以垂直震盪器輔助離子液體分散式液液微萃取法分析環境水樣中的苯酮類防曬化合物

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研究生：	辜瑜倩
論文名稱：	以垂直震盪器輔助離子液體分散式液液微萃取法分析環境水樣中的苯酮類防曬化合物 A new device for up and down shaker assisted ionic liquid based dispersive liquid-liquid microextraction of benzophenone-type UV filters in environmental water samples
指導教授：	黃賢達
口試委員:	傅明仁凌永健陳珮珊
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2012
畢業學年度：	100
語文別：	中文
論文頁數：	57
中文關鍵詞：	離子液體、分散式液液微萃取法、防曬化合物
外文關鍵詞：	ionic liquid, dispersive liquid-liquid microextraction, UV-filters
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由於環境變遷，地球臭氧層遭破壞，太陽紫外線直接對生物體相當大的影響，為了避免紫外光的傷害，人類大量製造及使用防曬產品，所製造的防曬產品使用UV-filters化合物，而防曬產品為現在新興汙染物─藥物與個人護理產品的其中一種，因此開始發展分析方法來偵測環境樣品中的汙染物。目前許多對環境樣品中微量汙染物的樣品前處理技術，如液相─液相微萃取，使用具有揮發性的有機溶劑、不僅有毒還具易燃等性質。本實驗使用離子液體取代了揮發性的有機溶劑；離子液體為近幾年來新興的溶劑之一，也被視為綠色溶劑，廣泛使用在各種研究中，其特性包含熱穩定性佳、不易燃及低蒸氣壓等特性，故應用於分散式液液微萃取的萃取試劑。
本篇研究是以咪唑類的離子液體作為萃取溶劑，使用上下垂直震盪輔助分散式液液微萃取法搭配極致效能液相層析儀，簡單快速的前濃縮步驟萃取水中UV-filters的苯酮類化合物。探討萃取效率之實驗條件有：萃取溶劑和分散溶劑的種類與體積、垂直震盪萃取時間、水樣酸鹼度、鹽類添加與離心的時間的影響。
實驗結果得到最佳化條件為萃取溶劑為[C8MIM][PF6] 離子液體40 μL、分散溶劑為甲醇200 μL、垂直震盪萃取3分鐘、水樣調整於pH7、不加鹽及以轉速5000 rpm離心3分鐘，最後萃取溶劑剩20 μL。本實驗萃取方法之線性範圍為2~1000 ng mL-1，線性濃度相關係數皆大於0.9993。對於游泳池水和汙水處理池廢水之相對回收率為92~120%，相對標準偏差在2.3 ~ 7.1%。在同一天的實驗相對標準偏差(n=3)在1.0~2.9%，而在不同天的實驗標準偏差(n=7)在1.0~2.1%之間。

UV –filters are applied to sunscreen, cosmetic and other personal care products to filter radiation from sunlight. The excessive use of UV filters has led to their presence in the environmental water. A user-friendly ionic liquid –based up and down shaker assisted dispersive liquid-liquid microextraction was develpoed to preconcentrate trace amounts of UV-filters (i.e., benzophenone, 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenone) from real water sample prior to analysis by ultra performance liquid chromatography (UPLC) combined with PDA .
This studied variables were extractant, dispersant, shaking time, salt effect, pH effect, centrifugation time. The optimized experimental conditions were 40 μL [C8MIM][PF6], 200 μL methanol, up and down shaking for 3 mins , NaCl free, adjusted to pH 7, 5000 rpm agitation speed for 3mins.
The detection limits of the method ranged from 2~1000 ng mL-1 and the R2 ≥ 0.9993. Recovery studied from different types of real water samples ranged between 92 and 120%.

