樣品前處理技術(shù)2015課件

樣品前處理技術(shù)-現(xiàn)代

樣品前處理的目的完整的樣品分析過程采樣、預(yù)處理、分析測(cè)試、數(shù)據(jù)處理與報(bào)告分離富集衍生化木材色譜分析光譜電分析色譜分析?回顧-傳統(tǒng)的分離方法液－液萃取蒸餾索氏萃取沉淀分離膜分離法大量使用有機(jī)溶劑處理時(shí)間長(zhǎng)操作步驟多較大誤差影響操作人員健康污染周圍環(huán)境傳統(tǒng)的樣品前處理方法離子交換萃取無(wú)溶劑或少溶劑的樣品前處理技術(shù)溶劑萃取氣相萃取固相萃取超臨界流體萃取靜態(tài)頂空萃取吹掃捕集固相萃取固相微萃取無(wú)法檢測(cè)衍生化其它萃取方式控制面板CombiPal

三合一裝置頂空加熱裝置裝置及操作過程靜態(tài)頂空萃取利用被測(cè)樣品（氣-液和氣-固）加熱平衡后，取其揮發(fā)氣體部分進(jìn)入氣相色譜儀分析。通常是作為氣相色譜儀和氣相色譜與質(zhì)譜儀前置裝置，也即在GC和GC-MS等前增加一個(gè)頂空進(jìn)樣裝置，與后者聯(lián)機(jī)使用。所以頂空法的目的就是為GC檢測(cè)進(jìn)行前處理。靜態(tài)頂空萃取影響因素靜態(tài)頂空萃取樣品振動(dòng)時(shí)間樣品加熱溫度進(jìn)樣器加熱溫度溶劑的影響鹽效應(yīng)溫度增加，促進(jìn)待測(cè)物的揮發(fā)振動(dòng)能使樣品更加均勻，也能促進(jìn)待測(cè)物的揮發(fā)防止待測(cè)物冷凝加入適當(dāng)?shù)娜軇?，促進(jìn)待測(cè)物揮發(fā)向溶液中加入鹽，會(huì)減小物質(zhì)的溶解度，特別是減小極性物質(zhì)的溶解度。用于分析易揮發(fā)的微量成分，如對(duì)甲醇、乙醇、苯系物等許多易揮發(fā)和半揮發(fā)性的有機(jī)溶劑類；

應(yīng)用范圍靜態(tài)頂空萃取花香氣、香水、水果香開放實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

靜態(tài)頂空萃取操作簡(jiǎn)單、快速費(fèi)用低進(jìn)樣中溶劑含量少，減少干擾避免水份、高沸點(diǎn)物或非揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)分析柱造成超載和污染問題缺點(diǎn)樣品中一些低沸點(diǎn)有機(jī)酸會(huì)產(chǎn)生干擾；靈敏度較低無(wú)溶劑或少溶劑的樣品前處理技術(shù)溶劑萃取氣相萃取固相萃取超臨界流體萃取靜態(tài)頂空萃取吹掃捕集固相萃取固相微萃取無(wú)法檢測(cè)衍生化其他萃取方式原理使吹洗氣體連續(xù)通過樣品，將其中的揮發(fā)組分萃取后在吸附劑或冷阱中捕集，再進(jìn)行分析測(cè)定，因而是一種非平衡態(tài)連續(xù)萃取。吹掃捕集氮?dú)夂鉄o(wú)溶劑或少溶劑的樣品前處理技術(shù)溶劑萃取氣相萃取固相萃取超臨界流體萃取靜態(tài)頂空萃取吹掃捕集固相萃取固相微萃取無(wú)法檢測(cè)衍生化其它萃取方式固相萃取概述高效液相色譜（Highperformanceliquidchromatography,HPLC），特別是反相高效液相色譜的成功應(yīng)用使得固相萃取技術(shù)得到了極大的發(fā)展固相萃取技術(shù)于70年代初引入分析中固相萃取實(shí)質(zhì)上是色譜分離過程，其富集機(jī)理、固定相和溶劑選擇與液相色譜有許多類似之處。固相萃取原理及裝置固相萃取裝置圖固相萃取小顆粒多孔固相吸附劑用體積較小的溶劑洗脫或熱解析原理=分離+富集固相萃取柱中有上下篩板，中間裝有吸附劑，但在固相萃取柱的萃取過程中當(dāng)液流通過時(shí)會(huì)有溝流現(xiàn)象產(chǎn)生，降低回收率粒徑很細(xì)的吸附劑和其他材料壓制而成的厚度為0.5-1mm的盤。固相萃取常用的吸附劑鍵合硅膠類吸附劑1發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的吸附劑，包括：SiliaBondC-18、SiliaBondC-8等

