آلی پر شود سپس حلال اضافی روی فیبر با آب شسته میشود. گفتنی است که حلال آلی باید غیر قابل امتزاج با آب باشد. لای? نازک تشکیل شده از فاز آلی ضخامتی در حدود 200 میکرومتر دارد و کل فاز آلی استفاده شده در این فرآیند در حدود 15تا 20 میکرولیتر است. فیبر آماده شده طی استخراج داخل محلول آنالیت قرار میگیرد. آنالیت ابتدا به داخل فاز آلی مستقر در جدار? فیبر و سپس به فاز گیرندهی مستقر در داخل فیبر منتقل میشود. پس اگر A آنالیت استخراجی باشد در یک سیستم دو فازی میتوان تعادل آن را بصورت زیر نشان داد.
AaqAorg
در اینجاCeq.organic غلظت A را در فاز گیرنده و Ceq,sample غلظت A را در محلول نمونه در حالت تعادل نشان میدهد. براساس معادل? (2-2) و معادل? تعادل جرمی سیستم دو فازی، میتوان راندمان استخراج(R) را برای آنالیت A محاسبه کرد:
در اینجا Vorgحجم کل فاز آلی در سیستم (فاز آلی جذب شده در منافذ فیبر و داخل فیبر) و Vsample حجم نمونه را نشان میدهد. رابطه (2-3) نشان میدهد کارایی استخراج به ثابت تفکیک، حجم حلال آلی و نیز حجم نمونه بستگی دارد. برای ترکیباتی که Kacceptor/sampleبزرگی دارند کارایی استخراج بالایی بدست میآید. پس میتوان با انتخاب حلال آلی مناسب و با انتخاب pH مناسب برای تر کیبات اسیدی و بازی ودر بعضی موارد با افزایش قدرت یونی نمونه به کارایی بالایی از استخرج دست یافت. همچنین استفاده از حجم‌های کم نمونه باعث دستیابی به درصدهای استخراج بالایی می‌شود.
همچنین درصد بازیابی آنالیت نیز توسط معادله زیر قابل محاسبه است:

: غلظت اولیه آنالیت در محلول نمونه
: حجم محلول آبی نمونه (فاز دهنده)
: حجم حلال آلی (فاز گیرنده)
CO: غلظت آنالیت در فاز گیرنده در پایان استخراج است.
در SBME دوفازی، بازیابی واقعی کمتر از مقدار محاسبه شده می‌باشد، چرا که کسری از حلال آلی که در منافذ فیبر قرار گرفته، در استخراج نقشی ندارد و فقط کسر موجود در مجرای فیبر می‌تواند به درون سرنگ کشیده شود.کینتیک استخراج برای یک سیستم دو فازی میتواند بصورت معادله زیر نوشته شود:
Cacceptor= Ceq,acceptor(1-e-kt)
Ceq.acceptorغلظت آنالیت A در فاز گیرندهدر زمانt، می‌باشد.
در رابطه، K ثابت سرعت با واحد (S-1) و مقدار آن از رابطهی ذیل قابل محاسبه است:
(2-6)
Ai و ثابتهای انتقال جرم در فاز آلی را نشان می‌دهد این معادله نشان میدهد اگر Aiوبزرگ باشند وVsample کوچک باشد، استخراج با سرعت بیشتری انجام میشود.با افزایش سرعت همزدن میتواند به ماکزیمم مقدار خود برسد.