摘要 1
Abstract 2
第一章 緒論 3
1.1前言 3
1.2 各種微萃取方法 3
1.2.1 固相微萃取法(Solid-phase microrxtraction, SPME) 4
1.2.2 各種液相微萃取法之介紹 5
1.2.2 液相微萃取法(Liquid-phase microextraction, LPME) 7
1.2.3 溶劑棒微萃取法(Solvent bar microextraction, SBME) 11
1.2.4 薄膜輔助溶劑微萃取法(Membrane assisted solvent microextraction, MASME) 12
1.2.5 分散液液微萃取法(Disperse liquid - liquid microextraction, DLLME) 13
1.2.6 冷凝液液微萃取法(Liquid-liquid microextraction method based on solidification of floating organic drop) 15
1.2.7 冷凝分散液液微萃取法(Dispersive liquid-liquid microextraction method based on solidification of floating organic drop) 16
1.2.8 超音波輔助乳化微萃取法(Ultrasound-assisted emulsification microextraction) 17
1.2.9 手搖輔助乳化微萃取法 17
1.3離子液體(Ionic Liquids, ILs)18
1.3.1 離子液體之發展 18
1.3.2 離子液體之定義 19
1.3.3 離子液體之物理特性 20
1.3.3 離子液體的應用 21
1.3.4 離子液體於液相微萃取法之應用發展 22
1.4 藥物與個人護理產品(Pharmaceutical and personal care products, PPCPs) 23
1.4.1 藥物與個人護理產品的來源 24
1.4.2 UV-filters  25
1.5研究目的 26
第二章 實驗部分 27
2.1實驗藥品 27
2.1.1 分析物標準品 27
2.1.2 萃取試劑 27
2.1.3 分散試劑 28
2.1.4 其他試劑 28
2.2 標準溶液 28
2.2.1儲存標準溶液(stock standard solution)  28
2.2.2工作標準溶液(working standard solution) 28
2.3 環境樣品 29
2.4 實驗儀器裝置 29
2.4.1 實驗裝置 29
2.4.2 實驗儀器 30
2.4.3 儀器操作條件 30
2.5 實驗步驟 31
第三章 結果與討論 33
3.1濃縮係數、萃取回收率及相對回收率 33
3.1.1 濃縮係數(enrichment factor, EF)  33
3.1.2 萃取回收率(extraction recovery, ER)  33
3.1.3 相對回收率(relative recovery, RR) 33
3.2 萃取條件最佳化 34
3.2.1 萃取溶劑的選擇 34
3.2.2 萃取溶劑體積的選擇 35
3.2.3 分散溶劑的選擇 37
3.2.4 分散溶劑體積的選擇 38
3.2.5 垂直震盪萃取時間的影響 39
3.2.6 電解質的影響 40
3.2.7 pH的影響 41
3.2.8 離心時間的影響 42
3.3分析方法的表現 43
3.3.1 方法偵測極限、精密度及線性 43
3.3.2 真實樣品的應用 45
3.3.3 方法比較 48
第四章 結論 51
第五章 參考文獻 52

表目錄
表 1、苯酮類化合物 27
表 2、離子液體萃取試劑 28
表 3、UPLC動相沖提梯度 30
表 4、方法偵測極限、精密度、線性及濃縮係數(EF) 44
表 5、同天(n=3)及不同天(n=7)之相對標準偏差 44
表 6、在真實水樣之相對回收率(%)及相對標準偏差(%) 45
表 7、萃取UV-filters之方法比較 49

圖目錄
圖 1、固相微萃取法裝置 4
圖 2、單滴微萃取：在水樣中有機溶劑液滴懸附於微量注射針之尖端 5
圖 3、單滴微萃取系統 5
圖 4、兩相液相微萃取法 7
圖 5、三相液相微萃取系統 9
圖 6、溶劑棒微萃取系統 11
圖 7、薄膜輔助溶劑萃取過程 12
圖 8、分散式液液微萃取法 14
圖 9、冷凝液液微萃取裝置圖 15
圖 10、冷凝分散液液微萃取流程裝置圖 16
圖 11、離子液體結構圖 20
圖 12、離子液體的陰離子與其酸鹼性 21
圖 13、新興汙染物產生之可能路徑 25
圖 14、環境中UV-filters之主要途徑 26
圖 15、垂直振盪器 31
圖 16、UDSA-IL-DLLME流程圖 32
圖 17、萃取溶劑的選擇 34
圖 18、萃取溶劑體積的選擇 36
圖 19、分散溶劑的選擇 37
圖 20、分散溶劑體積的選擇 38
圖 21、垂直震盪萃取時間 39
圖 22、電解質的影響 40
圖 23、pH的影響 41
圖 24、離心時間的影響 42
圖 25、女宿旁汙水處理池廢水之層析圖 46
圖 24、游泳池之層析圖 47
                                

