藥物分析第11章儀器分析前樣品的預(yù)處理ppt課件

1、 第十一章第十一章 儀器分析前樣品的預(yù)處理儀器分析前樣品的預(yù)處理 (Sample Pretreatment Prior to Instrumental Analysis)第一節(jié)第一節(jié) 樣品處理的作用與技術(shù)的發(fā)展樣品處理的作用與技術(shù)的發(fā)展 樣品的分析過(guò)程：樣品的分析過(guò)程： (1) 樣品的采集：收集和儲(chǔ)存樣品的采集：收集和儲(chǔ)存 (2) 樣品的處理：提取、濃縮、分別、再濃縮、再分離樣品的處理：提取、濃縮、分別、再濃縮、再分離 (3) 儀器分析：定性分析、定量分析儀器分析：定性分析、定量分析樣品制備的新方法：樣品制備的新方法： 頂空技術(shù)、膜萃取技術(shù)、微捕集技術(shù)、頂空技術(shù)、膜萃取技術(shù)、微捕集技術(shù)、 微波

2、提取技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、攪動(dòng)微波提取技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、攪動(dòng) 棒吸附萃取技術(shù)、微透析技術(shù)、高壓溶棒吸附萃取技術(shù)、微透析技術(shù)、高壓溶 劑萃取技術(shù)、微量衍生化技術(shù)。劑萃取技術(shù)、微量衍生化技術(shù)。 第二節(jié) 樣品處理的原則 GC法通常采用的樣品處理技術(shù)： 氣體萃取、溶劑萃取、固相萃取、超臨界萃取、衍生 化、膜分離、蒸餾、低溫濃縮。 HPLC法通常采用的樣品處理技術(shù)： 溶劑萃取、固相萃取、衍生化、微滲析、蒸餾。 采用樣品時(shí)應(yīng)注意環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)： (1) 樣品中可能會(huì)存在的物質(zhì)組成及濃度水平如何？ (2) 樣品的主要組分是什么？ (3) 采集樣品的地點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)條件如何？ (4) 選用破壞性的還是非破壞性的采用

3、方法？ (5) 采樣完成后會(huì)得到哪些可能的分析結(jié)果？ 采用樣品的時(shí)間和地點(diǎn)應(yīng)注意：采用樣品的時(shí)間和地點(diǎn)應(yīng)注意： (1) 確定采集樣品的時(shí)機(jī)確定采集樣品的時(shí)機(jī) (2) 確定采樣的位置和裝置確定采樣的位置和裝置 (3) 采樣過(guò)程可以保證多長(zhǎng)的有效時(shí)間采樣過(guò)程可以保證多長(zhǎng)的有效時(shí)間 (4) 采樣的時(shí)間間隔采樣的時(shí)間間隔 樣品采集、處理方法和技術(shù)應(yīng)遵循的原則：樣品采集、處理方法和技術(shù)應(yīng)遵循的原則： (1) 采集的樣品應(yīng)有代表性采集的樣品應(yīng)有代表性 (2) 采樣方法與分析目的一致性采樣方法與分析目的一致性 (3) 樣品處理過(guò)程中盡可能防止和避免待測(cè)組分發(fā)生化學(xué)樣品處理過(guò)程中盡可能防止和避免待測(cè)組分發(fā)生化

4、學(xué) 變化。變化。 (4) 樣品處理時(shí)，如需要化學(xué)反應(yīng)，則此反應(yīng)必須是明確樣品處理時(shí)，如需要化學(xué)反應(yīng)，則此反應(yīng)必須是明確 和定量的。和定量的。 (5) 避免無(wú)關(guān)化合物的引入，防止待測(cè)組分被污染。避免無(wú)關(guān)化合物的引入，防止待測(cè)組分被污染。 (6) 樣品處理過(guò)程盡量簡(jiǎn)單易行，裝置的大小與樣品量相樣品處理過(guò)程盡量簡(jiǎn)單易行，裝置的大小與樣品量相 匹配。匹配。 第三節(jié) 樣品采集的方法 色譜分析技術(shù)涉及的樣品主要是氣體和蒸汽、液體和多水樣品、某些固體樣品等。它們的采集方法主要有直接采集、濃縮采集和化學(xué)反應(yīng)法采集等?？梢愿鶕?jù)色譜分析的目的、樣品的組成及其濃度水平、樣品的物理化學(xué)性質(zhì)(如樣品的溶解性、蒸氣壓、化