در مدل سه فازی، آنالیت از نمون? آبی به یک فاز آلی و سپس به فاز گیرنده که یک محلول آبی است و داخل فیبر را پر میکند وارد میشود. این فرآیند بصورت معادل? تعادلی زیر نوشته میشود:
AaqKorg/sampleAorgKacceptor/orgAac
دراینجا Korg/ sampleوKacceptor /org به عنوان ثابت‌های توزیع تعریف میشوند:
(2-8)
بر اساس معادلات فوق و نیز بر پای? تعادل جرم برای سه فاز مقدار R از رابطهی زیر محاسبه میشود:
Vacceptorحجم فاز گیرنده و Vorgحجم فاز آلی مستقر در داخل منافذ فیبر میباشد. معادل? فوق نان می‌دهد راندمان استخراج در سیستم سه فازی از طریق ثابت‌های توزیع، حجم نمونه و حجم فاز آلی و حجم فاز گیرنده کنترل میشود. در کل داشتن ثابت توزیع بالا برای انجام استخراج خیلی مهم است که میتواند با انتخاب مناسب فاز آلی و نیز تنظیم pH نمونه حاصل شود. برای آنالیت‌های بازی pH نمونه باید بالا باشد (تقریباً سه واحد بزرگتر از PKaآنالیت) در حالی که pH فاز گیرنده باید اسیدی باشد (ترجیحاً سه واحد کوچکتر از PKa آنالیت). بصورت عکس برای آنالیت اسیدی شرایط معکوس باید مهیا باشد. با توجه به معادل? (2-11) میتوان برای SBME فاکتور تغلیظ بالایی انتظار داشت به شرط اینکه ثابت توزیع آنالیت بزرگ باشد.
در مدل سه فازی، کل حجم فاز گیرنده برای استخراج در دسترس می‌باشد، بنابراین درصد بازیابی از معادله زیر به دست می‌آید (67).
2-1. مروری بر روشهای استخراج مایع- مایع و میکرواستخراج مایع- مایع1
استخراج مایع- مایع بر مبنای توزیع گونه بین دو فاز امتزاج‌ناپذیر که معمولاً یکی از آن‌ها آب و دیگرییک حلال آلی است استوار است. در این روش اساس جداسازی توزیع است (1و2).
عوامل مؤثر در استخراج مایع- مایع عبارتند از:
نوع حلال استخراج کننده، حجم حلال آلی برای استخراج، pH، عامل استخراج، عامل پوشاننده و قدرت یونی محیط.
استخراج مایع- مایع یکی از قدیمی‌ترین روش‌های جداسازی است، سادگی و کاربردی بودن در مقیاس تجزیه‌ای و صنعتی از عوامل بقای این روش تا امروز بوده است. از مهم‌ترین معایب این روش مصرف زیاد حلال آلی و آلودگی محیط زیست، هزینه حلال آلی و ایجاد سمیت می‌باشد. در همین راستا با پیشرفتی که در این روش صورت گرفت و با کم کردن مقدار حلال آلی استخراجی، روش‌های میکرواستخراج با حلال روی کار آمدند که در این روش‌ها حجم حلال آلی مصرفی به مقدار قابل توجهی کاهش می‌یابد (3).
روش‌های میکرواستخراج با حلال شامل موارد زیر می‌باشد:
1- میکرو استخراج فاز مایع با تک قطره2(SDME)
2-میکرو استخراج فاز مایع توسط غشای فیبر توخالی3(HF-LPME)
3- میکرو استخراج فاز مایع با استفاده از انجماد حلال استخراج کننده
4- میکرو استخراج فاز مایع- مایع پخشی4(DLPME)
2-1-1.میکرواستخراج فاز مایع
2-1-1-1.میکرواستخراج فاز مایع با تک قطره
Liu و Dasgupta اولین محققانی بودند که از یک قطره‌ی کوچک جهت تغلیظ و استخراج استفاده نمودند. آنها با به کار بردن یک میکرو قطره‌ی آلی از جنس کلروفرم به صورت معلق در یک قطره آبی در حال جریان (سیستم قطره در قطره) توانستند سدیم دو دسیل سولفات را به صورت زوج یون با متیلن بلو به داخل کلروفرم استخراج نماید(4).تقریباً در همان زمان Jeannotو Cantwellروشی را معرفی کردند که آن را میکرو استخراج با حلال نامیدند (5).در این روش یک قطره8 میکرولیتری از حلال آلی n-اکتان حاوی مقدار ثابتی از استاندارد داخلی در انتهای میلهی تفلونی قرار میگرفت و میلهی تفلونی به محلول آبی در حال چرخش که حاوی آنالیت بود وارد میشد. بعداز اتمام استخراج، میله تفلونی از محلول آبی بیرون کشیده شده واز فاز آلی برای آنالیز به دستگاه کروماتوگرافی گازی تزریق میگردید.