1. Arthur, C. L.; Pawliszyn, J. Anal. Chem. 1990, 62, (19), 2145-2148.
2. Zhang, Z.; Yang, M. J.; Pawliszyn, J. Anal. Chem. 1994, 66, (17), 844A-853A.
3. Jeannot, M. A.; Cantwell, F. F. Anal. Chem. 1997, 69, (2), 235-239.
4. Jeannot, M. A.; Cantwell, F. F. Anal. Chem. 1996, 68, (13), 2236-2240.
5. Zhao, L.; Lee, H. K. J. Chromatogr. A 2001, 919, (2), 381-388.
6. Shen, G.; Lee, H. K. Anal. Chem. 2001, 74, (3), 648-654.
7. Hou, L.; Lee, H. K. Anal. Chem. 2003, 75, (11), 2784-2789.
8. Jiang, X.; Oh, S. Y.; Lee, H. K. Anal. Chem. 2005, 77, (6), 1689-1695.
9. Jiang, X.; Lee, H. K. Anal. Chem. 2004, 76, (18), 5591-5596.
10. Hauser, B.; Popp, P.; Kleine-Benne, E. J. Chromatogr. A 2002, 963, (1–2), 27-36.
11. Quina, F. H.; Hinze, W. L. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, (11), 4150-4168.
12. Igarashi, S.; Takahashi, A.; Ueki, Y.; Yamaguchi, H. Analyst 2000, 125, (5), 797-798.
13. Rezaee, M.; Assadi, Y.; Milani Hosseini, M.-R.; Aghaee, E.; Ahmadi, F.; Berijani, S. J. Chromatogr. A 2006, 1116, (1–2), 1-9.
14. Khalili Zanjani, M. R.; Yamini, Y.; Shariati, S.; Jönsson, J. Å. Anal. Chim. Acta 2007, 585, (2), 286-293.
15. Leong, M.-I.; Huang, S.-D. J. Chromatogr. A 2008, 1211, (1–2), 8-12.
16. Regueiro, J.; Llompart, M.; Garcia-Jares, C.; Garcia-Monteagudo, J. C.; Cela, R. J. Chromatogr. A 2008, 1190, (1–2), 27-38.
17. Tsai, W.-C.; Huang, S.-D. J. Chromatogr. A 2009, 1216, (27), 5171-5175.
18. Warner, P.; Warner, J., Green Chemistry: Theory and Practice. In Oxford University Press, New York: 1998.
19. Walden, P. Bull. Acad. Imper. Sci. (St. Petersburg) 1914, 8, (6), 405-422.
53
20. Sugden, S.; Wilkins, H. J. Chem. Soc. (Resumed) 1929, 1291-1298.
21. Hurley, F. H.; Wier, J. T. P. J. Electrochem. Soc. 1951, 98, (5), 203-206.
22. Yoke, J. T.; Weiss, J. F.; Tollin, G. Inorg. Chem. 1963, 2, (6), 1210-1216.
23. Swain, C. G.; Ohno, A.; Roe, D. K.; Brown, R.; Maugh, T. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, (11), 2648-2649.
24. Chum, H. L.; Koch, V. R.; Miller, L. L.; Osteryoung, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, (11), 3264-3265.
