樣品前處理技術(shù)課件

1、樣品前處理技術(shù)課件樣品前處理技術(shù)課件 1. 檢驗(yàn)技術(shù)基本原則和要求 2. 現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)(樣品制備)本 章 內(nèi) 容 1. 檢驗(yàn)技術(shù)基本原則和要求 2. 現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)基 本 原 則 質(zhì)量原則 要求檢測技術(shù)保證檢測質(zhì)量，方法成熟，穩(wěn)定，具有較高的精密度，準(zhǔn)確度和良好的選擇性，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，可信性和重復(fù)性。 安全原則：所使用的方法不應(yīng)對操作人員和環(huán)境造成危害 快速原則 經(jīng)濟(jì)原則 可操作原則第一節(jié) 檢驗(yàn)技術(shù)基本原則和要求基 本 原 則 質(zhì)量原則第一節(jié) 檢驗(yàn)技術(shù)基本原則和要求 一 般 要 求檢驗(yàn)方法中采用的名詞和單位符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求.檢驗(yàn)方法中使用試劑均為分析純, 水為蒸餾水.檢

2、驗(yàn)中所用計(jì)量器具必須按國家規(guī)定及規(guī)程計(jì)量和校正.檢驗(yàn)時(shí)必須做空白試驗(yàn)和平行試驗(yàn).有多種檢驗(yàn)方法時(shí), 必須以國家標(biāo)準(zhǔn)方法的第一法為仲裁方法.采樣必須注意樣品的生產(chǎn)日期, 批號, 代表性和均勻性.樣品在檢驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)保留1個(gè)月, 以備需要時(shí)復(fù)查. 一 般 要 求檢驗(yàn)方法中采用的名詞和單位符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié) 現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)樣本前處理（樣本制備）： 指樣本分析測定之前的一系列準(zhǔn)備工作。 整理 清洗 勻化 縮分樣本制備粉碎勻漿提取凈化濃縮衍生化樣品前處理過 程：第二節(jié) 現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)樣本前處理（樣本制備）： 整理提取：是指通過溶解、吸附（吸著）或揮發(fā)等方式將樣 品中的殘留農(nóng)藥分離出來的操作

3、步驟，也叫萃取。 避免：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫、劇烈操作 極性-溶解度、分配系數(shù)；揮發(fā)性-蒸汽壓。2. 凈化： 樣品經(jīng)萃取被測成分萃取液含有雜質(zhì)干擾測定。 萃取液適當(dāng)處理除去雜質(zhì)純化。3. 濃縮：通過減少樣品溶液中的溶劑或水分而使組分的濃度升高。 目的：使供測定的樣品達(dá)到儀器能夠檢測的濃度，或進(jìn)行溶 劑轉(zhuǎn)換?；?本 概 念提?。菏侵竿ㄟ^溶解、吸附（吸著）或揮發(fā)等方式將樣 品中的殘現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)1、進(jìn)展和發(fā)展趨勢2、樣品處理的原則3、樣品制備原理4、現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)5、其它相關(guān)技術(shù)現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)1、進(jìn)展和發(fā)展趨勢2、樣品處理的原則3、樣樣品前處理：采樣技術(shù)和樣品制備技術(shù)。采集樣品適合分析的形

4、態(tài)。前處理不好 需要靈敏度高、測定范圍寬的檢測器和分離效率高的分離柱。過程耗時(shí)、繁瑣、誤差發(fā)展趨勢：1 、進(jìn)展和發(fā)展趨勢樣品前處理：采樣技術(shù)和樣品制備技術(shù)。采集樣品適合分析的形制備過程中避免組分發(fā)生化學(xué)變化；要防止和避免欲測定組分的沾污；盡可能減少無關(guān)化合物引入制備過程； 盡可能快速，簡單易行。2、樣品處理的原則原 則:制備過程中避免組分發(fā)生化學(xué)變化；2、樣品處理的原則原 則:3、樣品制備原理 利用被檢測物質(zhì)與樣品基質(zhì)的物理化學(xué)差異，使其從檢測系統(tǒng)有干擾作用的樣品基質(zhì)中提取分離出來（相似相溶）。 極性-溶解度、分配系數(shù)；揮發(fā)性-蒸汽壓。3、樣品制備原理 利用被檢測物質(zhì)與樣品基質(zhì)的物理化學(xué)差異、

