固相(微)萃取劑色譜綜述全解

1、固相萃取及色譜的發(fā)展1. 前言近年來(lái)，環(huán)境污染事件頻發(fā)，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，所以對(duì)有 毒、有害物質(zhì)的處理提出了更高的要求 。然而，環(huán)境樣品基質(zhì)復(fù)雜，干擾物質(zhì)種 類繁多，不利于分析物的測(cè)定；而待測(cè)分析物的濃度通常較低（卩g/Lng/L），不能直接被分析儀器檢測(cè)到；復(fù)雜基質(zhì)樣品同時(shí)存在可能會(huì)破壞分析儀器的組分。因此 環(huán)境基質(zhì)樣品通常需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的前處理過(guò)程才能進(jìn)行分析測(cè)定。樣品前處理是指 從復(fù)雜樣品基質(zhì)中提取、凈化、分離、濃縮待測(cè)目標(biāo)分析物的過(guò)程，使被測(cè)組分轉(zhuǎn) 化成可測(cè)定的形式以進(jìn)行定性、定量分析檢測(cè)。同時(shí)樣品前處理過(guò)程又是整個(gè)分析 過(guò)程中最耗時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度要求最高、對(duì)分析方法精密度和

2、準(zhǔn)確度影響最大的步驟。 傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù)有沉淀分離、索氏萃取液-液萃取等方法，但這些技術(shù)萃取效 率低、操作步驟復(fù)雜、處理時(shí)間冗長(zhǎng)、且大量使用有毒有機(jī)溶劑，污染環(huán)境的同時(shí) 影響操作人員的身體健康。所以今年來(lái)，針對(duì)這些問(wèn)題，研究人員一直尋找新的萃 取方法。目前常用的樣品前處理技術(shù)主要有固相萃取、液相微萃取等。本文主要講 述固相萃取及其進(jìn)展。2. 固相萃取概述固相萃取是20世紀(jì)70年代提出的一種樣品前處理技術(shù)。它是一個(gè)包括液相和固 相的物理萃取過(guò)程，利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品的基 體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，從而達(dá)到分離和富集目 標(biāo)化合物的目的。大

3、致包括活化、上樣、淋洗、洗脫四個(gè)步驟：將裝有一定量吸附劑的固相萃取小 柱先用合適的溶劑活化，除去吸附劑上的共存雜質(zhì)，待測(cè)樣品溶液在外界驅(qū)動(dòng)力的 作用下以一定的速度通過(guò)吸附劑小柱，目標(biāo)分析物以及共存雜質(zhì)被吸附劑所保留， 選用適當(dāng)?shù)娜軇_洗雜質(zhì)，最后用少量洗脫劑迅速洗脫待測(cè)目標(biāo)物，從而達(dá)到快速 分離凈化與濃縮的目的。如圖1所示：00莘脫柱的預(yù)址理© e(b» I f¥%（C）醉去干ft熱屆0 -繪 車雜Mi = t- 51 Pi ft與傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù)相比，固相萃取技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)單的操 作步驟和快速的處理過(guò)程簡(jiǎn)化了樣品預(yù)處理程序。（2）處理過(guò)的樣品易

4、于運(yùn)輸，便于實(shí)驗(yàn)室間進(jìn)行質(zhì)控。（3）可選擇不同類型的吸附劑和有機(jī)溶劑用以處理各種不同 性質(zhì)的有機(jī)污染物。（4）不出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，提高了分離效率。（5）僅用少量的有 機(jī)溶劑，降低了成本。（6）易于與其他儀器聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在線檢測(cè)。因此固相 萃取技術(shù)是目前環(huán)境分析領(lǐng)域廣泛使用的樣品前處理技術(shù)。在吸附分離技術(shù)的研究中，吸附材料的研究一直是十分活躍的領(lǐng)域，也是吸附 分離成敗的關(guān)鍵。在選擇吸附材料時(shí)應(yīng)考慮以下一些性能要求：比表面積要大；顆 粒大小均勻；吸附容量大且能定量吸附分析物；吸附空白值低；對(duì)水的親和力應(yīng)小； 吸附選擇性要好；重復(fù)使用率高。主要有免疫親和型吸附劑、分子印跡聚合物、限 進(jìn)介質(zhì)材料、納米

