浊点萃取技术及其应用
萃取是一种常用的分离手段，萃取方法多种多样，这些方法各有所长，又各有一定的局限，有的设备和投资昂贵；有的需要使用较多的易挥发性有机溶剂；有的长时、高温，易使具有生物活性的被分离物失活或损失。
随着科学技术的发展，在进行地质、环境、生物、食品等样品中痕量金属元素的测定时，常常要求达到10-9级甚至10-12级的水平，且被分析样品所含组分的含量低，存在基体干扰，因此，需要借助新型分离富集的手段来提高分析方法的灵敏度和选择性。近年来，在以往研究的基础上经过不断创新，开发出了液膜萃取、固相微萃取、浊点萃取、顶空液相微萃取、超临界液体萃取、微波辅助萃取等新型萃取技术。
浊点萃取(Cloudpoint extraction ，简称CPE) 技术是是近年来出现的一种新兴的液—液萃取技术，它以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础，通过改变温度、溶液pH 值、离子强度等实验参数使表面活性剂产生浊点析相，将亲水性物质与疏水性物质分离。1976年，Watanabe. H 等在日本分析化学会志上首次报道了浊点萃取技术，并成功代替LLE 应用于水中金属离子的分离，而后Hinze 和Akita 等报道了有机物的浊点萃取过程；而Bordier 的研究将该技术的应用范围再次拓宽到水中蛋白质的分离中，之后逐渐发展成为蛋白质大分子分离的主要方法，同时也带动了CPE 这一新技术为人们所认识。1982和1985年出现了关于CPE 技术的综述文章，之后CPE 技术迎来了快速发展时期，CPE 相关研究逐年快速增多，表面活性剂的种类、可萃取物的范围、萃取介质都有了较大规模的拓展；同时，相关理论研究方面也不断取得突破：在增溶机理、相分离过程等方面均有了相对较为完善的解释和预测。
由于胶束溶液中胶束均匀地分散于水体中，对于其中的痕量物质的增溶为均相作用，因此萃取效率十分高；而增溶后利用胶束溶液自身的相分离特性，经过简单操作便可将增溶后的胶束富集为体积非常小的一相，而提供十分高的浓缩因子和分配系数。基于以上特点，CPE 技术发展迅速，已成为一种具有广泛应用前景的新型分离技术。
1、浊点萃取原理
表面活性剂分子由两部分组成，一为亲油的非极性基团，又称疏水基(hydrophobicgroup) 或亲油基; 另一为亲水的极性基团，又称亲水基(hydrophilicgroup) 。表面活性剂的疏水部分一般由烃基构成，特别是由长链疏水基构成，如直链或支链烷基(C8～C10) 、松香酸衍生物、聚氧丙烯基、全氟烷基、聚硅氧烷基等。亲水部分的结构可分离子型和非离子型，前者如十二烷基苯磺酸钠，后者如对叔辛基苯基聚乙二醇醚(TritonX 一100) 和聚氧乙烯辛烷基苯酚醚(TritonX －114) 。疏水基部分在水溶液中聚集成核，而亲水部分向外张开形成胶束。表面活性剂在水溶液中形成胶束的最小浓度称为临界胶束浓度(criticalmicellar concentration ，CMC) ，形成胶束的最低温度称为临界胶束温度(criticalmicellar temperature ，CMT) 。胶束溶液中，由若干表面活性剂分子或离子形成的胶束与溶解在水溶液中的单个表面活性剂分子或离子达成平衡，只要单体的活度维持恒定，溶液呈热力学平衡的体系。胶团的形状多种多样，一般认为，在浓度不很大，而且没有其他添加剂及加溶物的溶液中(超过CMC 不多) ，胶团大多呈球状，当浓度大于CMC 十倍或更大时，胶团就呈棒状。浓度再增大，棒状成束。浓度更大时，就形成巨大的层状胶团，见图1。
临界胶团浓度(CMC)可以作为表面活性剂的表面活性的一种量度。因为CMC 越小，则表示此种表面活性剂形成胶团所需浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度就越低。因而，改变表面性质，起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用所需的浓度也越低。更重要的是CMC 还是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”，许多表面活性剂的性质只有在CMC 以后才明显表现出来，如加溶作用。