5、分子的極性和水溶性1、分子的極性: 提取、凈化條件的重要參考依據(jù)。相似相溶原理：使用與被分析物質(zhì)極性相近的溶劑為提取劑，使被分析物在溶劑中達(dá)到最大溶解度。分子極性判斷：電負(fù)性、空間構(gòu)型電負(fù)性：電負(fù)性綜合考慮了電離能和電子親合能，首先由萊納斯鮑林于1932年提出。它以一組數(shù)值的相對大小表示元素原子在分子中對成鍵電子的吸引能力，稱為相對電負(fù)性，簡稱電負(fù)性。元素電負(fù)性數(shù)值越大，原子在形成化學(xué)鍵時(shí)對成鍵電子的吸引力越強(qiáng)。 、分子的極性和水溶性1、分子的極性: 提取、凈化條件2、水溶性 被分析物的極性決定其在溶劑中的溶解性。影響溶解性的其他因素 溫度：高溶解性高一般溫度每上升10 ，溶解度增加一倍，但氣

6、體則隨溫度的上升溶解度下降。 含鹽量：鹽會(huì)降低有機(jī)物的溶解度。“鹽析” pH：影響可解離的物質(zhì)的溶解度2、水溶性極 性溶劑強(qiáng)度溶 劑溶解度（20-25）溶劑在水中（%）水在溶劑中（%）非極性強(qiáng)反相弱正相正己烷0.000950.0111異辛烷微溶微溶四鹵化碳0.0770.010三鹵甲烷0.8150.072二鹵甲烷2-四氫呋喃任意混溶任意混溶乙 醚6.041.468乙酸乙酯8.082.94丙 酮任意混溶任意混溶乙 腈任意混溶任意混溶異丙醇任意混溶任意混溶甲 醇任意混溶任意混溶水任意混溶任意混溶極 性弱反相強(qiáng)正相醋 酸任意混溶任意混溶極 性溶劑強(qiáng)度溶 劑溶解度（20-25）溶劑在水中（%）水、分配定

7、律分配定律：在一對互不相溶的兩相溶劑系統(tǒng)中，由于物質(zhì)在非極性相和極性相中的溶解度不同，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，物質(zhì)在該兩相中的濃度比在一定條件下為常數(shù)的定律。KD （分配系數(shù)） = A非極性相 / B極性相 KD 稱為分配系數(shù)(distribution coefficient)，其值大小與溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)及平衡時(shí)的溫度等條件有關(guān)，與相體積無關(guān)。KD值越大，存在于非極性溶劑中的分析物越多，越有利于用非極性溶劑向極性溶劑中提取分析物，而KD值越小，則存在于極性溶劑中分析物越多，越有利于用極性溶劑向非極性溶劑中提取分析物。、分配定律分配定律：在一對互不相溶的兩相溶劑系統(tǒng)中，由、揮發(fā)性與蒸汽壓揮發(fā)性：液態(tài)或固態(tài)

8、物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的物理性能。揮發(fā)性決定：物質(zhì)在氣-液或氣-固兩相中的分布。分為沸點(diǎn)和蒸汽壓。它在氣相色譜、頂空提取和吹掃捕集等提取分析物的常用技術(shù)方法中得到應(yīng)用。蒸汽壓：固態(tài)、液態(tài)氣態(tài)、揮發(fā)性與蒸汽壓揮發(fā)性：液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的物理4 、現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)固相微萃取 超聲波提取微波輔助萃取超臨界流體萃取樣品制備固相萃取 頂空技術(shù) 4 、現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)固相微萃取 超聲波提取微波輔助超臨界4-1、固相萃取技術(shù) 固相萃取(solid phase extraction ,SPE)是 由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來, 近年來得到了快速的發(fā)展。在樣品分離提純方面發(fā)揮了越來越重要的作用.4

9、-1、固相萃取技術(shù) 固相萃取(solid p 、固相萃取(SPE)概念SPE ：Solid Phase Extraction是一種液相色譜分離，利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物與干擾化合物分離，達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。 、固相萃取(SPE)概念SPE ：Solid Phase慢中等快淋洗液慢淋洗液2 、固相萃取的模式及原理反相固相萃取正相固相萃取離子交換固相萃取 陰離子交換 陽離子交換2 、固相萃取的模式及原理反相固相萃取 陰離子交換、反相固相萃取流動(dòng)相：極性（水溶液）或中等極性固定相：非極性。分離對象：中等到非極性物質(zhì)。 、反相固相萃取流動(dòng)相：極性（水溶液）或中等極性、正相固相

10、萃取流動(dòng)相：非極性、中等極性固定相：極性。分析物質(zhì)：極性、中等極性、非極性、正相固相萃取流動(dòng)相：非極性、中等極性、離子交換固相萃取適用于帶有電荷的化合物（水溶液、有機(jī)溶液）。原理：靜電吸引，化合物上的帶電荷基團(tuán)與鍵合硅膠上的帶電荷基團(tuán)之間的相互作用。分為：陰離子交換和陽離子交換。、離子交換固相萃取適用于帶有電荷的化合物（水溶液、有機(jī)1 、陰離子（負(fù)電荷）交換LC-SAX、脂肪族季銨類鹽 + 硅膠SAX 是脂肪族季銨鹽類鍵合到硅膠上，季銨鹽是一個(gè)很強(qiáng)的堿，帶有一個(gè)正電荷，能交換或吸附溶液中的陰離子。季銨鹽的pka 很高(14),在水溶液中，所有的pH 條件下，都能帶上電荷。對于陰離子分析物，為了