5、材料、生物吸附劑五大類。2.1免疫親和型吸附劑生物分子能夠區(qū)分結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常接近的其他分子，選擇性地與其中某一種分 子相結(jié)合，生物分子間的這種特異性相互作用稱為親和作用。生物分子間的親和識(shí) 別包括抗體-抗原、酶-底物、激素-受體等親和作用。免疫層析技術(shù)就是通過(guò)抗原抗 體的特異性結(jié)合，將待測(cè)樣品從樣品基質(zhì)中濃縮并分離出來(lái)。免疫親和柱純化的方 法操作簡(jiǎn)單，純化效果顯著，是理想的檢測(cè)復(fù)雜樣品的前處理方法。一般情況下就 是制備好的抗原或抗體固定化，裝載到親和柱中制得。其常用的糖類載體如瓊脂糖、 纖維素等，或人工合成的有機(jī)支持物如丙烯酰胺聚合物、共聚物或其衍生物。其中 交聯(lián)脂糖凝膠是最常用的載體，唯一的

6、缺點(diǎn)就是要用劇毒的溴化氰來(lái)進(jìn)行活化。免疫親和層析技術(shù)因其高度的專一性、特異性及其方便快捷的特點(diǎn)，越來(lái)越受 到人們的青睞，在生物及非生物學(xué)樣品的分析中得到廣泛的應(yīng)用。其方法主要有以 下三種：免疫親和層析在直接檢測(cè)中的應(yīng)用。將免疫親和柱直接連接到相應(yīng)的檢 測(cè)器上，樣品經(jīng)上樣、洗脫后直接進(jìn)入到檢測(cè)器檢測(cè)，這種方法操作方便、快速， 是最簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單方法；免疫親和吸附層析先富集純化待測(cè)樣品再進(jìn)行檢測(cè)。這種 方法就是將上樣液先通過(guò)親和柱，收集洗脫液后進(jìn)行相關(guān)處理，再注射入液相、氣 相等儀器中進(jìn)行檢測(cè)，這種方法方便痕量樣品的準(zhǔn)確檢測(cè)，可增加待測(cè)物的濃度， 提高試樣的準(zhǔn)確度；利用特殊的標(biāo)記來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。這種方法適

7、用于待測(cè)物質(zhì)不能 直接檢測(cè)的情況，利用其免疫分析中的抗體標(biāo)記或待測(cè)物的類似標(biāo)記來(lái)達(dá)到檢測(cè)的 目的，如酶、熒光標(biāo)記、脂質(zhì)體等 。2.2限進(jìn)介質(zhì)材料限進(jìn)介質(zhì)作為一種新型的固相萃取吸附劑在一定程度上能克服了大分子殘留對(duì) 固相萃取吸附劑壽命、吸附容量等方面造成的影響，從而提高樣品前處理效率。限 進(jìn)性介質(zhì)材料最早是在 20世紀(jì)80年代由Hagestam和Pinkerton發(fā)明的，是為 了直接注射生物樣品而專門設(shè)計(jì)的一種新型材料。這種材料具有親水的外表面，孔 內(nèi)表面修飾的是疏水性的三肽基團(tuán)。得到的這種材料對(duì)生物大分子具有體積排阻功 能的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)小分子分析物的提取和富集。限進(jìn)介質(zhì)的外層表面經(jīng)過(guò)親水

8、性修飾，內(nèi)部孔徑也能得到適當(dāng)控制。根據(jù)體積排阻機(jī)制，一方面樣品基質(zhì)中的大 分子進(jìn)不到內(nèi)孔中去，但外表面的親水層使得被排阻的生物大分子不會(huì)發(fā)生不可逆 的變性和吸附，大分子可通過(guò)溶劑經(jīng)死體積或近于死體積被洗脫除去，即不被保留 于外層；另一方面樣品基質(zhì)中的目標(biāo)物小分子能通過(guò)孔徑進(jìn)入到限進(jìn)介質(zhì)內(nèi)部并由 疏水作用和靜電作用被保留下來(lái)。限進(jìn)介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)在于即使樣品中含有生物大分子， 也可以對(duì)目標(biāo)物小分子進(jìn)行有效萃取。該技術(shù)已經(jīng)在生物體液的分析測(cè)定中獲得較多的應(yīng)用，其在環(huán)境樣品分析中的 應(yīng)用研究也已開(kāi)展。例如：徐倩采用限進(jìn)介質(zhì)-高效液相色譜（RAM-HPLC）法測(cè)定 患者血漿中卡馬西平濃度，結(jié)果與熒光偏振免疫