过去，表面活性剂性质中最常用的是加溶作用，即表面活性剂在水溶液中使原来不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加. 现在，对表面活性剂的其他性质，如溶度等，也愈来愈被人们所重视，尤其是非离子表面活性剂的溶度。表面活性剂在水中的溶度随温度变化的规律因表面活性剂的类型不同而异，一般来说，离子表面活性剂的溶度随温度升高而加大，至一定温度以后，溶度增加很快。非离子表面活性剂的情形则大不相同，它们一般在温度低时易与水混溶，温度升至一定高度后，则表面活性剂析出、分层。
图1表面活性剂溶液中的结构形成
浊点萃取法则是以表面活性剂胶束溶液的溶解性和浊点现象为基础，通过改变实验参数使溶液中的疏水性物质和亲水性物质分离。当一个热力学平衡的表面活性剂水溶液在外界条件(如温度、压力、离子强度) 改变时，导致相分离而出现溶液混浊的现象称浊点现象，此时的温度即为浊点温度。通过静置或离心可形成二个透明的液相:一为表面活性剂浓缩相，约占总体积的5%；另一相则为水相，其中的表面活性剂相浓度等于CMC 。此时，若外界条件向反方向变化，则二相随之消失，再次成为均匀透明的溶液。溶解在溶液中的疏水性鳌合物与表面活性剂的疏水基团结合而被萃取到表面活性剂相，而亲水性的物质则留在水相中，这种利用浊点现象使样品中疏水性物质与亲水性物质分离的萃取方法即为浊点萃取。由于表面活性剂相的体积远小于水相，分析物在与基体分离的同时得到很大程度的富集。
由于金属离子多以水合离子形式存在于水溶液中，因此，对金属离子的浊点萃取可以采用以下二种方式:一是通过与有机鳌合剂反应生成疏水性物质与表面活性剂作用；另一则是直接利用水合金属离子与表面活性剂作用而无需增加鳌合过程，目前，应用研究中极大多数是第一种形式。
2、浊点萃取过程
待测金属离子与适当的鳌合剂结合生成疏水性鳌合物被增溶于表面活性剂胶束之中，在一定温度下表面活性剂达到浊点，经离心或盐析后实现二相分离，从而达到萃取分离和预浓集的目的。图2所示为典型的表面活性剂水溶液由温度引起的间歇式浊点萃取相分离过程。由此，浊点萃取过程可以归纳为四个主要步骤：
1) 鳌合反应与增溶：在含待测物的溶液中加入鳌合剂、表面活性剂(浓度远大于CMC) 、缓冲溶液、离子强度控制剂等，金属离子与鳌合剂反应生成疏水性鳌合物并被增溶于表面活性剂胶束之中。
2) 析相：对非离子型表面活性剂温度达到一定温度，而对于离子型表面活性剂则是低至一定温度时，胶束溶液产生相分离。
3) 检测：将获得的表面活性剂富集相与水相分离，使用溶剂对粘度较高的表面活性剂富集相进行适当稀释，而后根据被增溶的被萃取物的性质将表面活性剂富集相送入不同的检测仪器（如HPLC 、GC 等）中进行定性或定量分析。不同的被萃取物，对其表面活性剂富集相稀释时所使用的溶剂也不尽相同：对于金属离子，通常使用硝酸的甲醇溶液进行稀释；而乙腈和甲醇等常用作有机物质的稀释剂。
4) 反萃取（Back Extraction ）：如果希望回收被萃取物，即将其从表面活性剂富集相中分离出来，则需要进行反萃取操作。通常使用少量的与表面活性剂不溶但可溶解被萃取物的有机溶剂对表面活性剂富集相进行LLE ，以得到被萃取物和表面活性剂的分离。
浊点萃取也可以采用流动注射方式进行，既能提高样品处理的通量、改善前处理的精密度，同时还能减少试剂的消耗量和污染的可能性。Fang 等首次将流动注射技术与浊点萃取相结合，研究了待测溶液与表面活性剂相的混合、硫酸钱盐诱导浊点、微柱富集和洗脱及与化学发光法的联合测定方法。由于FIA 流路系统难以实现离心分离操作，通常需要采用合适材料制成的微柱吸附表面活性剂相，再以一定的试剂溶液进行洗脱。
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3、浊点萃取技术的优点
基于胶束的增溶作用与特有的相分离过程，CPE 技术与传统的分离手段相比主要具有以下一些优点：
1.
2.
3. 更高的萃取容量——几乎可以定量萃取；可萃取物质范围十分广泛；通过改变表面活性剂种类和用量，可以获得更高的预浓缩因子
（preconcentrationfactor ）；
4.
5.
6.