11、使之帶上電荷，其pH 值必須比其pka大2 個(gè)單位。大多數(shù)情況下，被分析物是強(qiáng)酸性或者是弱酸性的。1 、陰離子（負(fù)電荷）交換LC-SAX、脂肪族季銨類鹽 + 樣品前處理技術(shù)課件2、陽離子交換LC-SCX：磺酸基；LC-WCX：羧酸基團(tuán)SCX 是磺酸基鍵合在硅膠表面?；撬峄泻軓?qiáng)的的酸性（pka1），能吸附或者交換溶液中的陽離子。在所有的pH 條件下，這種官能團(tuán)都能帶上電荷。對所分析的陰離子化合物，其樣品的pH 值要比其pka 小2 個(gè)單位，以保證其帶電荷。通常分析的化合物是強(qiáng)堿性或弱堿性的。2、陽離子交換LC-SCX：磺酸基；LC-WCX：羧酸基團(tuán)S樣品前處理技術(shù)課件 溶劑的選擇 目標(biāo)化合物在

12、極性/非極性溶劑中的溶解度，這主要涉及淋洗液的選擇。 目標(biāo)化合物有無可能離子化（可用調(diào)節(jié)pH值實(shí)現(xiàn)離子化）。 目標(biāo)化合物有無可能與吸附劑形成共價(jià)鍵。目標(biāo)化合物和雜質(zhì)在吸附劑上吸附點(diǎn)的競爭程度，關(guān)系到能否很好分離。 溶劑的選擇 目標(biāo)化合物在極性/非極性溶劑中的溶解度、固相萃取的裝置及操作程序固相萃取的裝置篩板篩板篩板、固相萃取的裝置及操作程序固相萃取的裝置篩板篩板篩板1、固相萃取的裝置1、固相萃取的裝置2、操作程序（1）、活化吸附劑 萃取之前要用適當(dāng)?shù)娜軇┝芟葱≈?，以使吸附劑保持濕潤，可以吸附目?biāo)化合物或干擾化合物。2、操作程序（1）、活化吸附劑2、操作程序（2）、上樣（吸附） 樣品倒入活化后的

13、固相萃取小柱，然后利用抽真空，加壓或離心的方法使樣品進(jìn)入吸附劑。2、操作程序（2）、上樣（吸附） 2、操作程序 3）、洗滌（去除雜質(zhì)）在樣品進(jìn)入吸附劑，目標(biāo)化合物被吸附后，可先用較弱的溶劑將弱保留干擾化合物洗掉。2、操作程序 3）、洗滌（去除雜質(zhì)）2、操作程序 4）、洗脫和收集 再用較強(qiáng)的溶劑將目標(biāo)化合物洗脫下來，加以收集。2、操作程序 4）、洗脫和收集活化吸附劑進(jìn) 樣洗 滌洗 脫活化吸附劑進(jìn) 樣洗 滌洗 脫、SPE分離機(jī)制與溶劑的選擇分離機(jī)制典型的弱溶劑（保留條件）典型的強(qiáng)溶劑（洗脫條件）反相SPE緩沖液或低濃度的甲醇或乙腈乙腈、甲醇或溶劑與水的混合物正相SPE正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等

14、陽離子交換SPE低離子強(qiáng)度緩沖液(0.1mol/L)高離子強(qiáng)度緩沖液（0.1mol/L)低反離子強(qiáng)度高反離子強(qiáng)度陰性離子交換SPE低離子強(qiáng)度緩沖液（0.1mol/L)、SPE分離機(jī)制與溶劑的選擇分離機(jī)制典型的弱溶劑典型的強(qiáng)溶固相萃取的應(yīng)用領(lǐng)域固相萃取的應(yīng)用領(lǐng)域樣品前處理技術(shù)課件固相萃取小柱體積的選擇：可根據(jù)樣品的量和對萃取速度的要求來確定固相萃取小柱體積的選擇：可根據(jù)樣品的量和對萃取速度的要求來確加拿大Silicycle公司產(chǎn)品加拿大Silicycle公司產(chǎn)品4-2、固相微萃取 SPME SPME是在固相萃取的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種樣品前處理技術(shù)，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣為一體，對樣品有很強(qiáng)的富

