微流控液液萃取-液液波导集成化分析系统

doi:10.7503/cjcu20150701

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (4): 648.doi: 10.7503/cjcu20150701

微流控液液萃取-液液波导集成化分析系统

姜健^1,², 李盼盼², 马滢雪², 杨春光², 徐章润²()

1. 辽东学院化学工程学院, 丹东 118003
2. 东北大学分析科学研究中心, 沈阳 110819

收稿日期:2015-09-08 出版日期:2016-04-10 发布日期:2016-03-09
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 20975019, 21375012, 21305010)资助

Microfluidic Analysis System Integrated with Liquid-liquid Extraction and Liquid-liquid Waveguide^†

JIANG Jian^1,², LI Panpan², MA Yingxue², YANG Chunguang², XU Zhangrun^2,^*()

1. Institute of Chemical Engineering, Eastern Liaoning University, Dandong 118003, China
2. Research Centre for Analytical Sciences, Northeastern University, Shenyang 110819, China

Received:2015-09-08 Online:2016-04-10 Published:2016-03-09
Contact: XU Zhangrun E-mail:xuzr@mail.neu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.20975019, 21375012, 21305010)

摘要/Abstract

摘要：

利用溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体/碳酸钠溶液双水相体系, 实现了多相层流液液萃取. 以具有较高折射率的离子液体为液芯, 较低折射率的盐溶液为包层, 实现了液液波导吸光度检测. 据此建立了一种液液萃取与液液波导检测集成化的微流控分析系统. 该系统对甲酚红试样的萃取率在93%以上, 对甲酚红试样检测的线性范围为0.01~0.40 mg/mL, 相对标准偏差为3.4%(n=11), 检出限为3.8 μg/mL(3σ). 该系统将萃取分离与液液波导长光程吸光度检测集成在一起, 为拓展吸光度检测在微流控系统中的应用提供了新思路.

关键词: 微流控芯片, 离子液体双水相萃取, 液液波导, 吸光度检测, 集成化

Abstract:

A microfluidic analysis system integrated with liquid-liquid extraction and liquid-liquid waveguide detection was explored. Multiphase laminar liquid-liquid extraction was realized using 1-butyl-3-methyl imidazolium bromide ionic liquid/sodium carbonate solution aqueous two-phase system. Liquid-liquid waveguide absorption photometric detection was achieved by the ionic liquid with higher refractive index served as liquid core and the salt aqueous solution with lower refractive index served as liquid cladding. The extraction efficiency for cresol red extraction is more than 93%. The linear range, the relative standard deviation and the detection limit for cresol red detection were 0.01—0.40 mg/mL, 3.4%(n=11) and 3.8 μg/mL(3σ) respectively. Extraction separation and liquid-liquid waveguide-based long optical path absorbance detection were integrated in the system, which provided a new strategy for expanding the application of absorbance detection in microfluidic systems.

Key words: Microfluidic chip, Ionic liquid aqueous two-phase extraction, Liquid-liquid waveguide, Absorbance detection, Integration

中图分类号:

O657.32

TrendMD:

姜健, 李盼盼, 马滢雪, 杨春光, 徐章润. 微流控液液萃取-液液波导集成化分析系统. 高等学校化学学报, 2016, 37(4): 648.

JIANG Jian, LI Panpan, MA Yingxue, YANG Chunguang, XU Zhangrun. Microfluidic Analysis System Integrated with Liquid-liquid Extraction and Liquid-liquid Waveguide^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(4): 648.

图/表 5

Fig.1 Channel layout of the microfluidic chip(A), multiphase flows at different positions of the extraction channel(B—E) and photograph of the microfluidic chip(F) (A) 1. Inlet of the liquid core; 2 and 3. inlets of the inner cladding liquid; 4 and 5. inlets of the outer cladding liquid.

Fig.2 Schematic diagram of liquid-liquid waveguide in the detection channela. Liquid core; b. liquid cladding; c. optical fiber for transmitting incident light; d. optical fiber for receiving optical signal.θc: critical angle of the total internal reflection.

Fig.3 Effect of incident angle of the optical fiber on absorbance

Fig.4 Standard curve of cresol red in IL solution

Table 1 Extraction of cresol red in the Na2CO3 solution

No.	c₁/(mg·mL^-1)	c₂/(mg·mL^-1)	c₂'/(mg·mL^-1)	Extraction rate(%)	RSD(%)(n=10)
1	0.0103	0.0241	0.0258	93.4	8.9
2	0.0516	0.128	0.129	99.2	3.5
3	0.103	0.259	0.258	100	1.8

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