5、學(xué)反應(yīng)活性、物理狀態(tài)等)等，決定應(yīng)當(dāng)采用的樣品采集程序。 樣品采集程序通常包括制訂樣品采集計(jì)劃、采樣方法和樣品容器、樣品的保存和運(yùn)輸、樣品標(biāo)記和記錄等內(nèi)容。根據(jù)分析目的和現(xiàn)場(chǎng)狀況確定和制訂具體的樣品采集程序，認(rèn)真填寫樣品采集表格，依次標(biāo)記樣品并防止樣品混淆和交叉污染。確定采集后的樣品運(yùn)輸和保存措施，保證采集到的樣品具有完整性和代表性。 直接采集直接采集 樣品的直接采集是最常用的方法之一，有時(shí)也是最簡(jiǎn)單的和樣品的直接采集是最常用的方法之一，有時(shí)也是最簡(jiǎn)單的和費(fèi)用最低的方法。它只需要將樣品直接引進(jìn)到容器之中就完成費(fèi)用最低的方法。它只需要將樣品直接引進(jìn)到容器之中就完成廠樣品的采集過(guò)程。樣品的直接采集

6、方法主要由樣品容器、樣廠樣品的采集過(guò)程。樣品的直接采集方法主要由樣品容器、樣品采集的動(dòng)力源和樣品采集的過(guò)程控制等幾部分組成。品采集的動(dòng)力源和樣品采集的過(guò)程控制等幾部分組成。 樣品容器主要有剛性容器和塑性容器。樣品容器主要有剛性容器和塑性容器。 濃縮采集濃縮采集 濃縮采集方法在色譜分析中應(yīng)用非常普遍。當(dāng)原始樣品濃度低于色譜儀器濃縮采集方法在色譜分析中應(yīng)用非常普遍。當(dāng)原始樣品濃度低于色譜儀器 的檢出限時(shí)，或者色譜儀器測(cè)定的靈敏度不夠時(shí)，就需要對(duì)原始樣品進(jìn)行分離的檢出限時(shí)，或者色譜儀器測(cè)定的靈敏度不夠時(shí)，就需要對(duì)原始樣品進(jìn)行分離 和濃縮之后才能進(jìn)行色譜分析測(cè)定。濃縮過(guò)程應(yīng)當(dāng)消除樣品基體的干擾和樣品和

7、濃縮之后才能進(jìn)行色譜分析測(cè)定。濃縮過(guò)程應(yīng)當(dāng)消除樣品基體的干擾和樣品 中共存物質(zhì)的干擾，應(yīng)當(dāng)能夠提高色譜分析測(cè)定目標(biāo)物質(zhì)的分辨率和靈敏度，中共存物質(zhì)的干擾，應(yīng)當(dāng)能夠提高色譜分析測(cè)定目標(biāo)物質(zhì)的分辨率和靈敏度， 因而，采用濃縮方法可能會(huì)比直接測(cè)定原始樣品更可靠和更有效。目前，主要因而，采用濃縮方法可能會(huì)比直接測(cè)定原始樣品更可靠和更有效。目前，主要 有如下幾種方法經(jīng)常被用來(lái)選擇性濃縮原始樣品中的某些目標(biāo)組分：有如下幾種方法經(jīng)常被用來(lái)選擇性濃縮原始樣品中的某些目標(biāo)組分： 使用固體吸附、溶劑萃取使用固體吸附、溶劑萃取(吸收吸收)或氣體萃取樣品中的目標(biāo)物質(zhì)；或氣體萃取樣品中的目標(biāo)物質(zhì)； 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)選擇采集

8、樣品中的目標(biāo)物質(zhì)；通過(guò)化學(xué)反應(yīng)選擇采集樣品中的目標(biāo)物質(zhì)； 低溫濃縮低溫濃縮(冰凍析出冰凍析出)樣品中的目標(biāo)物質(zhì)；樣品中的目標(biāo)物質(zhì)； 過(guò)濾膜分離和濃縮樣品中的目標(biāo)物質(zhì)。過(guò)濾膜分離和濃縮樣品中的目標(biāo)物質(zhì)。 前兩種方法主要應(yīng)用于氣體和液體前兩種方法主要應(yīng)用于氣體和液體(主要是多水的主要是多水的)樣品，樣品， 目標(biāo)物質(zhì)主要目標(biāo)物質(zhì)主要 是揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)方法濃縮的典型例子之一是衍生化方是揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)方法濃縮的典型例子之一是衍生化方 法，主要有烷基化、硅烷基化和酯化等方法，用于極性大、不穩(wěn)定或者應(yīng)用色法，主要有烷基化、硅烷基化和酯化等方法，用于極性大、不穩(wěn)定或者應(yīng)