15、集作用，可以大大提高分析靈敏度。4-2、固相微萃取 SPME SPME是在固相萃取的基 SPME的發(fā)展歷史1989年，加拿大的Pawliszyn 提出1993年，商品化Fiber-SPME1993年， （管內(nèi)固相微萃取）In-Tube-SPME -GC2019年，商品化Fiber-SPME-HPLC2019年，商品化Fiber-SPME-GC2019年， In-Tube-SPME-HPLC2019年，Pat Sandra 提出（攪拌棒吸附萃取）SBSE技術(shù)2019年，一種新形式In-Tube SPME-GC SPME的發(fā)展歷史原理和方法原理: 通過在樣品與固相涂層間的平衡來達(dá)到分離。方法：玻璃

16、纖維浸入樣品中被分析物質(zhì)擴(kuò)散吸附平衡取出玻璃纖維洗脫分析。原理和方法原理: 方法： 固相微萃取裝置 類似于微型注射器：手柄和萃取纖維頭關(guān)鍵：石英纖維上涂吸附劑原則：目標(biāo)化合物是非極性時(shí)選擇非極性涂層；目標(biāo)化合物是極性時(shí)選擇極性涂層。 固相微萃取裝置 類似于微型注射器： 固相微萃取裝置 固相微萃取裝置 聚 合 物 的 極 性非極性涂層極性涂層中等極性混合型固定相涂層的類型如: 聚丙烯酸酯(PA)、聚乙二醇( C W ) ，適于極性化合物如: 聚二甲基硅氧烷(PDMS)，適于非極性和弱極性化合物如: 聚乙二醇- 聚二乙烯基苯(CW-DVB)、羧乙基- 聚二乙烯基苯(CAR-DVB)、羧乙基- 聚二

17、乙烯基苯- 聚二甲基硅氧烷(CAR-DVB-PDMS)等聚 合 物 非極性涂層極性涂層中等極性固定相涂層的類型如: 影響萃取效率的因素1. 涂層性質(zhì)和厚度的影響 涂層厚度對分析的固相吸附量和平衡時(shí)間都有影響， 涂層越厚，固相吸附量越大，靈敏度亦越高；達(dá)到分析平均的時(shí)間越長，解析平衡時(shí)間也越長，分析速度慢; 涂層厚度對分析靈敏度影響較大，對分析速度影響較小。2. 萃取時(shí)間的影響 萃取時(shí)間即萃取達(dá)到平衡所需的時(shí)間，由待分析物的分配系數(shù)、物質(zhì)的擴(kuò)散速率、樣品基質(zhì)、樣品體積、萃取頭膜厚等因素決定，是影響涂層萃取量的一個(gè)重要因素.影響萃取效率的因素1. 涂層性質(zhì)和厚度的影響2. 萃取時(shí)間的影響萃取效率的

18、因素3. 萃取溫度的影響 溫度升高，分析物擴(kuò)散速度增大，蒸汽壓也隨之增大，可提高分析速度。溫度升高，使分析物的分配系數(shù)減小，固相吸附量減少。根據(jù)樣品的性質(zhì)確定最佳萃取溫度，一般萃取溫度為4 0 80 。4. 攪拌的影響 攪拌是影響SPME分析速度的重要因素。樣品經(jīng)攪拌后可以促進(jìn)萃取并減少萃取時(shí)間，特別對于大分子量和高擴(kuò)散系數(shù)的組分。一般攪拌形式有磁力攪拌、高速勻漿、超聲波等方式，采取攪拌方式時(shí)一定要注意攪拌的均勻性影響萃取效率的因素3. 萃取溫度的影響4. 攪拌的影響影響萃取效率的因素5. 鹽的影響 萃取前于樣品中添加無機(jī)鹽(NaCl、Na2SO4等) ，水溶液的離子強(qiáng)度增大，有機(jī)物的溶解度減

19、小產(chǎn)生鹽析，分配系數(shù)提高，增加萃取頭固定相對分析組分的吸附，可提高分析的靈敏度。一般添加無機(jī)鹽適用于頂空方式，對于浸入方式，鹽分容易損壞萃取頭。6. pH值的影響 調(diào)節(jié)至合適的pH值，使有機(jī)物在水中溶解度減小，增大分配系數(shù)，提高分析的靈敏度，但pH 值過高或過低都會(huì)影響固定相涂層的使用壽命。影響萃取效率的因素5. 鹽的影響6. pH值的影響特 點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了無溶劑化減輕了對環(huán)境的負(fù)擔(dān)裝置便于攜帶，操作簡單，成本低廉，適于推廣應(yīng)用并且可以實(shí)現(xiàn)野外現(xiàn)場取樣分析特 點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了無溶劑化方 法方 法 研 究 進(jìn) 展與GC連用: (最早)主要適用于小分子量高揮發(fā)性物質(zhì)或半揮發(fā)性物質(zhì)的測定。缺點(diǎn):不適用于熱不穩(wěn)定性