9、法測(cè)定進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)顯示 RAM-HPLC法效果更好，更適合特殊病例監(jiān)測(cè)及相關(guān)研究。雖然限進(jìn)介質(zhì)固相萃取技術(shù)能有效排阻樣品基質(zhì)中大分子的干擾，但仍有待改 進(jìn)之處。例如現(xiàn)有的限進(jìn)介質(zhì)固相萃取劑對(duì)所有小分子都有保留作用而對(duì)目標(biāo)小分 子的萃取選擇性還不夠高、富集倍數(shù)還不夠大等。而分子印跡技術(shù)可以解決這方面 的問(wèn)題。2.3分子印跡聚合物分子印跡聚合物通過(guò)在模板分子周圍形成高度交聯(lián)的剛性分子，除去模板分子 后，在交聯(lián)的結(jié)構(gòu)中留下具有結(jié)合能力的作用位點(diǎn)和特異的空間構(gòu)型，從而僅對(duì)模 板分子具有高度的識(shí)別能力。分子印跡聚合物的制備過(guò)程通常分為以下三步：（1）在共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵作用下，使模板分子與功能單體之間形

10、成某種可逆復(fù) 合物；（2）加入交聯(lián)劑，通過(guò)引發(fā)劑進(jìn)行光聚合或熱聚合，在可逆復(fù)合物周圍形成聚 合反應(yīng)，將復(fù)合物 凍結(jié)”起來(lái)，形成剛性聚合物；（3）用一定的物理或化學(xué)方法，將模板分子從聚合物中洗脫出來(lái)，在聚合物中便留下與模板分子形狀和大小相同、結(jié)合位點(diǎn)在空間排列上互補(bǔ)的 三維孔穴”，MIP 正是基于這些 三維孔穴”完成對(duì)模板分子的特異性識(shí)別。如圖 2所示：分子印跡聚合物除了具有穩(wěn)定性好，耐高溫，耐酸堿，耐溶劑性好，重復(fù)使用 率高等特點(diǎn)外，其最大的優(yōu)勢(shì)是具有強(qiáng)大的分子特異性識(shí)別性能，能夠高選擇性地 從基質(zhì)復(fù)雜的樣品中分離、富集目標(biāo)分析物，并排除基體干擾，從而提高分析的精 密度和準(zhǔn)確性，降低方法檢出限

11、。分子印跡聚合物的以上優(yōu)點(diǎn)使其非常適合于作為固相萃取填料，主要應(yīng)用于包 括環(huán)境分析、藥物分離及食品痕量檢測(cè)等方面。例如，2015年，李秀娟3等使用溶液-凝膠法引入C4制備MIP-SPIE纖維用于甲基對(duì)硫磷的檢測(cè)（以甲基對(duì)硫磷為目 標(biāo)分子，C4為功能單體），結(jié)果良好。但目前也存在一些挑戰(zhàn)，比如印跡容量低和功能單體單一、水相識(shí)別等。所以 以后應(yīng)該積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)并找到有效的解決策略，深入拓展分子印跡固相吸附劑在色譜樣品前處理方面的應(yīng)用lempl&lenadiiGalwiNan-araAam 的 旳Hytinoyse dqv臨陽(yáng)雋ExtrajsL Lef叫血謔 ;>+ Teiriplatf

12、li i- walen "limp'Sit* (¥ T*r：i圖2 MIP合成示意圖2.4納米材料納米材料是指在結(jié)構(gòu)上具有納米尺度特征的材料，當(dāng)一種材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)入納 米尺度特征范圍時(shí)，由于其尺寸已經(jīng)接近光的波長(zhǎng)，表現(xiàn)的特性往往不同于該物質(zhì) 在整體狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)，如具有小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng) 和宏觀量子隧道效應(yīng)等。其中納米材料技術(shù)著重于納米功能性材料的生產(chǎn)（超微粉、 鍍膜、納米改性材料等）和性能檢測(cè)技術(shù)（化學(xué)組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、 電、磁、熱及光學(xué)等性能基于納米材料的這些性質(zhì)，其在固相萃取、生物學(xué)、藥學(xué) 等領(lǐng)域有著重要的作用。在固相萃取