7. 使用的萃取介质为市售的表面活性剂，且用量十分少，成本更低、效率更高；使用表面活性剂代替有机溶剂作为萃取介质，更安全，更环保；萃取条件温和，可应用于蛋白质等较为脆弱的萃取物的分离；相分离后获得的表面活性剂富集相兼容于各种色谱的流动相，并可以与各种
检测器相连接。
4、CPE 过程中使用的表面活性剂
从Watanabe 发明CPE 技术到上世纪九十年代初，CPE 中主要使用的表面活性剂仅局限在Triton X 和PONPE 系列非离子型表面活性剂。当对多环芳烃等具有芳香基团、通常使用高效液相色谱-紫外光谱检测器（HPLC-UV ）进行测定的痕量物质进行分析时，尽管这些表面活性剂萃取性能优良，但由于它们结构中同样含有芳香基团，表面活性剂富集相注入HPLC 后，这些表面活性剂在UV 范围内会产生较强且保留时间很长的信号，从而对被分离物质的信号造成大范围的遮盖，极大地限制了CPE 技术的预浓缩对象范围。为了解决这一问题，离子型表面活性剂和两性表面活性剂相继被开发应用于CPE 过程中。虽然这些表面活性剂同样使用胶束的增溶作用进行萃取，但由于结构不同，其胶束溶液相分离条件也各不相同。1991年，Hinze 首先将两性表面活性剂引入CPE 过程，在此之前CPE 研究全部使用非离子表面活性剂。与非离子型表面活性剂不同，一些两性表面活性剂在浊点温度之下时可发生相分离，如：Hinze 使用的两种两性表面活性剂（C 9H 10（CH 3）2N +-（CH 2）3OSO3-和C 10H 21（CH3）2N +（CH2）3OSO 3-），浊点分别为338K 和341K ，在常温下无须加热即可获得两相分离。而后
I.Casero 等在1999年开始使用十二烷基硫酸钠（SDS ）、十二烷基磺酸钠（SDSA ）等阴离子型表面活性剂在酸存在的条件下引发相分离，从而实现了离子表面活性剂在CPE 中的应用。然而，Hinze 所使用的两性表面活性剂并没有商品化产品，无法广泛应用；而阴离子表面活性剂需要在较高浓度酸的存在下才发生相分离现象，显然不适用于酸性条件下不稳定的物质的萃取，同时酸度的提高对于后续HPLC 设备中色谱柱的寿命也有较大影响。因此，人们的视线又一次回到非离子型表面活性剂中，不断有新型无芳香结构的无UV 信号的非离子型表面活性剂被应用到CPE 中来。与其他表面活性剂相比，非离子型胶束提供了最为宽泛的增溶范围，除了被萃取物性质外，调节表面活性剂的结构、电解质等添加剂的加入和温度等条件的改变均可增强其增溶能力和相分离程度。同时，大多数非离子型表面活性剂均已商品化多年，价格低廉，性质稳定，浊点范围可通过选择不同型号来调节，因此经过多年的不断发展与完善，非离子型表面活性剂始终成为CPE 技术的首选，表1列出了在CPE 研究中使用的具有代表性的非离子型表面活性剂及其相关性质。
在选择表面活性剂时，由于CPE 的相分离需要在浊点温度之上发生，而加热将涉及到被萃取物的热稳定、能耗等问题，因此在满足萃取率的同时，通常倾向于使用浊点较低的非离子型表面活性剂，如PONPE7.5，其浊点远低于室温，因此无须加热在常温便可发生相分离。同时也可以通过两种表面活性剂复配来获得性能与浊点的最佳平衡。
Stalikas 在其综述中给出了用于CPE 较为理想的表面活性剂的条件：
(1)高密度——有助于加速相分离速度；
(2)低浊点(低于或接近室温) ——有利于对热稳定性又要求的样品的分离
(3)较为平衡的憎水性；
(4)已商品化，并价格较低；
然而随着CPE 应用领域的不断拓宽与深入，对于表面活性剂的性质也提出了更为严格的要求：
(1)随着环保意识的增强，很多国家和地区，包括欧盟在内均已限制了含芳香结
构的表面活性剂在工业领域的使用——无芳香结构的表面活性剂将成为CPE 应用中的主流；
(2)相分离后表面活性剂富集相中依然含有大量的水，极大地限制了萃取能力的
提高——结构更为柔顺，可形成更为紧密的表面活性剂富集相的表面活性剂在此方面将更有优势；
(3)相分离速度同样是制约CPE 过程广泛应用的重要因素之一。具有更快的析
出速度，或可结合其他外力以加快相分离进程的表面活性剂是发展的趋势。因此基于以上要求，CPE 的发展依然需要寻找与开发新型环保的高性能表面活性剂。
5、影响浊点萃取的因素
考察浊点萃取过程常用下列这些参数:表面活性剂的浊点(CP)、因子(CF)、相体积比(e)和分配系数(D)。影响浊点萃取的因素很如下：