شکل 2-1. نمای جانبی از سیستم میکرو استخراج با حلال با استفاده از میلهی تفلونی
در سال 1997 به موازات تحقیقات Jeannot و Cantwell روی میکرواستخراج با قطره،HeوLeeاستخراج با قطره را در حالت استاتیک و دینامیک انجام دادند (6).در روش استاتیک، یک میکرولیتر از قطره‌ی استخراجی در نوک سوزن میکروسرنگ معلق شده، در تماس با محلول آبی قرار گرفته و استخراج گونه از فاز آبی به داخل قطره انجام می‌گیرد. در روش دینامیک، پیستون میکروسرنگ به صورت قیف جدا کننده عمل می نماید. با کشیدن پیستون و ورود محلول آبی به داخل میکروسرنگ، لایه‌ی نازکی از فازآلی در جدار داخلی سرنگ و سوزن تشکیل شده و همرفت القاء شده در اثر حرکت پیستون منجر به استخراج گونه‌ها از فاز آبی به لایه آلی می‌گردد (7). میکرو استخراج با قطره به دو شیوه دوفازی و سه فازی قابل انجام است. در میکرو استخراج دو فازی، استخراج گونه‌ها به درون یک حلال آلی غیر قابل امتزاج با آب رخ می‌دهد. در میکرواستخراج سه فازی یا میکرواستخراج مایع- مایع- مایع5، گونه‌ها از نمونه به درون حلال آلی و سپس با استخراج برگشتی به درون فاز آبی پذیرنده استخراج می‌شوند.
در میکرو استخراج با قطره (دو فازی یا سه فازی) به دلیل انتقال گونه‌ها از نمونه‌های با حجم چند میلی‌لیتر به داخل میکرو قطره‌ای با حجم میکرولیتر، فاکتور تغلیظ بالایی برای مواد مختلف به دست می‌آید. وجود یک مرحله استخراج برگشتی در سیستم سه فازی، انتخابگری سیستم را بالا می‌برد، چرا که طی آن بسیاری از مولکول‌های خنثی حذف گردیده و روش از قدرت پاکسازی6 بالایی برای نمونه‌های با ماتریس پیچیده برخوردار می‌گردد. با انتخاب حلال آلی مناسب، کاهش نسبت به حجم میکرو قطره‌ی پذیرنده به نمونه، تنظیم شرایط و pH فازهای دهنده و گیرنده و نیز با به کارگیری واکنشگرهای کمکی در فاز استخراجی به منظور به دام‌اندازی گونه‌ها، می‌توان کارایی استخراج را افزایش داد (8).
قرارگیری حلال استخراجی در معرض بافت پیچیده‌ی نمونه و انحلال جزئی حلال در آب، دشواری نگهداری قطره درون محلول، عدم امکان استفاده از دماهای بالا و ناپایدار شدن قطره طی هم زدن محلول، همچنین کشیده شدن مقداری از محلول همراه با قطره به درون میکروسرنگ در انتهای کار از جمله معایب روش SDME می‌باشد. Jennot و همکارانش در سال 2001 با هدف رفع این محدودیت‌ها ایده‌ی استفاده از قطره‌ی حلال در فضای فوقانی7 را مطرح نمودند (9).
در این روش که میکرواستخراج با حلال از فضای فوقانی نامیده می‌شود، قطره برای زمانی معلوم در تماس با فضای فوقانی نمونه قرار گرفته و استخراج گونه‌ها از محلول به فضای فوقانی و از آنجا به درون قطره انجام می‌پذیرد.
HS-SDME روشی ساده، حساس و ارزان است و جهت استخراج ترکیبات فرار و نیمه فرار از نمونه‌های با بافت پیچیده بسیار مناسب می‌باشد(11، 10). به منظور افزایش تکرارپذیری استخراج، این روش توسط دستگاه‌های نیمه خودکار و تمام خودکار نیز انجام پذیرفته است. در شکل(2-1)نمایی از سیستم میکرواستخراج با قطره به دو شیوه استخراج مسقیم و استخراج از فضای فوقانی نشان داده شده است.
شکل 2-2. نماییازسیستم میکرو استخراج باتک قطرهالف) استخراج مستقیم از درون محلول ب) استخراج از فضای فوقانی
2-1-1-2. میکرو استخراج فاز مایع با فیبر توخالی(HF-LPME)
روش LPME با تک قطره به صورت دو فازی و سه فازی از مزایایی همچون مصرف مقادیر بسیار