20、物質(zhì)的萃取測定，也不適用于極性大, 不易揮發(fā)物質(zhì)的萃取測定樣品脫附: 熱解析 幾秒2. 與高效液相色譜( H P L C ) 的聯(lián)用:系統(tǒng)還處于發(fā)展階段, 適合于極性較大的物質(zhì)樣品脫附: 溶劑洗脫3. 與毛細(xì)管電泳( CE ) 的聯(lián)用: 微量分析 研 究 進(jìn) 展與GC連用: (最早)2. 與固相微萃取技術(shù)在食品中的應(yīng)用食 品 分 析分析食品風(fēng)味物質(zhì)的組成農(nóng)藥殘留水果 蔬菜葡 萄 酒肉 類 制 品酒 類 風(fēng) 味天然調(diào)味料茶 葉 品 質(zhì)水果 蔬菜固相微萃取技術(shù)在食品中的應(yīng)用食 品 分 析分析食品風(fēng)味物質(zhì)的SPME 技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)一步發(fā)展SPME 與各種分析儀器的聯(lián)用，以拓寬其使用范圍;研制更多新

21、型涂層和涂漬技術(shù)的改進(jìn); 使裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)更趨完善和成熟;SPME 裝置及外圍設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其適應(yīng)工業(yè)和野外自動(dòng)采樣和檢測;S P M E 的理論也將會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。SPME 技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)一步發(fā)展SPME 與各種分析儀器的4-3 、超臨界流體萃取技術(shù) 超臨界流體 超臨界流體萃取技術(shù)4-3 、超臨界流體萃取 超臨界流體1.1 超臨界流體的含義 超臨界流體（SCF）是指在臨界溫度和臨界壓力以上的流體。高于臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點(diǎn)的狀態(tài)稱為超臨界狀態(tài)。處于超臨界狀態(tài)時(shí)，氣液兩相性質(zhì)非常接近，以至于無法分辨，故稱之為SCF。1. 超臨界流體1.1 超臨界流體的含義 超臨界流體（S1

22、822年，Cagniard 首次報(bào)道物質(zhì)的臨界現(xiàn)象。1879年，Hanny and Hogarth 發(fā)現(xiàn)了超臨界流體對固體有溶解能力，為超臨界流體的應(yīng)用提供了依據(jù)。1943年，Messmore首次利用壓縮氣體的溶解力作為分離過程的基礎(chǔ)，發(fā)展出超臨界萃取方法。1970年，Zosel采用sc-CO2萃取技術(shù)從咖啡豆提取咖啡因，從此超臨界流體的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。1992年，Desimone 首先報(bào)道了sc-CO2為溶劑，超臨界聚合反應(yīng)，得到分子量達(dá)27萬的聚合物,開創(chuàng)了超臨界CO2高分子合成的先河。1.2 超臨界流體的發(fā)展1822年，Cagniard 首次報(bào)道物質(zhì)的臨界現(xiàn)象。1.2物理特征 密度

23、（g/cm3） 粘度（g/cm/s） 擴(kuò)散系數(shù) （cm2/s） 氣體（0.6-2）*10-3（1-4）*10-4 0.1-0.4 液體 0.6-1.6（0.2-3）*10-2（0.2-2)*10-5 SCF 0.2-0.9（1-9）*10-4（0.2-0.7)*10-31.3 超臨界流體的性質(zhì)物理特征 密度 （g/cm密度類似液體，因而溶劑化能力很強(qiáng)，壓力和溫度微小變化可導(dǎo)致其密度顯著變化粘度接近于氣體, 具有很強(qiáng)傳遞性能和運(yùn)動(dòng)速度擴(kuò)散系數(shù)比氣體小，但比液體高一到兩個(gè)數(shù)量級； SCF的介電常數(shù)，極化率和分子行為與氣液兩相均有著明顯的差別;壓力和溫度的變化均可改變相變 1.4 超臨界流體的主要特

24、性密度類似液體，因而溶劑化能力很強(qiáng)，壓力和溫度微小變化可導(dǎo)致其2. 超臨界流體萃取技術(shù)2. 超臨界流體萃取技術(shù) 2.1 超臨界萃取概述超臨界流體萃取 (Supercritical Fluid Extraction，SFE)是一項(xiàng)新型提取技術(shù)，它是利用超臨界條件下的氣體作萃取劑，從液體或固體中萃取出某些成分并進(jìn)行分離的技術(shù)。超臨界條件下的氣體，也稱為超臨界流體(SF)，是處于臨界溫度(Tc)和臨界壓力 (Pc)以上，以流體形式存在的物質(zhì)。通常有二氧化碳(CO2)、氮?dú)?N2 )、氧化二氮(N2 O)、乙烯 (C2 H4)、三氟甲烷 (CHF3 )等。 2.1 超臨界萃取概述超臨界流體萃取 (Su