(1)表面活性剂的类型及性质
表面活性剂分子通常由疏水和亲水两部分组成，这两部分的链剂的CP 。疏水部分相同时，亲水链长增加，CP 升高; 相反，CP 下降。提高表面活性剂浓度可以改善E ，θ随之增大，而CF ，D 增大CF ，可以降低表面活性剂浓度，但是表面活性剂浓度不能活性剂相体积太小，萃取后难以分离，准确性和重现性下降。
(2)溶液的pH 值
pH 值对CPE 的影响要视表面活性剂及被萃取物的性质而定。对非离子型表面活性剂影响不大，但如果是离子型表面活性剂体系，对其影响却十分显著。溶液pH 值对于酸性或碱性的被萃取物影响较大。中性分子电离后疏水性降低，与胶束的结合不如其中性未电离时强。因此要获得较好的萃取率，体系的pH 应控制在被萃取物处于电中性状态，而在萃取生物大分子如蛋白质时，体系的pH 应控制在等电点附近，此时蛋白质具有较强的疏水性，易被萃取。对于金属离子的萃取，需要合适的络合剂与金属离子形成疏水性的络合物，然后萃取到表面活性剂相，PH 值影响络合物的形成，进而影响萃取率。
(3)平衡温度和时间
平衡温度和时间对CPE 的影响也要视表面活性剂及被萃取物的结构而定。使用非离子表面活性剂时，提高平衡温度，E 增加。一般说来，要达到较好的萃取率，平衡温度至少要比表面活性剂的浊点温度高出15一20℃。增长平衡时间会提高萃取率，而过长的平衡时间对于E 无明显影响，通常平衡时间在3Omin 左右就具有较好的萃取率。
(4)离心时间
离心时间加长，E ，θ，D 最初增长明显，稍后持平。对于CP 较高的体系，室温下离心过长可能导致相分离逆转，使萃取率降低。
(5)离子强度
离子强度的改变对E ，θ，D 无明显影响。一些惰性盐的加入可以改变表面活性剂的CP ，使水相的密度增大，便于分离两相。
(6)络合剂的结构
浊点萃取过程不仅受上述因素的影响，还决定于络合剂的结构。Pramauro 等合成了一系列具有同一配合基团4一氨基水杨酸而含有不同碳数烷基链的化
合物，其结构为：
选用Berij35及Fe(Ⅲ) 一PAS 一Cn 体系进行研究表明，Fe(111)回收率，随着配位体的疏水性增大(碳链的增长) 而提高，到队PAS 一C 10或碳链更长时，Fe(III)能定量回收。
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、CPE 理论研究进展
作为一种新型的分离方法，除了分离领域和分析化学中通用的参数，如萃取率（Recovery ）、分配系数（Distribution coefficient ）和预浓缩因子外，CPE 的研究还需要一些特有的参数来表征其特殊的相分离过程。图3中列出了CPE 中常用的表征参数及计算公式：Vs 和Vw 分别表示相分离后表面活性剂富集相体积和水相体积，为了避免不同溶液体积的影响，Vs/Vw和Vs/(Vs+Vw)通常用来表征Vs 和相分离程度，由于Vs 非常小，Vw 远远大于Vs ，Vs/Vw和Vs/Vs+Vw）与Vs 通常具有相同的变化趋势。同时，由于相分离后表面活性剂富集相中依然
含有大量的水，极大地增加了Vs ，而降低了预浓缩因子和分配系数，因此表面活性剂富集相中的水含量（Ws ）也是衡量CPE 性能的重要指标，此外，也可以使用表面活性剂富集相体积与质量的比值Vs/Ms来评价Ws 。
对于CPE 进行设计和优化的量化基础是基于被萃取物质在胶束水溶液中水相和表面活性剂胶束相间的相平衡数据，在此方面很早便有对于金属离子、染料等有机物质在两相间分配的研究。Watanabe. H 研究了Zn （II ）、Ni （II ）、Cd （II ）、Cu （II ）和一些酚类物质在PONPE 胶束溶液中的相平衡，研究结果表明被萃取物质在胶束与水间的分配行为和其在有机溶剂与水两相间的分配相一致。因此，CPE 的萃取能力也同样对萃取物具有选择性；同时，可以通过常用的辛烷分配系数来预测某两种被萃取物质在CPE 过程中的萃取性能的高低。但由于表面活性剂富集相中含有大量的水，被萃取物在水相和表面活性剂富集相间的分配并不完全与辛烷的分配系数相一致，受相分离程度的影响较大。而对于离子型表面活性剂的胶束溶液，由于胶束界面强烈的静电作用超过了简单的两相作用，其相平衡行为较为复杂，Saitoh T 则对于金属离子在SDS 溶液中的分配进行了较为深入的研究。