25. Scheffler, T. B.; Hussey, C. L.; Seddon, K. R.; Kear, C. M.; Armitage, P. D. Inorg. Chem. 1983, 22, (15), 2099-2100.
26. Wilkes, J. S.; Zaworotko, M. J. J. Chem. Soc., Chem. Commun.s 1992, (13), 965-967.
27. Anastas, P. T.; Zimmerman, J. B. Environ. Sci. Technol. 2003, 37, (5), 94A-101A.
28. Holbrey, J. D.; Seddon, K. R. Clean Technol. Environ. Policy 1999, 1, (4), 223-236.
29. Kenneth R. Seddon*, A. S. a. M.-J. T. Pure Appl. Chem. 2000, 72, (12), 2275-2287.
30. Hagiwara, R.; Ito, Y. J. Fluorine Chem. 2000, 105, (2), 221-227.
31. Wasserscheid, P.; Keim, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, (21), 3772-3789.
32. Y. Chauvin, H. O.-B. Chem. Tech. 1995, 25, 26-30.
33. MacFarlane, D. R.; Huang, J.; Forsyth, M. Nature 1999, 402, (6763), 792-794.
34. Garcia, B.; Lavallée, S.; Perron, G.; Michot, C.; Armand, M. Electrochim. Acta 2004, 49, (26), 4583-4588.
35. Doyle, M.; Choi, S. K.; Proulx, G. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, (1), 34-37.
36. Mazille, F.; Fei, Z.; Kuang, D.; Zhao, D.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M.; Dyson, P. J. Inorg. Chem. 2006, 45, (4), 1585-1590.
54
37. Boyle, T. J.; Ingersoll, D.; Rodriguez, M. A.; Tafoya, C. J.; Doughty, D. H. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, (5), 1683-1686.
38. AlNashef, I. M.; Leonard, M. L.; Matthews, M. A.; Weidner, J. W. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, (18), 4475-4478.
39. Visser, A. E.; Swatloski, R. P.; Reichert, W. M.; Mayton, R.; Sheff, S.; Wierzbicki, A.; Davis, J. J. H.; Rogers, R. D. Chem. Commun. 2001, (1), 135-136.
40. Luo, H.; Dai, S.; Bonnesen, P. V. Anal. Chem. 2004, 76, (10), 2773-2779.
41. Visser, A. E.; Swatloski, R. P.; Reichert, W. M.; Mayton, R.; Sheff, S.; Wierzbicki, A.; Davis, J. H.; Rogers, R. D. Environ. Sci. Technol. 2002, 36, (11), 2523-2529.
42. Carmichael, A. J.; Earle, M. J.; Holbrey, J. D.; McCormac, P. B.; Seddon, K. R. Org. Lett. 1999, 1, (7), 997-1000.
43. Mehnert, C. P.; Cook, R. A.; Dispenziere, N. C.; Afeworki, M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, (44), 12932-12933.
44. Anderson, J. L.; Armstrong, D. W.; Wei, G.-T. Anal. Chem. 2006, 78, (9), 2892-2902.
45. Zhao, H.; Xia, S.; Ma, P. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2005, 80, (10), 1089-1096.
46. Liu, J.-f.; Jiang, G.-b.; Chi, Y.-g.; Cai, Y.-q.; Zhou, Q.-x.; Hu, J.-T. Anal. Chem. 2003, 75, (21), 5870-5876.
47. Zhou, Q.; Bai, H.; Xie, G.; Xiao, J. J. Chromatogr. A 2008, 1177, (1), 43-9.
48. Zhou, Q.; Bai, H.; Xie, G.; Xiao, J. J. Chromatogr. A 2008, 1188, (2), 148-153.
49. He, L.; Luo, X.; Xie, H.; Wang, C.; Jiang, X.; Lu, K. Anal. Chim. Acta 2009, 655, (1–2), 52-59.
50. Barceló, D. TrAC, Trends Anal. Chem 2003, 22, (10), xiv-xvi.
51. Daughton, C. G.; Ternes, T. A. Environ. Health Perspect. 1999, 907-938.
55
52. Kim, S. D.; Cho, J.; Kim, I. S.; Vanderford, B. J.; Snyder, S. A. Water Res. 2007, 41, (5), 1013-1021.
53. Vieno, N. M.; Härkki, H.; Tuhkanen, T.; Kronberg, L. Environ. Sci. Technol. 2007, 41, (14), 5077-5084.
54. Löffler, D.; Ternes, T. A. J. Chromatogr. A 2003, 1021, (1–2), 133-144.
55. Jones, O. A. H.; Voulvoulis, N.; Lester, J. N. Environ. Technol. 2001, 22, (12), 1383-1394.
56. Cahill, J. D.; Furlong, E. T.; Burkhardt, M. R.; Kolpin, D.; Anderson, L. G. J. Chromatogr. A 2004, 1041, (1–2), 171-180.
57. Schulman, L. J.; Sargent, E. V.; Naumann, B. D.; Faria, E. C.; Dolan, D. G.; Wargo, J. P. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal 2002, 8, (4), 657-680.