25、percri 超臨界流體具有選擇性溶解物質(zhì)的能力，并隨著臨界條件（T，P）而變化。超臨界流體可從混合物中有選擇地溶解其中的某些組分，然后通過減壓，升溫或吸附將其分離析出。 2.2 基本原理 超臨界流體具有選擇性溶解物質(zhì)的能力，并隨著臨 超臨界萃取劑的臨界溫度越接近操作溫度，則溶解度越大。臨界溫度相同的萃取劑，與被萃取溶質(zhì)化學(xué)性質(zhì)越相似，溶解能力越大。應(yīng)該選取與被萃取溶質(zhì)相近的超臨界流體作為萃取劑。 2.3 超臨界流體的選擇性 超臨界萃取劑的臨界溫度越接近操作溫度，則 用作萃取劑的超臨界流體應(yīng)具備以下條件:化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對設(shè)備沒有腐蝕性，不與萃取物反應(yīng)；臨界溫度應(yīng)接近常溫或操作溫度，不宜太高或太

26、低；操作溫度應(yīng)低于被萃取溶質(zhì)的分解變質(zhì)溫度；臨界壓力低，以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用；對被萃取物的選擇性高（容易得到純產(chǎn)品）；純度高，溶解性能好，以減少溶劑循還用量；貨源充足，價(jià)格便宜，如果用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，還應(yīng)考慮選擇無毒的氣體。2.4 超臨界流體的選擇原則 用作萃取劑的超臨界流體應(yīng)具備以下條件:2.4 超臨界流體改性劑實(shí)用意義 混合流動(dòng)相 改性劑 分別混合: 2臺(tái)泵 缺點(diǎn): a. 不能做梯度洗脫 b. 徹底清洗容器預(yù)混合:改性劑的添加方式改性劑實(shí)用意義 混合流動(dòng)相 胡蘿卜在不同丙酮含量下胡蘿卜素在CO2中的溶解度和提取率。序號丙酮含量（%）(mol）胡蘿卜素溶解度(mg/L3)提取率(%)100.08

27、42272120.234963.2322.60.39888.234300.657597.8胡蘿卜在不同丙酮含量下胡蘿卜素在CO2中的溶解度和提取率。序 1. CO2超臨界萃取具有廣泛的適應(yīng)性，特別對于天然物料 的萃取，其產(chǎn)品稱得上是100%純天然產(chǎn)品。2. 可在較低溫度下操作，特別適合于熱敏性物質(zhì)，完整保留生物活性，而且能把高沸點(diǎn)，低揮發(fā)度，易熱解的物質(zhì)分離出來。 3. 溶劑沒有污染，可以回收使用，簡單方便，節(jié)省能源。 4. 須在高壓下操作，設(shè)備與工藝要求高，一次性投資比較大。2.5 超臨界CO2萃取的特點(diǎn) 1. CO2超臨界萃取具有廣泛的適應(yīng)性，特別對于超臨界流體萃取裝置組成（1）超臨界流體

28、發(fā)生源，由萃取劑儲(chǔ)瓶、高壓泵及其他附屬裝置組成，其功能是將萃取劑由常溫壓態(tài)轉(zhuǎn)化為超臨界流體。（2）超臨界流體萃取部分，由樣品萃取管及附屬裝置組成，處于超臨界態(tài)的萃取劑在這里將被萃取的溶質(zhì)從樣品基質(zhì)中溶解出來，隨著流體的流動(dòng)，使含被萃取溶質(zhì)的流體與樣品基體分開。（3）溶質(zhì)減壓吸附分離部分，由噴口及吸收管組成，萃取出來的溶質(zhì)及流體，必須由超臨界態(tài)經(jīng)噴口減壓降溫轉(zhuǎn)化學(xué)常溫常壓態(tài)，此時(shí)流體揮發(fā)逸出，而溶質(zhì)在吸收管內(nèi)多孔填料表面，用合適溶劑洗吸收管，就可把溶質(zhì)洗脫收集備用。超臨界流體萃取裝置組成（1）超臨界流體發(fā)生源，由萃取劑儲(chǔ)瓶、超臨界流體萃取裝置過程將萃取原料裝入萃取釜。二氧化碳?xì)怏w經(jīng)熱交換器冷凝成

29、液體，用加壓泵把壓力提升到工藝過程所需的壓力(應(yīng)高于二氧化碳的臨界壓力)，同時(shí)調(diào)節(jié)溫度，使其成為超臨界二氧化碳流體。二氧化碳流體作為溶劑從萃取釜底部進(jìn)入，與被萃取物料充分接觸，選擇性溶解出所需的化學(xué)成分。含溶解萃取物的高壓二氧化碳流體經(jīng)節(jié)流閥降壓到低于二氧化碳臨界壓力以下進(jìn)入分離釜(又稱解析釜)，由于二氧化碳溶解度急劇下降而析出溶質(zhì)，自動(dòng)分離成溶質(zhì)和二氧化碳?xì)怏w二部分，前者為過程產(chǎn)品，定期從分離釜底部放出，后者為循環(huán)二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)過熱交換器冷凝成二氧化碳液體再循環(huán)使用。整個(gè)分離過程是利用二氧化碳流體在超臨界狀態(tài)下對有機(jī)物有特異增加的溶解度，而低于臨界狀態(tài)下對有機(jī)物基本不溶解的特性，將二氧化碳