Szymanowski J 等将Abraham 模型（式1-1）应用于芳香物质在CPE 两相间的分配及其对浊点影响的预测，研究结果证明该模型适用于CPE 性能的预测，且计算数据表明：CPE 技术对于众多芳香族物质具有较好的萃取性能，但对低分子量的亲水酸的分离性能较差，而分配系数与非离子表面活性剂的亲水性有关。
与有机溶剂萃取不同，被萃取物在胶束中的增溶具有一定的体积限制，即只有体积小于胶束所允许的尺寸时才有可能被增溶。Luconi 等对金属离子在胶束中的增溶过程进行了更为深入的研究，结果表明：PONPE 在萃取Pb （II ）时，PONPE 与[Pb（OH ）]+通过PEO 基团形成了阳离子复合物，且推算出每个胶束中最多可增溶60个金属离子。而表面活性剂结构对增溶性能又有一定影响：随着憎水基团长度的增加和极性端的降低，其增溶性能将随之上升。
对于相分离过程的研究表明：通过氢键作用，每个表面活性剂胶束周围被由水分子构成的“笼子”包围；当温度升高超过浊点时，“水笼”将因熵变大而被破坏，胶束间凭借弱的范德华力而导致相分离。较为经典的表述为，相分离是使
胶束在水中溶解的熵变与使胶束从水中析出的焓变相互竞争的结果。而在浊点之上，胶束聚集数随温度升高而骤然增加，也从另一方面造成了相分离的发生。以具有PEO 基团的表面活性剂为例，低温时PEO 基团相互排斥，因此表现为亲水性；而温度升高后，由于“水笼”破坏而造成脱水，PEO 基团转为相互吸引，导致聚集数上升，而引发相分离。
7、CPE 技术的应用领域
CPE 高萃取性能、低成本和环境友好等优点使其在分析和工业废水处理中均有较为广阔的潜在应用领域。然而，由于相分离过程等方面依然存在一定问题，限制了CPE 技术的放大化与连续化操作，大部分CPE 研究仍然局限在作为痕量物质的高性能预浓缩方法的应用。
7.1分离与纯化蛋白质
CPE 法可用于分离膜蛋白、酶、动物、植物及细菌的受体，还可以代替一些分离方法如硫酸馁分级法作为纯化蛋白的第一步。该方法用于蛋白质的分离纯化已经可以实现大规模生产操作。表2列出了CPE 法近年来在生物大分子分离纯化中的应用情况。
7.2有机物的萃取及分析检测
许多不溶或微溶于水的有机物能很好地溶于胶束中，其溶解能力与表面活性剂的类型有关。当碳氢链的长度等同时它们的溶解能力有如下顺序:非离子型>阳离子型>阴离子型，同时非离子型的表面活性剂的溶解能力在浊点附近随温度的上升而迅速增加，通过控制条件能达到有效地萃取分离有机物的目的。CPE 可以作为流动注射分析任IA) 、高效液相色谱(柳LC) 、毛细管电泳(CE)等仪器分析技术的样品前处理方法，提高检出灵敏度，在环境污染物分析中得到了广泛应用。表面活性剂不仅可以防止样品吸附在玻璃容器壁上，而且易于与FIA 中的载液及HPLC 中的有机流动相或胶束流动相混合，萃取后可以直接进样。浊点萃取技术用于有机物分离测定的实例见表3。
7.3在金属离子分离富集及形态分析中的应用
浊点萃取法作为痕量元素分离富集的手段，在分析化学中得到了广泛应用，它能够与多种检测技术联用，其中包括:分光光度法、荧光分析法、原子吸收光谱法、等离子体原子发射光谱法/质谱法等。最近也有将其与色谱技术(HPLC和CE) 联用进行金属离子的分离富集和形态分析的报道。
7.3.1原子光谱
与浊点萃取在分子光谱及有机物测定方面的应用和研究相比，原子光谱方面的应用研究相对较晚，但呈现出明显增长的趋势。
7.3.1.1火焰原子吸收光谱法
早期的研究表明，原子吸收光谱法样品溶液中共存的有机溶剂或表面活性剂
有利于改善FAAS 的检测灵敏度，并将此现象称为增感效应(Enchancemenieffect)。浊点萃取后，浓缩相中有大量的表面活性剂、鳌合剂和有机溶剂等，引入FAAS 后也会引起增敏作用。浊点萃取金属离子火焰原子吸收法测定的方法最早应用于福的测定，检出限达到0.4林留L ，15mL 的样品分析信号增强了120倍。以后，在短短的十几年时间里，仅有关浊点萃取与原子吸收光谱的应用研究论文发表数超过40篇，涉及元素多达十余种。表4列举了浊点萃取火焰原子吸收光谱法在金属元素检测方面的应用实例。
特别值得一提的是最近有报道如Cd 2+或其I -的配合物及Pb 2+的水合离子Pb(OH)+可与表面活性剂的聚氧乙烯基团作用直接形成鳌合物而被萃取，简化了浊点萃取步骤。Giokas 等采用以毗咯烷基氨基二硫代甲酸按(APDC)为鳌合剂，Triton X —114为表面活性剂萃取水样中痕量的Fe 、Co 和Ni ，然后采用图4的方式进行流动注射(Flowinjection analysis ，FIA) 进样，采样环体积为50μL ，方法测定Fe 、Co 和Ni 的检出限分别达到19，5和11μg/L。采用流动注射进样，减少了采样体积，克服浊点萃取最终可供检测溶液少(约600μL) 的困难，可以增加重复进样的次数，实现一次预浓集可以平行测定三种以上元素，同时，也改善了测定的精密度。