有機(jī)聚合物吸附劑2優(yōu)勢(shì)：耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，有較高的穩(wěn)定性；表面積大；被吸附的目標(biāo)化合物可很容易用少量有機(jī)溶劑洗脫碳基吸附劑3主要包括石墨化炭黑和多孔石墨碳，對(duì)極性化合物具有較高的吸附萃取能力。固相萃取固相萃取裝置中對(duì)于吸附劑的五點(diǎn)要求最好為多孔的具有大的表面積的固體顆粒應(yīng)降低固相萃取的空白值萃取吸附過程中必須可逆且有高的回收率要有高的化學(xué)穩(wěn)定性1234必須與樣品溶液有好的界面接觸5固相萃取固相萃取的模式反相固相萃取正相固相萃取離子交換固相萃?、訇庪x子交換②陽(yáng)離子交換固相萃取使用非極性吸附劑(C8、C18)，常用于分離富集水中的弱極性有機(jī)污染物使用極性吸附劑（硅膠、氧化鋁），常用于有機(jī)提取物的去雜凈化帶有電荷的離子交換樹脂作為吸附劑，分離富集帶有電荷的化合物反相固相萃取水中有機(jī)污染物酚類化合物有機(jī)農(nóng)藥增塑劑有機(jī)胺化合物酚酸酯類化合物研究對(duì)象固相萃取一柱預(yù)處理正己烷甲醇水/緩沖液除去雜質(zhì)使填料溶劑化提高重現(xiàn)性操作步驟固相萃取預(yù)處理1–2滴體積固相萃取二加樣使目標(biāo)分析物富集在固定相上低強(qiáng)度試樣操作步驟固相萃取加樣分析物干擾物固相萃取三除雜質(zhì)中等強(qiáng)度溶劑洗脫目標(biāo)分析物保留在固定相上盡可能除去雜質(zhì)操作步驟固相萃取洗滌分析物干擾物固相萃取四洗脫/收集高強(qiáng)度溶劑洗脫洗脫目標(biāo)分析物操作步驟固相萃取洗脫分析物固相萃取操作過程中注意問題（1）：模式及吸附劑的選擇模式選擇反相固相萃取正相固相萃取離子交換固相萃取陽(yáng)離子交換陰離子交換常見吸附劑SiliaBondC-18SiliaBondC-8硅膠活性氧化鋁SiliaBond磺酸基SiliaBond季銨鹽吸附劑極性非極性極性極性樣品溶液特性強(qiáng)極性溶劑，如水和甲醇等非極性溶劑，如正己烷，二氯甲烷等水溶液（緩沖鹽），有機(jī)溶劑分析物特性非極性，不帶電極性，不帶電堿性物質(zhì)酸性物質(zhì)固相萃取操作過程中的注意問題（2）：溶劑的選擇（1）上樣萃取時(shí)溶劑要求洗脫的溶劑要求使用弱溶劑，使分析物能在吸附劑上很好保留溶劑強(qiáng)度應(yīng)足夠大，把分析物完全洗脫下來(lái)選擇的洗脫溶劑應(yīng)與后續(xù)的測(cè)定相適應(yīng)12固相萃取操作過程中的注意問題（3）：穿透體積的理論預(yù)測(cè)及實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)測(cè)定：做色譜測(cè)定的峰高或峰面積-樣品體積圖理論預(yù)測(cè)：