9、用色 譜不能直接測(cè)定的物質(zhì)。低溫濃縮通常應(yīng)用于色譜柱分析前的冷聚焦，以進(jìn)一譜不能直接測(cè)定的物質(zhì)。低溫濃縮通常應(yīng)用于色譜柱分析前的冷聚焦，以進(jìn)一 步提高分析測(cè)定的分辨率。過(guò)濾膜主要用于氣溶膠樣品中半揮發(fā)性物質(zhì)的分離步提高分析測(cè)定的分辨率。過(guò)濾膜主要用于氣溶膠樣品中半揮發(fā)性物質(zhì)的分離 扣濃縮，例如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等。在實(shí)際應(yīng)用中，也常常采用其中兩種方扣濃縮，例如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等。在實(shí)際應(yīng)用中，也常常采用其中兩種方 法結(jié)合的方式濃縮采集各類樣品，例如固體吸附和低溫捕集、氣體萃取和低溫法結(jié)合的方式濃縮采集各類樣品，例如固體吸附和低溫捕集、氣體萃取和低溫 捕集的聯(lián)用方法?？傊?，與直接采集方法相比，

10、濃縮采集方法可采集更大體積捕集的聯(lián)用方法?？傊?，與直接采集方法相比，濃縮采集方法可采集更大體積 的氣體或液體樣品，樣品的利用率和色譜測(cè)定的靈敏度更高。的氣體或液體樣品，樣品的利用率和色譜測(cè)定的靈敏度更高。濃縮采濃縮采樣方法樣方法1.固體吸附采樣2. 被動(dòng)采樣3.有動(dòng)力采樣4. 溶劑采集、冷阱濃縮 和濾膜采集的采樣方法 樣品的其它采集方法樣品的其它采集方法 除了直接采集和濃縮采集方法之外，還有許多其他除了直接采集和濃縮采集方法之外，還有許多其他的采集方法可應(yīng)用于色譜分析中。例如化學(xué)反應(yīng)采集、膜的采集方法可應(yīng)用于色譜分析中。例如化學(xué)反應(yīng)采集、膜分離采集、攪動(dòng)棒吸附萃取等方法。分離采集、攪動(dòng)棒吸附萃

11、取等方法。 化學(xué)反應(yīng)采集是一種通過(guò)專用的反應(yīng)試劑與樣品中某化學(xué)反應(yīng)采集是一種通過(guò)專用的反應(yīng)試劑與樣品中某些組分經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后些組分經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后生成新物質(zhì)的樣品采集方法，可對(duì)樣品中某一種或某一類生成新物質(zhì)的樣品采集方法，可對(duì)樣品中某一種或某一類化合物定量地進(jìn)行選擇性化學(xué)反應(yīng)并由此達(dá)到采集樣品的化合物定量地進(jìn)行選擇性化學(xué)反應(yīng)并由此達(dá)到采集樣品的目的。例如，利用酸堿反應(yīng)法可以采集樣目的。例如，利用酸堿反應(yīng)法可以采集樣品中的堿性或酸性物質(zhì)，品中的堿性或酸性物質(zhì)，DNPH試劑可以用來(lái)采集樣品中試劑可以用來(lái)采集樣品中的羰基化合物等。的羰基化合物等。 膜分離采集方法是利用不同的膜材料對(duì)樣品中的某些膜分離采集方

12、法是利用不同的膜材料對(duì)樣品中的某些(或某類或某類)化合物具有吸附滲透作用的原理來(lái)進(jìn)行采集的一種化合物具有吸附滲透作用的原理來(lái)進(jìn)行采集的一種平衡采樣方法，其典型的例子是固相微萃取平衡采樣方法，其典型的例子是固相微萃取(SPME)方法。方法。膜分離采集方法是一種新發(fā)展起來(lái)的樣品采集技術(shù)，膜分離采集方法是一種新發(fā)展起來(lái)的樣品采集技術(shù)， 目前目前得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)便、無(wú)溶劑、費(fèi)用得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)便、無(wú)溶劑、費(fèi)用低、可與任何氣相色譜儀器聯(lián)用。低、可與任何氣相色譜儀器聯(lián)用。 固相微萃取裝置由一類似注射器的裝置和涂浸聚合有機(jī)纖維膜的針頭組成。纖維膜的針頭被暴露在樣品現(xiàn)場(chǎng)，通