7.3.1.2电热原子吸收光谱法（ETAAS ）
相比于与FAAS 的联用，浊点萃取后的浓缩相更适合于电热原子吸收光谱法。主要原因是由于：l) 有机溶剂与石墨炉碳表面的接触角为0～10○，与水溶液的接触角85.7○相比，表面活性剂浓缩相更容易均匀地平铺在石墨平台的表面；2) 表面活性剂的分散作用可有效防止样品溶液自聚。这二种特性均有利于样品在蒸发、灰化过程中均匀受热，有效原子化，防止因受热不均引起溅射损失。另外，浊点萃取浓缩相有效分离了实际样品的基体，对于一些易挥发性待测元素可免于使用化学改进剂，简化石墨炉原子化步骤，提高检测效率。
由于CPE 技术与ETAAS 良好的适配性，自2003年Borge 等首次报道采用浊点萃取ETAAS 法测定血液中的Cd 、Pb 和Pd 以来，CPE 与ETAAS 的联用引起了人们的很大兴趣，短短5年多时间共有27篇论文发表，应用领域也不断扩大。表5列出了近年来一些成功的应用研究。
7.3.1.3氢化物发生原子吸收光谱(HGAAS)
Bǒyǔkbayram等首次报道了浊点萃取预浓集氢化物发生原子吸收光谱法(HGAAS)测定水中痕量锗，检出限达到0.59μg/L，典型的检测流程见图5。约25μL 的表面活性剂浓缩相经酸化后加入一定量的消泡剂以防止在氢化反应过程中产生大量的气泡。虽然方法可行，但步骤相对烦琐。
7.3.1.4电感藕合等离子体原子发射光谱(ICP—AES)
ICP —AES 具有线性范围宽、基体影响小、多元素同时检测的优点。因此，选择合适的广谱鳌合剂进行CPE ，可以实现多种痕量元素的同时测定。但是，将浊点萃取后的浓缩相稀释液引入ICP —AES 的雾化系统须考虑大量有机物引入后ICP 放电不稳定的的问题。一般可以通过提高入射功率、加大冷却气流量、降低样品提升量或采用FIA 技术进样等手段得以解决。
Wuilloud 等首次将水中汞经浊点萃取后以流动注射冷蒸气发生方式引入ICP —AES 。以2－(5－溴－2－吡啶偶氮)－5－二乙氨基酚(5－B－PADAP) 和单对壬基酚聚氧乙烯醚(PONPES5) 体系萃取汞后的浓缩相以SnCl 2还原，50mL 水样经浊点萃取和冷蒸气发生ICP —AES 检测，检出限为4ng/L，富集倍率达200。其后相关的应用研究详见表6。Bezerra 等采用FIA 进样同时测定水中Cd 、Cr 、Cu 、Mn 、Ni 和Pb 等六种元素，克服了常规进样方式试样量不足的问题。Ortega 等
采用5—B r—PADAP为鳌合剂，正烷基苯基聚乙二醇醚(PONPE7.5) 为表面活性剂，流动注射在线浊点萃取后将表面活性剂相富集到填有棉花的小柱，再以4mol/L的硝酸洗脱，流出液直接引入ICP ，方法成功应用于尿中钇的测定。Li 等将浊点萃取应用到电热蒸发(ETV)－ICP －AES ，用于无机锑和铬形态的测定。
7.3.1.5电感藕合等离子体质谱(ICP—MS)
与ICP —AES 法相比，ICP —MS 方法的线性范围更宽、灵敏度更高，但是仪器的价格及对操作人员的要求也相对要高一些。Silva 等首先将浊点萃取方法引入到ICP —MS ，采用O,O 一二乙基二硫代磷酸铵(DDTP)为鳌合剂，Triton X —114为表面活性剂浊点萃取水中Ag 、As 、Au 、Cd 、Cu 、Pb 和Se ，采用流动注射超声雾化方式进样，使上述元素的检出限达到0.003—0.02μg/L。类似于ICP —AES 的进样方式，采用FIA 技术可有效克服大量有机溶剂引入时等离子体的不稳定现象。该研究组还用这一体系萃取尿液、人发等生物样品中R 、Rh 、Ru 、Au 、Pd 等贵金属元素，采用ETV 进样方式进行ICP —MS 测定，检出限达到0.X —X.0ng/L，增敏因子最高达60倍。ET V－ICP －MS 允许微升级量的样品进样，比常规气动雾化方式进样灵敏度更高。Bellato 等以8－羟基喹啉(HQ)为鳌合剂，
TX —100为表面活性剂定量浊点萃取了植物参考样品中Mo ，以水为稀释剂，同位素稀释—ICP —MS 法进行测定，检出限达到0.8ng/g。