58. Jones, O. A.; Lester, J. N.; Voulvoulis, N. Trends Biotechnol. 2005, 23, (4), 163-167.
59. Esplugas, S.; Bila, D. M.; Krause, L. G. T.; Dezotti, M. J. Hazard. Mater. 2007, 149, (3), 631-642.
60. Salvador, A., Analysis of cosmetic products. Elsevier Science: 2007.
61. Giokas, D. L.; Salvador, A.; Chisvert, A. TrAC, Trends Anal. Chem. 2007, 26, (5), 360-374.
62. Mottaleb, M. A.; Usenko, S.; O’Donnell, J. G.; Ramirez, A. J.; Brooks, B. W.; Chambliss, C. K. J. Chromatogr. A 2009, 1216, (5), 815-823.
63. Buser, H.-R.; Balmer, M. E.; Schmid, P.; Kohler, M. Environ. Sci. Technol. 2006, 40, (5), 1427-1431.
64. Meinerling, M.; Daniels, M. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 386, (5), 1465-1473.
65. Schlenk, D.; Sapozhnikova, Y.; Irwin, M. A.; Xie, L.; Hwang, W.; Reddy, S.; Brownawell, B. J.; Armstrong, J.; Kelly, M.; Montagne, D. E.; Kolodziej, E. P.;
56
Sedlak, D.; Snyder, S. Environ. Toxicol. Chem. 2005, 24, (11), 2820-2826.
66. Jeon, H.-K.; Chung, Y.; Ryu, J.-C. J. Chromatogr. A 2006, 1131, (1–2), 192-202.
67. Inui, M.; Adachi, T.; Takenaka, S.; Inui, H.; Nakazawa, M.; Ueda, M.; Watanabe, H.; Mori, C.; Iguchi, T.; Miyatake, K. Toxicology 2003, 194, (1–2), 43-50.
68. Kunz, P. Y.; Fent, K. Aquat. Toxicol. 2006, 79, (4), 305-324.
69. Kunz, P. Y.; Galicia, H. F.; Fent, K. Toxicol. Sci. 2006, 90, (2), 349-361.
70. Liu, J.-f.; Jiang, G.-b.; Jönsson, J. Å. TrAC, Trends Anal. Chem. 2005, 24, (1), 20-27.
71. Zhang, J.; Gao, H.; Peng, B.; Li, S.; Zhou, Z. J. Chromatogr. A 2011, 1218, (38), 6621-9.
72. Negreira, N.; Rodríguez, I.; Ramil, M.; Rubí, E.; Cela, R. Anal. Chim. Acta 2009, 654, (2), 162-170.
73. Liu, H.; Liu, L.; Xiong, Y.; Yang, X.; Luan, T. J. Chromatogr. A 2010, 1217, (43), 6747-6753.
74. Rodil, R.; Moeder, M. J. Chromatogr. A 2008, 1179, (2), 81-88.
75. Vidal, L.; Chisvert, A.; Canals, A.; Salvador, A. J. Chromatogr. A 2007, 1174, (1–2), 95-103.
76. Vidal, L.; Chisvert, A.; Canals, A.; Salvador, A. Talanta 2010, 81, (1–2), 549-555.
77. Giokas, D. L.; Sakkas, V. A.; Albanis, T. A.; Lampropoulou, D. A. J. Chromatogr. A 2005, 1077, (1), 19-27.
78. Ge, D.; Lee, H. K. J. Chromatogr. A 2012, 1229, (0), 1-5.
79. Zhang, P.-P.; Shi, Z.-G.; Yu, Q.-W.; Feng, Y.-Q. Talanta 2011, 83, (5), 1711-1715.
80. Negreira, N.; Rodriguez, I.; Rubi, E.; Cela, R. Anal. Bioanal. Chem. 2010, 398, (2), 995-1004.
81. Tarazona, I.; Chisvert, A.; León, Z.; Salvador, A. J. Chromatogr. A 2010, 1217,
57
(29), 4771-4778.
82. Ye, L.; Liu, J.; Yang, X.; Peng, Y.; Xu, L. J. Sep. Sci. 2011, 34, (6), 700

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