13、過(guò)頂空或浸入樣品中方式采集樣品中的目標(biāo)物質(zhì)，然后再直接注入到氣相色譜注入口內(nèi)并保存數(shù)鐘，帶有(萃取)樣品的纖維膜針頭在氣相色譜注人口中被加熱解吸出來(lái)，進(jìn)入氣相色譜毛細(xì)管柱進(jìn)行分離和測(cè)定。應(yīng)用研究表明，采集空氣樣品35 45min后，可由氣相色譜測(cè)定揮發(fā)性鹵代烴類有機(jī)物。膜與固體吸附結(jié)合MESl)可被用來(lái)分離和濃縮樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物，它也是近代常用的方法之一。與已有的采樣方法不同，膜與固體吸附結(jié)合不需要吸附劑夾、有機(jī)溶劑也不需要干燥過(guò)程等許多處理步驟。 在攪動(dòng)棒吸附萃取技術(shù)中，具有有機(jī)硅氧烷涂層表面的磁棒被放在液體樣品中，經(jīng)過(guò)磁力攪動(dòng)10一60min后，即可將液體樣品中的許多有機(jī)物質(zhì)分子吸收在

14、有機(jī)硅氧烷涂層中，達(dá)到分離和濃縮樣品中目標(biāo)物質(zhì)的目的。 樣品采集的質(zhì)量控制樣品采集的質(zhì)量控制 在樣品采集過(guò)程中，應(yīng)用合適的質(zhì)量控制程序是非在樣品采集過(guò)程中，應(yīng)用合適的質(zhì)量控制程序是非常重要和必要的。因?yàn)閷?duì)所采集樣品的每一項(xiàng)研究或常重要和必要的。因?yàn)閷?duì)所采集樣品的每一項(xiàng)研究或者測(cè)試的情況都是唯一的，必須對(duì)采用的任何已知方者測(cè)試的情況都是唯一的，必須對(duì)采用的任何已知方法的所有過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制。也就是說(shuō)，質(zhì)量控制體法的所有過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制。也就是說(shuō)，質(zhì)量控制體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)采樣之前的調(diào)查過(guò)程、制定現(xiàn)場(chǎng)采樣程序、現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)采樣之前的調(diào)查過(guò)程、制定現(xiàn)場(chǎng)采樣程序、現(xiàn)場(chǎng)采樣操作過(guò)程、采集后樣品的保存和運(yùn)輸過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)采

15、樣操作過(guò)程、采集后樣品的保存和運(yùn)輸過(guò)程(從從采樣現(xiàn)場(chǎng)到實(shí)驗(yàn)室分析之前采樣現(xiàn)場(chǎng)到實(shí)驗(yàn)室分析之前)、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)室(或現(xiàn)場(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng))分析測(cè)分析測(cè)定過(guò)程，最后測(cè)定結(jié)果的計(jì)算和測(cè)定結(jié)果的報(bào)告等。定過(guò)程，最后測(cè)定結(jié)果的計(jì)算和測(cè)定結(jié)果的報(bào)告等。 1現(xiàn)場(chǎng)采樣之前的質(zhì)量控制現(xiàn)場(chǎng)采樣之前的質(zhì)量控制 由于存在許多潛在的對(duì)目標(biāo)樣品的污染，包括現(xiàn)場(chǎng)由于存在許多潛在的對(duì)目標(biāo)樣品的污染，包括現(xiàn)場(chǎng)采樣使用的玻璃器皿、吸附劑材料和樣品容器等，因采樣使用的玻璃器皿、吸附劑材料和樣品容器等，因此必須對(duì)它們進(jìn)行仔細(xì)的清洗和保存。有效的清洗方此必須對(duì)它們進(jìn)行仔細(xì)的清洗和保存。有效的清洗方法和預(yù)處理步驟等可以在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法或者文獻(xiàn)中法

16、和預(yù)處理步驟等可以在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法或者文獻(xiàn)中獲得，應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)方法和操作程序可以達(dá)到獲得目獲得，應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)方法和操作程序可以達(dá)到獲得目標(biāo)樣品的目的。這些標(biāo)準(zhǔn)操作程序主要有采樣裝置的標(biāo)樣品的目的。這些標(biāo)準(zhǔn)操作程序主要有采樣裝置的清洗、沖洗、烘烤、凈化和惰性化、有效的密封保證，清洗、沖洗、烘烤、凈化和惰性化、有效的密封保證，以及準(zhǔn)備合適的穩(wěn)定劑等，它們可以保證采樣裝置在以及準(zhǔn)備合適的穩(wěn)定劑等，它們可以保證采樣裝置在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中的完整性和有效性。貯存和運(yùn)輸過(guò)程中的完整性和有效性。 2現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程的質(zhì)量控制現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程的質(zhì)量控制 在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中采集樣品可能伴隨著目標(biāo)樣品損失或在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中采集樣品可