30、流體不斷在萃取釜和分離釜間循環(huán)，從而有效地將需要分離提取的組分從原料中分離出來。 超臨界流體萃取裝置過程將萃取原料裝入萃取釜。二氧化碳?xì)怏w經(jīng)熱壓縮機(jī) 萃取釜 制冷MVC-760L 二氧化碳循環(huán)泵 壓縮機(jī) 萃取釜 制冷MVC-760L 二氧化碳循環(huán)泵 超臨界流體萃取技術(shù)在食品中的應(yīng)用食 品 分 析逐 步 產(chǎn) 業(yè) 化天然香料色素的生產(chǎn)食 品 脫 臭油質(zhì)的提取分離超臨界流體萃取技術(shù)在食品中的應(yīng)用食 品 分 析逐 步 產(chǎn) 業(yè)應(yīng) 用 范 圍品 種功能性油脂沙棘油、小麥胚芽油、魚油、葡萄籽油、耐鵲油等中藥及中藥提取物穿心蓮提取物、當(dāng)歸油、丹參提取物、厚樸提取物、薄荷油、五味子油、車前子油、柴胡油、川穹油、

31、姜黃色素、菟絲子油、枸杞子油、鴉膽子油、天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野菊花油、蒼術(shù)油、我術(shù)油、香附油、青蒿素、霍香游、紫蘇葉油、熊果酸調(diào)味品姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油香料、香精辛夷花精油、煙葉精油應(yīng) 用 范 圍品 種功能性油脂沙棘油、小麥胚芽油、魚油、葡萄1.德國伍德公司1.德國伍德公司云南亞太致興生物工程研究所云南亞太致興生物工程研究所4-4、微波萃取微 波金屬水分4-4、微波萃取微 波金屬水分微波萃取微波：頻率：300300 000MHz的電磁波。穿透：玻璃、塑料、陶瓷等絕緣體。當(dāng)微波作用于水和酸性物質(zhì)時(shí)，將被極性分子所吸收，因而物質(zhì)很快被加熱。微波萃取微波：微波輔助

32、萃取微波輔助萃?。何⒉ê蛡鹘y(tǒng)的溶劑提取法相結(jié)合的一種萃取方法，利用不同結(jié)構(gòu)的化合物吸收微波能力的差異，使得細(xì)胞內(nèi)的某些成分被微波選擇性加熱，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而提高有效成分的溶出程度和速度。20世紀(jì)70年代，普通家用微波爐首次走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室；80年代，首次發(fā)表了微波用于植物提取的文獻(xiàn)；90年代商業(yè)化的MAP(microwaveassisted extractionprooess)開始應(yīng)用于中藥有效成分的提??；微波輔助萃取微波輔助萃取：微波和傳統(tǒng)的溶劑提取法相結(jié)合的一種工作原理吸收微波細(xì)胞內(nèi)部溫度，細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁膨脹承受能力細(xì)胞破裂有效成分自由流出。工作原理吸收微波細(xì)胞內(nèi)部溫度，細(xì)胞內(nèi)

33、部壓力超過細(xì)胞壁膨影響因素（一）萃取溫度的影響（二）萃取時(shí)間的影響（三） 萃取溶劑的影響（四） 樣品杯：聚四氟乙烯影響因素（一）萃取溫度的影響特 點(diǎn)質(zhì)量高,可有效保護(hù)食品中的功能成分對萃取物具有高選擇性省時(shí)(50-90%)溶劑用量少(50-90%)特 點(diǎn)質(zhì)量高,可有效保護(hù)食品中的功能成分微波提取在應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 微波對不同的植物細(xì)胞或組織有不同的作用，對細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放也有一定的選擇性。因此應(yīng)根據(jù)產(chǎn)物的特性及其在細(xì)胞內(nèi)所處的位置的不同，選擇不同的處理方式。微波提取僅適用于對熱穩(wěn)定的產(chǎn)物，如生物堿、黃酮、苷類等，而對于熱敏感的物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多肽等，微波加熱能導(dǎo)致這些成分的變性、甚至失活。