13、方面主要有三類：磁性納米材料、碳納米管、 石墨烯。磁性納米材料磁性納米材料具有小的尺寸、大的比表面積、良好的分散性、較強(qiáng)的吸附能力 等優(yōu)點(diǎn)具有順磁性，在外加磁場(chǎng)的作用下易實(shí)現(xiàn)固液分離。因此磁性納米材料可作 為磁性固相萃取吸附劑應(yīng)用于樣品中痕量組分的分離富集，且經(jīng)過(guò)對(duì)磁性納米顆粒 的修飾可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定組分的選擇性吸附。常見(jiàn)的磁性納米材料主要是鐵、鉆、鎳的 金屬氧化物及其復(fù)合物，F(xiàn)e3O4作為一種磁納米微粒，由于其制備方便，對(duì)人體無(wú) 毒副作用，具有較好的生物相容性和生物降解性等特點(diǎn)，是目前研究最廣泛的磁納 米材料之一。磁納米的制備方法有共沉淀法、水熱法、微乳液法、高溫?zé)峤夥ê腿?膠-凝膠法（Sol-

14、Gel）等。碳納米管碳處于金屬與典型非金屬之間，是一種結(jié)構(gòu)特殊的非金屬材料，由碳元素組成的納米材料統(tǒng)稱為納米碳材料。 碳納米管（CNTs）是納米碳材料中的一員。1991年 日本NEC公司的Lijima在氬氣直流電弧放電后的陰極碳棒上發(fā)現(xiàn)一種由碳原子 構(gòu)成的直徑幾納米、長(zhǎng)幾微米的中空管，并將其命名為碳納米管，此后它就以其獨(dú) 特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)受到人們的廣泛關(guān)注。碳納米管是由單層或多層石墨片一層或若干層碳原子圍繞中心軸按一定螺旋角卷曲而成的籠狀纖維”內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾到幾十納米，每層由一個(gè)碳原子通過(guò)sp2雜化而構(gòu)成的六角形晶面， 最短的碳碳鍵長(zhǎng)為0.142 nm,長(zhǎng)徑比約為100-10

15、00。理想的碳納米管很輕，但很結(jié) 實(shí)，它的密度是鋼的1/6,而強(qiáng)度確是鋼的100倍。根據(jù)形成條件不同，碳納米管 可分為單壁碳納米管（SWNTs）和多壁碳納米管（MWNTs）。單壁碳納米管由單 層石墨卷成柱狀無(wú)縫管而形成，是結(jié)構(gòu)完美的單分子材料；多壁碳納米管可看作由 多個(gè)不同直徑的單壁碳納米管同軸套構(gòu)而成。CNTs由于其機(jī)械強(qiáng)度高、比表面積大、耐酸堿能力強(qiáng)、耐熱性好等獨(dú)特的物理、 化學(xué)性能，使其具有作為 SPE吸附劑的巨大潛力，現(xiàn)有文獻(xiàn)表明CNTs對(duì)許多有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物都有著優(yōu)良的富集性能。將磁性材料與CNTs的優(yōu)勢(shì)有機(jī)整合，通過(guò)一定技術(shù)手段在CNTs表面沉積Fe3O4、aFe2O3、TFe2O

16、3等具有磁性的納米粒 子，合成一種兼具磁性材料的鐵磁性和 CNTs高富集性能的磁性CNTs復(fù)合材料， 有望在富集檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。盡管 CNTs在許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景， 但由于其在溶劑中溶解性差，易聚集成束，分散性差，且CNTs的表面活化能很高， 較難被磁性粒子所浸潤(rùn)，大大限制了其的應(yīng)用。針對(duì)這一系列問(wèn)題，在CNTs表面包覆磁性納米顆粒前需對(duì)其表面進(jìn)行預(yù)處理。243石墨烯單層石墨烯是一種以sp2雜化連接的單原子層構(gòu)成的新型二維平面納米材料，厚度只0.334 nm,其基本結(jié)構(gòu)單元為穩(wěn)定的苯六元環(huán)，是目前最理想的二維納米材料。并且石墨烯具有離域n電子體系，可以和富電子體系形成強(qiáng)的nn作用