17、能伴隨著目標(biāo)樣品損失或者被污染，所以必須采取足夠和有效的措施以減少這者被污染，所以必須采取足夠和有效的措施以減少這些情況的發(fā)生。例如，采集平行樣品、使用現(xiàn)場(chǎng)空白些情況的發(fā)生。例如，采集平行樣品、使用現(xiàn)場(chǎng)空白樣品、加標(biāo)控制樣品、各種樣品的標(biāo)記和記錄、樣品樣品、加標(biāo)控制樣品、各種樣品的標(biāo)記和記錄、樣品的保存方法和運(yùn)輸方式等都是現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程的質(zhì)量控的保存方法和運(yùn)輸方式等都是現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程的質(zhì)量控制內(nèi)容。制內(nèi)容。3樣品運(yùn)輸過(guò)程的質(zhì)量控制 為了保證樣品容器到測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)或者返回實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中安全運(yùn)輸，在樣品采集的前后所有樣品容器必須進(jìn)行全面的、全過(guò)程的監(jiān)管。監(jiān)管的內(nèi)容主要包括監(jiān)管負(fù)責(zé)人員、樣品輸送的地址、樣品

18、運(yùn)輸?shù)姆椒?、運(yùn)輸起始時(shí)間和日期、運(yùn)輸過(guò)程簡(jiǎn)述(包括時(shí)間、數(shù)目、尺寸、類型、是否需要溫度控制等)。為了保證各種樣品不會(huì)與其他的樣品或質(zhì)量控制樣品相混淆，應(yīng)當(dāng)制訂和使用一種明顯的樣品標(biāo)記系統(tǒng)。另外，應(yīng)當(dāng)對(duì)樣品容器的裝卸泄漏問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)管，保證運(yùn)輸?shù)哪繕?biāo)樣品具有與原始樣品一樣足夠的數(shù)量。使用運(yùn)輸過(guò)程的空白樣品可以考查潛在污染的狀況，例如，樣品容器的處理、裝填和運(yùn)輸?shù)惹闆r可能會(huì)使目標(biāo)物質(zhì)的組成和濃度發(fā)生變化。4. 實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制 實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)包括三個(gè)方面：樣品的實(shí)驗(yàn)室貯存、分析樣品的制備(等分采樣、樣品清洗和純化等)、樣品的分析測(cè)定等。與現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程的質(zhì)量控制一樣，應(yīng)當(dāng)使用實(shí)驗(yàn)室空白樣品或分析

19、方法空白樣品評(píng)價(jià)樣品被污染、合成物質(zhì)組成等狀況。這些結(jié)果可能是由于玻璃器皿、試劑、樣品再處理操作等引進(jìn)的。為了保證實(shí)驗(yàn)室分析樣品制備中有效的質(zhì)量控制，可使用二次方法空白樣品。另外，還可使用替代物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室中樣品處理過(guò)程的回收率，替代物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品還可以檢查分析儀器的檢出能力狀況。 實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制程序還包括：在現(xiàn)場(chǎng)樣品分析的前后，應(yīng)用平行樣品 (在樣品數(shù)量允許的條件下)測(cè)定、內(nèi)標(biāo)物質(zhì)測(cè)定、分析儀器的校正等，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室之間的質(zhì)量控制。第四節(jié)第四節(jié) 樣品制備技術(shù)樣品制備技術(shù)常用常用 技術(shù)技術(shù)溶劑萃取技術(shù)：液-液、液-固、液-氣萃取蒸餾技術(shù)：減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾固相萃取技術(shù)微萃取技術(shù)：固相微萃取、液相微萃取衍生化技術(shù)吸附-熱解吸技術(shù)氣體萃取技術(shù)：靜態(tài)、動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)膜分離技術(shù)攪動(dòng)棒吸附萃取低溫濃縮技術(shù)超臨界流體萃取技術(shù) 液液-液萃取液萃取 在線萃取 自動(dòng)液-液萃取 液-固萃取