 25, 4-21 (1968).
- Comprehensive Sampling and Sample Preparation. Pawliszyn, J. , Elsevier. Amsterdam. (2012).
- Wang, T., Lenahan, R.
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重印与许可