17、力，這說(shuō)明此物質(zhì)對(duì)于含苯環(huán)的物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附能力，而且它超高的比表面積也使其吸附 負(fù)載能力優(yōu)于其他材料。與此同時(shí)，石墨烯的大離域p電子系統(tǒng)也使其與含碳環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物有很強(qiáng)的吸引力，而這一結(jié)構(gòu)廣泛存在于藥物分子、環(huán)境污染物和生物 分子中。這使得石墨烯成為了吸附此類目標(biāo)物的最佳選擇，然而石墨烯很難大量直 接制備，一般是通過(guò)化學(xué)法還原氧化石墨烯。石墨烯可由天然石墨制備，具有成本 低廉、原料易得、且容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽涞膬?yōu)點(diǎn)，比碳納米管更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因此 石墨烯及其復(fù)合材料有望成為用于固相萃取的新型吸附材料。例如可用作固相微萃 取涂層，用作磁固相萃取吸附劑，Hua ng等將石墨烯固相萃取用到生物大分子

18、的分 離，分離萃取了人血漿中的谷胱甘肽，回收率在92-108%，顯示了石墨烯對(duì)生物樣品良好的分離效果。2.5生物吸附劑生物吸附法就是利用某些生物體及其衍生物來(lái)吸附去除水溶液中的金屬離子或 有機(jī)污染物的一種方法。用于吸附金屬的生物質(zhì)可分為兩大類：非生命物質(zhì)（蛋殼 膜、香絲等）和生命物質(zhì)（細(xì)菌、微生物等）。鑒于吸附材料的機(jī)械強(qiáng)度和重復(fù)使 用率，優(yōu)先選擇非生命的生物材料萃取環(huán)境樣品中污染物。與傳統(tǒng)吸附材料較單一 的吸附位點(diǎn)相比，生物吸附劑細(xì)胞壁成分含有多糖蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，具有 多種結(jié)合位點(diǎn)；如羧基、羥基、磷酸根、硫酸根、氨基等多種官能團(tuán)可與目標(biāo)化合 物發(fā)生相互作用，因而是理想的吸附材料，可有

19、效用于生物吸附過(guò)程。生物材料對(duì) 重金屬離子的吸附機(jī)理主要包括離子交換、螯合、吸附、微沉淀、結(jié)晶等；影響生 物吸附效果的因素較多，如生物材料的理化性質(zhì)及溶液酸度、溫度及金屬離子濃度 等環(huán)境參數(shù)等對(duì)吸附效果均有不同程度的影響。3.固相微萃?。⊿PME）固相微萃?。╯olid-phase microextraction,SPME）技術(shù)是固相萃取技術(shù)上發(fā)展起來(lái) 的一種微萃取分離技術(shù)，是一種集采樣，萃取，濃縮和進(jìn)樣于一體的無(wú)溶劑樣品微 萃取新技術(shù)。它是在20世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)新穎的樣品前處理與富集技術(shù)，它 最先由加拿大 Waterloo大學(xué)的Pawliszyn教授的研究小組于1989年首次進(jìn)行開(kāi)發(fā)研

20、 究，屬于非溶劑型選擇性萃取法。相較于固相萃取，其操作更簡(jiǎn)單，攜帶更方便， 費(fèi)用也低，另外還克服了固相萃取回收率低、吸附劑孔道易堵塞的缺點(diǎn)。因此成為 目前所采用的樣品前處理技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的方法之一。其原理是利用表面未涂漬或涂漬吸附劑的熔融石英纖維作為固定相，當(dāng)涂漬纖維暴露于樣品時(shí)，根據(jù)有機(jī)相和溶劑間相似相容”原理，經(jīng)組分從試樣基質(zhì)中萃取出來(lái)，待平衡后將纖維頭取出插入氣相色譜汽化室，熱解吸涂層上吸附的物質(zhì)。被 萃取物在汽化室內(nèi)解吸后，靠流動(dòng)相將其導(dǎo)入色譜柱，完成提取、分離、濃縮的全 過(guò)程。萃取時(shí)，被測(cè)物的分布受其在樣品基質(zhì)和萃取介質(zhì)中的分配平衡所控制。萃 取的被測(cè)物量與樣品的體積無(wú)關(guān)，而與其