Simichiev 等以2一巯基苯并噻唑为鳌合剂，Tritonx —100为表面活性剂，浓缩相以1mol/LHCI稀释后以连续喷雾方式引入ICP —MS 。首次提出了采用微波辅助浊点萃取铂族元素(Pt、Rh 、Pd) 的方法。缩短萃取时间达9倍。Pt 、Rh 、Pd 的检出限分别达到1、5和6ng/L，浓缩倍率为8。
7.3.2分子光谱
由于分子光谱方法与流动注射技术结合容易实现自动分析，仪器结构相对简单，检测速度、精密度、准确度有一定的吸引力。浊点萃取应用于金属离子检测的首篇文章就是采用分子光谱法。
通常将待测金属离子与合适的鳌合剂反应后用浊点温度相对较低的表面活性剂进行萃取分相，经析相的浓缩相以一定的溶剂稀释定容，然后再以分光光度计进行检测。流动注射技术进样具有一定的灵活性和提高方法效率的优势。Garrido 等采用棉花微柱吸附随后以热水洗脱在线测定Hg 2+。Sombra 等报道在阳离子表面活性剂氯化苄基二甲基癸基铵(BDTAC)存在下，铬天青S(CAS)和A13+形成二元鳌合物，以非离子表面活性剂PONPE 7.5进行浊点萃取，浓缩相经200μL 乙睛稀释后以FI A—UV方式在554nm 处检测，方法成功应用于注射用营养液中铝的测定。
化学发光和荧光光谱法由于其灵敏度比紫外可见分光光度法要高，且由于表面活性剂形成的胶束微环境可以对处于激发态的荧光物质起到保护作用而提高荧光强度，可结合流动注射方便灵活的特点建立有效的测定方法。Igarashi 和Endo 利用粪卟啉Ⅲ与Pd(Ⅱ) 形成的鳌合物在室温下具有强磷光发射的特性，建立了浊点萃取磷光法测定钯的方法。Shokoufi 和Shemirani 还将浊点萃取应用于水样中锗的激光诱导热透镜方法的检测。由于分光光度法灵敏度相对较低，化学发光和荧光光谱受发光体系环境影响大且迄今为止成熟的体系相对偏少的原因，浊点萃取在分子光谱方面的应用研究相对较少。表7列举了部分应用实例。
7.3.3高效液相色谱(HPLC)和毛细管电泳(CE)
浊点萃取与HPLC 的联用研究主要集中于生物或环境试样中多聚磷酸酯、三氯磷酸酯(敌百虫) 、多环芳香烃等有机物或农药残留物的检测。对于金属离子而言，首先须将待测金属离子与选定的鳌合剂形成疏水性的鳌合物，再经浊点萃取进行预富集。然而，限于常规高效液相色谱紫外、示差、二极管阵列等检测器的灵敏度所限，因此相关报道较少。Tang 等成功地将铬形态的浊点萃取富集手段应用到HPLC 的分离，有研究者用四种汞形态与DDTC 鳌合后进行浊点萃取，然后以HPLC —UV 检测，虽然通过梯度洗脱将待测物质与表面活性剂及鳌合剂组分达到基线分离，但方法的灵敏度还不足以满足实际无污染环境样品中汞形态的测定。
毛细管电泳因其样品用量少、分离速度快、分辨率高、设备运行成本低、方法灵活等特点受到分析工作者的关注。由于CE 采用UV 作为检测器时灵敏度低，难以满足实际样品中μg/L或ng/g级金属离子检测的需要。通过改进检测器流通
池的形状或采用激光诱导荧光或质谱等高灵敏度检测器可改善该方法的检测性能。Tang 等以PAN 为鳌合剂，Tritonx —114作为表面活性剂同时浊点萃取Cu(Ⅱ) 和Co(Ⅱ) ，经CE 分离后以光电二极管阵列检测器检测，二种离子可达基线分离，浓缩因子达16.3和15.9，检出限分别为0.26和0.12μg/L。Cerutti 等则以5—Br —PADAP 为鳌合剂，PONPE 7.5作为表面活性剂同时浊点萃取Pt 和Pd ，浓缩相以乙睛稀释后引入CE 紫外检测，富集因子达250，检出限分别为0.04和0.08μ/L。Luconi 等则以无鳌合剂的PoNPE 7.5作为浊点萃取体系分离富集唾液样品中铅，CE 紫外间接检测，检出限达11.4μ/L。尹学博提出双浊点萃取(Dual—cloud point extraction) 的概念，实现了浊点萃取CE 法测定汞的形态。
7.3.4在金属离子形态分析中的应用
元素的化学形态分析是当今分析科学中的活跃研究领域，也是环境科学、生命科学对分析化学提出的一个挑战性课题。根据IUPAC 的定义，形态分析是指测定一样品中某元素的不同键合形式、不同氧化态和该元素的总量。元素形态在环境、生化、地质和医药等领域中非常重要，因为不同的元素形态具有不同的化学和生物学行为，元素的毒性与其存在形态密切相关。形态分析对于揭示微量元素在环境和生命科学中的迁移转化规律及其生物化学作用是非常必要的。