34、 由微波加熱原理可知，微波提取要求被處理的物料具有良好的吸水性，否則細(xì)胞難以吸收足夠的微波能將自身擊破，使其內(nèi)容物難以釋放出來。微波提取在應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 微波對不同的植物細(xì)胞或微波萃取技術(shù)在食品中的應(yīng)用食品分析農(nóng)獸藥殘留海產(chǎn)品中的重金屬真 菌 毒 素微波萃取技術(shù)在食品中的應(yīng)用食品分析農(nóng)獸藥殘留海產(chǎn)品中的重金屬4-5、超聲波輔助萃取原理：能量外部向內(nèi)部傳遞。超聲波使溶液形成氣泡（空化效應(yīng)）爆裂溫度和壓力，增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)能力。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)廉快速，簡便安全，批量處理樣品。4-5、超聲波輔助萃取原理：優(yōu)點(diǎn)：價(jià)廉快速，簡便安全，批量處4-6、氣體萃取（頂空技術(shù)）取樣品基質(zhì)（液體和固體）上方的氣相部分進(jìn)

35、行色譜分析。用途：痕量高揮發(fā)性物質(zhì)的分析測定，氣體是揮發(fā)性物質(zhì)的最理想的溶劑。4-6、氣體萃?。斂占夹g(shù)）取樣品基質(zhì)（液體和固體）上方的氣特 點(diǎn) 操作簡單 可自動(dòng)化 可變因素多 靈敏度高：檢出限可達(dá)10-12水平。特 點(diǎn) 操作簡單分 類靜態(tài)頂空：在一個(gè)密閉的容器中，樣品與樣品上方氣體（1/2）達(dá)到平衡。動(dòng)態(tài)頂空： “連續(xù)氣體萃取”方法，不必兩相達(dá)到平衡。經(jīng)捕集濃縮后進(jìn)行測定。分 類靜態(tài)頂空：在一個(gè)密閉的容器中，樣品與樣品上方氣體（15、其它相關(guān)技術(shù) 衍生化技術(shù) 生物大分子的細(xì)胞破碎與蛋白質(zhì)的去除5、其它相關(guān)技術(shù) 衍生化技術(shù) 衍生化技術(shù)化學(xué)反應(yīng)定量生成適于分析。目的： 靈敏度與選擇性 改善色譜分

36、離： 揮發(fā)性、降低與色譜材料的相互作用 理化穩(wěn)定性 衍生化技術(shù)化學(xué)反應(yīng)定量生成適于分析。目的： 靈敏分 類柱前衍生化：為了分離柱后衍生化：為了檢測分 類柱前衍生化：為了分離氣相色譜的衍生化（1）硅烷化衍生化方法（2）酯化衍生化方法（3）鹵化衍生化方法（4）酚化衍生化方法方法氣相色譜的衍生化（1）硅烷化衍生化方法方法（1）、硅烷化衍生化方法利用醇，酚，酸，胺等與硅烷化試劑反應(yīng)，形成揮發(fā)性的硅烷衍生物R3SiX + HRR3SiR + HX（1）、硅烷化衍生化方法利用醇，酚，酸，胺等與硅烷化試劑反應(yīng)（2）酯化衍生化方法大多數(shù)有機(jī)酸揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性差。在GC分析之前衍生為相應(yīng)的酯。 甲醇法 重氮甲烷

37、法 三氟乙酸配法 （2）酯化衍生化方法大多數(shù)有機(jī)酸揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性差。在GC分 甲醇法甲醇法 有機(jī)酸與甲醇在催化劑的存在下加熱，可以發(fā)生酯化反應(yīng)，生成有機(jī)酸的甲酯RCOOH + CH3OH催化劑RCOO CH3 + H2 O 甲醇法甲醇法 有機(jī)酸與甲醇在催化劑的存在下加熱，可以發(fā) 重氮甲烷法與有機(jī)酸反應(yīng)，生成有機(jī)酸的甲酯，重氮甲烷不穩(wěn)定，有爆炸性，有毒。 RCOOH + CH2N2RCOO CH3 + N2 重氮甲烷法與有機(jī)酸反應(yīng)，生成有機(jī)酸的甲酯，RCOOH +（3）、鹵化衍生化方法引入鹵原子ECD檢測器也改善揮發(fā)性和穩(wěn)定性。 鹵素的作用是加成或取代 （3）、鹵化衍生化方法引入鹵原子ECD檢測器也改善揮發(fā)性液相色譜的衍生化1. 紫外衍生化反應(yīng)2 熒光衍生化反應(yīng) 3 電化學(xué)衍生化反應(yīng)液相色譜的衍生化1. 紫外衍生化反應(yīng)2 熒光衍生化反（1）紫外衍生化反應(yīng)苯甲酰氯 + 胺、醇、酚苯甲酸酯類衍生物（ ）苯甲?；磻?yīng) （1）紫外衍生化反應(yīng)苯甲酰氯 + 胺、醇、酚苯甲酸酯類衍生（2）熒光衍生化反應(yīng)在目標(biāo)化合物上接上能發(fā)出熒光的生色基團(tuán)，如熒光素。（2）熒光衍生化反應(yīng)在目標(biāo)化