21、濃度呈線性關(guān)系，故而可通過(guò)吸附量進(jìn)行 定量分析。SPME萃取操作方式主要有三種：直接SPME法、頂空SPME法、衍 生化SPME法。3.1直接SPME法把SPME探針直接插入水相或氣相中，對(duì)樣品進(jìn)行吸附，在這個(gè)過(guò)程中須要有 效的混勻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)樣品中組分的快速擴(kuò)散。它要求所萃取的基質(zhì)比較干凈，否則 會(huì)有嚴(yán)重的基體干擾。主要是對(duì)于半揮發(fā)性和不揮發(fā)性樣品來(lái)說(shuō)。3.2頂空SPME法對(duì)于揮發(fā)性和半揮發(fā)性樣品來(lái)說(shuō)，典型的 SPME方式就是頂空固相萃取，是把 纖維頭置于待測(cè)樣品的上部空間進(jìn)行萃取。在頂空萃取模式中，萃取過(guò)程可以分為 兩個(gè)步驟：1、被分析組分從液相中先擴(kuò)散穿透到氣相中 ；2、被分析組分從氣相轉(zhuǎn)

22、移 到萃取固定相中。其中第一步是關(guān)鍵步驟。3.3衍生化SPME法對(duì)于極性特別強(qiáng)的待測(cè)物通過(guò)衍生化反應(yīng)，以降低其極性，增加分析物的涂層/水或涂層/氣相的分配系數(shù)，萃取后更適用于色譜分分析，能夠提高萃取效率和靈敏 度。綜上，SPME方法具有方法簡(jiǎn)單，無(wú)須試劑、提取效果好等優(yōu)點(diǎn)，已在環(huán)境、 食品醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有所應(yīng)用，如 2015年，Suqin ShaO7課題組通過(guò)頂空固微萃取 （HS-SPME）和氣相色譜氫火焰離子化檢測(cè)器（GC-FID）實(shí)現(xiàn)對(duì)果汁中呋喃、2- 甲基呋喃、2-正戊基呋喃的高效、同時(shí)檢測(cè)。今后相關(guān)研究將會(huì)有更大的空間。4.基質(zhì)固相分散萃取（MSPDE）基質(zhì)固相分散萃?。∕atrix So

23、lid-Phase Dispersion Extraction,MSPDE）是美國(guó) Louisiana州立大學(xué)的Steven Barker等人于1989年首次提出，用于同時(shí)破碎和提取 固體樣品。自1989年以來(lái)，MSPDE經(jīng)過(guò)一些修改，被廣泛應(yīng)用于大量有機(jī)物質(zhì)的 提取，包括從固體、半固體以及粘性基質(zhì)（動(dòng)物組織、血液、牛奶、細(xì)菌、水果、 蔬菜等）中提取外源性（藥物、污染物、殺蟲(chóng)劑）和內(nèi)源性（細(xì)菌組分等）有機(jī)物。 由于此方法與其它前處理技術(shù)相比，因樣品和有機(jī)用量少；吸附劑與目標(biāo)物接觸面 積大；萃取效率高；避免了前處理過(guò)程中離心、沉淀、過(guò)濾等造成的待測(cè)物損失； 操作設(shè)備輕便易得、操作過(guò)程簡(jiǎn)單快速等優(yōu)

24、點(diǎn)而獲得了大量的關(guān)注。其基本原理是將適量的固相吸附填料和樣品直接進(jìn)行研磨，混合均勻制成混合 物質(zhì)后作為填料裝柱，再使用不同的洗脫劑淋洗柱子，將各種待測(cè)物質(zhì)洗脫下來(lái)， 從而達(dá)到對(duì)待測(cè)物質(zhì)的濃縮。包括以下幾個(gè)基本過(guò)程：（1）將樣品和吸附劑于玻璃研缽中研磨破碎，樣品和吸附劑的比例要合適；（2）破碎混合均勻后，將混合物裝于柱 子或SPE柱內(nèi)；（3）選用適當(dāng)?shù)娜軇┝芟粗樱コ恍└蓴_成分；（4）再用不同溶 劑洗脫目標(biāo)物，而將干擾物留在柱子上；（5）有必要的話做進(jìn)一步處理，然后進(jìn)樣分 析。影響MSPDE的因素主要有樣品基質(zhì)、吸附劑和洗脫劑三個(gè)方面 。由于樣品 基質(zhì)經(jīng)研磨分散于吸附劑表面，成為新形成的混合