浊点萃取应用于痕量元素形态分析时，通常先测定可被萃取的元素形态(形成金属络合物的元素氧化态或还原态，元素的络合态等) 的含量，然后测定元素的总量，采用差减法计算未被直接测定的另一形态的金属离子的含量；或者通过控制溶液的pH 值和加入不同的鳌合剂的方法，使元素的不同形态分别生成可被萃取的鳌合物，连续萃取分离后分别进行测定。该方法简便、快速，已用于Cr(Ⅲ) 和Cr(Ⅵ) ，Fe(Ⅱ) 和Fe （Ⅲ）以及Cu 和Fe 的结合态的分析。表8列出了浊点萃取技术在一些金属离子形态分析中的应用情况。
7.4在水处理方法中的应用
尽管浊点萃取具有高萃取性能和低成本等特点，但由于传统的基于离心操作的相分离过程无法应用于大规模操作，而另一种基于高温加热操作的CPE 过程能耗大且过程缓慢，因此迄今为止，大多数研究依然始终局限为一种分析过程中的样品预浓缩方法，而只有一篇文献尝试使用转盘萃取塔（Rotating disk Contactor, RDC ）将加热CPE 过程放大至中试规模而应用于水处理之中，如图6所示。然而，由于此过程仅将基于加热引发相分离的CPE 过程简单放大后进行连续操作，其中需要传统的搅拌等操作来保证传质过程的均相性，剧烈的搅拌极大地破坏了相分离过程的进行，从而导致在获得的水相中依然含有大量表面活性剂的存在，萃取性能远低于放大前的实验室操作。尽管如此，CPE 所具有绿色环保、低成本和高性能的优势是传统萃取方法所无法比拟的，其应用于大规模的水处理符合分离领域绿色节能的趋势，将大幅降低处理成本与提高分离工艺的环保进程，因此开发新型的适用于工业化操作的浊点萃取技术将是其未来发展的必然方
向，也是新型环保分离技术加快应用的大势所趋。
8、小结
作为一种新兴的萃取技术，CPE 技术带来了较传统分离方法更为环保、高效、低成本和节能的解决方案，尤其对于水中低浓度物质的分离，基于胶束特有的均相作用机制，CPE 技术在萃取性能和效率上均表现出极为明显的优势。因此，一经出现很快成为研究的热点，且在分析领域已作为一种可靠的样品制备手段得到广泛关注，具有良好的应用前景。
经过二十余年的不断发展完善，CPE 技术在理论上与应用上均已逐渐走向成熟。同时，在重视环保与能源危机的大背景下，其高效、节能、环保的优点使CPE 技术的发展顺应了当今分离工程的未来方向。因此，不单局限于作为一种样品制备方法，而将CPE 大规模工业化应用具有经济意义和社会意义，是其进一步发展的重要方向和必然趋势。然而一些技术中存在的关键问题依然在一定程度上限制了CPE 性能的进一步提高与其潜在应用领域的拓展。这些问题主要包括：
(1)常用的高性能表面活性剂均含有芳香基团，在UV 检测器中会产生对被分析物质的信息遮盖，且不符合环境保护的要求；
(2)表面活性剂富集相中水含量过高，使表面活性剂富集相体积过大，从而限制了分配系数和浓缩因子的提高；
(3)传统的胶束溶液相分离方法不适用于放大化和连续化操作，使CPE 技术在工业化应用中性能过低；
(4)反萃取过程依然依靠传统的LLE 萃取，萃取性能较低，且不利于表面活性剂的重复再利用；
(5)萃取对象仅限于水体中金属离子和疏水性有机物质的分离，难以应用于醋酸等亲水性有机酸的处理，而后者在低浓度污水中的比例不容忽视。
针对传统CPE 过程中的表面活性剂、相分离过程、反萃取方法和萃取对象范围等制约其性能和潜在应用的各关键问题，应从以下几个主要方面展开：
1. 寻找新型高效的表面活性剂，以满足两方面要求：（1）无芳香结构，符合环保要求，从根本上解决UV 分析中对被测物产生信息遮盖的问题；（2）可形成更紧密的表面活性剂富集相结构，以降低其水含量，获得更高的分配系数和浓缩因子；
2. 开发新型CPE 相分离方法，使CPE 过程具有（1）更快的相分离速度；
（2）更高的相分离程度，即：表面活性剂富集相中水含量更低，体积更低；（3）更低的能耗；（4）适用于放大化和连续化操作，以应用于较大规模的水处理过程；
3. 对上述新型CPE 技术进行中试实验和连续化操作，以使其在水处理中的应用成为可能；
4. 针对传统基于液液萃取的反萃取技术，开发新型高效、节能的反萃取技术，实现对表面活性剂富集相中的表面活性剂和被萃取物进行更为高效的回收与再利用；
5. 尝试将浊点萃取技术应用于含低浓度有机酸的废水的处理中，进一步拓展和完善CPE 的应用领域和萃取范围。