25、層析相中的一部分。而混合層析 相成為柱子中的填料，因此，樣品組分、吸附劑都會(huì)和洗脫劑發(fā)生動(dòng)態(tài)相互作用， 故萃取結(jié)果在很大程度上與 MSPDE所形成的新層析相的性質(zhì)有關(guān)。而 MSPDE的 選擇性主要依賴于吸附材料的選擇，常用的吸附劑主要有C8、C18、硅藻土等。理想的洗脫劑應(yīng)在保留樣品基質(zhì)組分的前提下，盡可能將目標(biāo)化合物洗脫下來(lái)，從而 達(dá)到分離和凈化的目的?；|(zhì)固相分散萃取以其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在樣品前處理過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。例 如，楊陽(yáng)等人以弗羅里硅土為吸附劑、以乙酸乙酯為洗脫劑有效提取茶葉中的甲基 對(duì)硫磷、三唑磷、敵敵畏等14種有機(jī)磷農(nóng)藥，且農(nóng)藥回收率在65.4%110.6%之間, 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

26、小于19.3%;將MSPDE與其他萃取技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，進(jìn)一步提高 了基質(zhì)固相分散萃取方法的效率。即使MSPDE方法不能完全自動(dòng)化，需要由操作者用杵在研缽中混合，具有一 定的局限性，但是自1989年以來(lái)的文獻(xiàn)中已顯示出對(duì)該提取技術(shù)的極大興趣。 此外, 在過(guò)去幾年里，MSPDE的應(yīng)用在不斷增加，相信未來(lái)也具有良好的發(fā)展前景。5.分散固相萃?。―SPE）分散固相萃?。―ispersive solid-phase extraction,DSPE技術(shù)是根據(jù)傳統(tǒng)固相萃取液固分配平衡的原理進(jìn)行的，該方法使用固相萃取中常用的萃取劑填料顆粒，將 萃取劑顆粒直接加入到待處理樣品中混合均勻，從而對(duì)目標(biāo)分析物進(jìn)行萃

27、取。分散 的細(xì)小萃取劑顆?？梢耘c待測(cè)樣品溶液中的分析物充分接觸，因而萃取更加完全， 會(huì)有很高的萃取率，同時(shí)在萃取過(guò)程中可以使用振蕩器等儀器對(duì)樣品進(jìn)行震蕩，從 而增加萃取劑的分散性，以加快水樣與萃取劑的接觸，使得目標(biāo)組分更快的被萃取 出來(lái)。分散固相萃取不再局限于以往固體樣品的預(yù)處理以及水樣的除雜，直接應(yīng)用 于水樣中有機(jī)污染物的富集、濃縮。萃取過(guò)程中使用的有機(jī)溶劑少，省時(shí)省力，成 本低廉，富集效率高，尤其適用于渾濁水樣的預(yù)處理，克服了固相萃取存在的耗時(shí) 長(zhǎng)，固相萃取柱易堵塞的缺點(diǎn)，將逐漸引起關(guān)注，應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。DSPE基本操作步驟快速簡(jiǎn)便，僅需振蕩和離心即可。前處理主要包括提取、 分配和凈化

28、三大部分。提取是 DSPE方法的第一個(gè)步驟。由于乙腈對(duì)于不同極性的 物質(zhì)均有一定的溶解能力，適合于多種物質(zhì)同時(shí)檢測(cè)的要求，因此一般選用乙腈或 者是含1%甲酸的乙腈作為提取溶劑。在DSPE方法的第二步分配中加入無(wú)水MgSO4最為常見(jiàn)。也有文獻(xiàn)加入無(wú)水Na2SO4和NaCI或者幾種試劑同時(shí)使用9。加入這些試劑起到了多種作用：首先， 部分試劑溶解至水相中，增加了水相中的離子強(qiáng)度，使得有機(jī)相和水相有明顯的分 層。其次，同樣由于這些試劑能夠增強(qiáng)水相的離子強(qiáng)度，可以降低被測(cè)物質(zhì)在水相中的溶解度。最后，這些試劑具有較強(qiáng)吸水能力可以有效的吸去有機(jī)層中的水分。DSPE與SPE方法最大的區(qū)別就在于凈化的處理方法不

29、同。SPE的原理是讓目標(biāo)化合物盡可能多的吸附，再通過(guò)淋洗將少量吸附的雜質(zhì)去除，以達(dá)到凈化的目的。 而DSPE則是將適量的凈化劑直接作用于提取液中，盡可能多的吸附雜質(zhì)同時(shí)保留 目標(biāo)化合物。因此，DSPE方法少了淋洗、洗脫等步驟，相對(duì) SPE方法更為快速和 簡(jiǎn)便。目前，采用的凈化吸附劑主要有乙二胺-N-丙基硅烷PSA、石墨化碳黑（GCB）、 C18、中性氧化鋁、活性炭和磷酸烯醇式丙酮（PEP）等，其中PSA和GCB為最常 用的兩種凈化劑。PSA用于消除各種有機(jī)酸、色素、糖以及各種脂肪酸并同時(shí)能夠 消除一部分的水分。GCB能夠去除類甾體、葉綠素等色。自從DSPE方法提出以來(lái)，在農(nóng)殘檢測(cè)已經(jīng)應(yīng)用十分廣

30、泛。例如，李春風(fēng)等人 運(yùn)用分散固相萃取凈化氣相色譜-負(fù)化學(xué)源質(zhì)譜法測(cè)定了大豆和玉米中 12種農(nóng)藥的 殘留量，方法簡(jiǎn)單快速，準(zhǔn)確度和精密度高，且靈敏度和選擇性好。相信在不久將 來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和現(xiàn)代檢測(cè)手段的不斷發(fā)展，DSPE方法必將進(jìn)一步成熟，其在食品安全分析中的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛，也將逐漸用于日常的食品安全檢測(cè)之中。6.在線固相萃?。╫nline SPE）在線固相萃取是離線SPE的全自動(dòng)在線實(shí)現(xiàn)方式，是將固相萃取和高線液相色 譜聯(lián)用，相較于離線固相萃取，其具有如下優(yōu)勢(shì)：（1）縮短了分析時(shí)間；（2）減少了 樣品使用量；（3）提高了方法的重現(xiàn)性和靈敏度；（4）降低了分析成本。全自動(dòng) 在線固相萃

31、取配有兩個(gè)泵，其中，一個(gè)泵用于在線固相萃取，另一個(gè)泵用于色譜分 離。樣品先通過(guò)自動(dòng)進(jìn)樣器連續(xù)注入到在線固相萃取小柱上，用于樣品的萃取富集 和凈化，再用上樣泵流動(dòng)相進(jìn)行梯度凈化后通過(guò)閥切換用分析泵流動(dòng)相沖洗至分析 柱上分析。一旦待測(cè)物被沖出在線固相萃取柱，閥再切換回初始狀態(tài)，分析泵繼續(xù) 完成分析，富集泵將在線固相萃取柱進(jìn)行沖洗和活化，等待下一次上樣。在線固相 萃取柱可以反復(fù)利用，由于需要較大進(jìn)樣體積進(jìn)行待測(cè)物的富集，所以要求固相萃 取小柱能夠兼容100%水相，同時(shí)可以耐受比較寬的pH范圍。隨著對(duì)固相萃取材料 的不斷研究，在線固相萃取方法將會(huì)在環(huán)境分析、藥物分析、食品安全等領(lǐng)域發(fā)揮 越來(lái)越重要的作

32、用。例如，Dalibor ?at i ASk等采用在線SPE-HPLC有效對(duì)地表水 中苯氧威、順?lè)词狡S氯菊酯進(jìn)行預(yù)處理和檢測(cè)。7.固相萃取-色譜的應(yīng)用近年來(lái)，由于在許多領(lǐng)域使用色譜分析時(shí)，在樣品前處理工作中使用固相萃取 技術(shù)，因而各個(gè)領(lǐng)域都有固相萃取技術(shù)的應(yīng)用，尤其在環(huán)境分析、農(nóng)殘分析、食品 分析領(lǐng)域中居多11。比如固相萃取技術(shù)在水產(chǎn)品漁藥殘留分析中的應(yīng)用；在水質(zhì)分 析中也有著很大的作用，例如，固相萃取-高效液相色譜法測(cè)定環(huán)境水樣中的三嗪類 化合物；固相萃取-色譜還在其他領(lǐng)域是一種重要的分析手段，如在奶制品和肉類食品分析、蔬菜和水果中有害物質(zhì)分析、血藥濃度、體液及組織中有害物質(zhì)分析等。 在以后，隨著固相萃取的不斷發(fā)展，相信其在色譜方面的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)廣泛，有著 很好的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1 陳波新型樣品前處理技術(shù)在環(huán)境有機(jī)污染物分析檢測(cè)中的應(yīng)用研究D.重慶：西南大學(xué)，2012.2 王恩蘭.關(guān)于以殼聚糖為載體新型免疫親和吸附劑及