典型固相萃取穿透曲線固相萃取固相萃取主要用于復(fù)雜樣品中微量或痕量目標(biāo)化合物的分離和富集生物體液（如血液，尿等）中藥物及其代謝產(chǎn)物的分離、富集

食品中有效成分或有害成分的分離、富集

12環(huán)保水樣中有機(jī)污染物的分離、富集

3固相萃取固相萃取法應(yīng)用實(shí)例血清中的甲氧萘丙酸固相萃取固相萃取富集鄰苯二甲酸二乙酯鄰苯二甲酸二乙酯優(yōu)先污染物塑料的增塑劑固相萃取優(yōu)點(diǎn)回收率、富集倍數(shù)高有毒溶劑用量少無(wú)相分離操作簡(jiǎn)單、易自動(dòng)化固相萃取缺點(diǎn)固體吸附劑容易被堵塞無(wú)溶劑或少溶劑的樣品前處理技術(shù)溶劑萃取氣相萃取固相萃取超臨界流體萃取靜態(tài)頂空萃取吹掃捕集固相萃取固相微萃取無(wú)法檢測(cè)衍生化其他萃取方式

固相微萃取技術(shù)簡(jiǎn)介

SolidPhaseMicro-extraction（SPME）

固相微萃?。⊿olidphasemicroextractionSPME）技術(shù)是在固相萃取的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。固相微萃取由Waterloo大學(xué)J.Pawliszyn教授首先提出，得到了廣泛的運(yùn)用。固相微萃取1.壓桿；2.筒體；3.壓桿卡持螺釘；4.Ｚ形槽；5.筒體視窗；6.調(diào)節(jié)針頭長(zhǎng)度的定位器；7.拉伸彈簧；8.密封隔膜；9.注射針管；10.纖維聯(lián)接管；11.熔融石英纖維固相微萃取蛇信原理固相微萃取-蛇信原理相平衡原理蛇信原理固相微萃取原理蛇信”原理－－實(shí)現(xiàn)了無(wú)溶劑化相平衡原理－－變?nèi)苜|(zhì)富集式采樣為分配平衡式采樣，實(shí)現(xiàn)了采樣的快速化與簡(jiǎn)便化及設(shè)備的小型化

固相微萃取是一個(gè)基于待測(cè)物質(zhì)在樣品及萃取涂層中的平衡分配的萃取過程。式中,n為萃取纖維涂層中所吸附的待測(cè)物的量;Kfs為待測(cè)物在樣品及涂層間的分配系數(shù);Vf為萃取涂層體積;C0為待測(cè)物初始濃度;Vs為樣品體積。當(dāng)樣品體積Vs>>KfsVf時(shí),上式可近似為：固相微萃取操作過程海洋沉積物固相微萃取采樣方式固相微萃取其富集效果是直接頂空進(jìn)樣的10-100倍操作簡(jiǎn)單不需有毒有機(jī)溶劑固相微萃取優(yōu)點(diǎn)萃取時(shí)間的影響萃取溫度的影響纖維的性質(zhì)“相似相溶”，根據(jù)待測(cè)物的性質(zhì)選擇不同的涂層開始，萃取時(shí)間越長(zhǎng)，富集效果越好，萃取平衡后，富集效果不變萃取溫度越高，有利于待測(cè)物揮發(fā)，但是溫度過高會(huì)降低萃取涂層的萃取能力。非極性化合物?聚二甲基硅氧烷(PDMS)

極性化合物?聚丙烯酸酯（PA）其他固相微萃取纖維?網(wǎng)絡(luò)作業(yè)固相微萃取影響因素SPME在分析領(lǐng)域中的應(yīng)用環(huán)境水樣土壤、底泥和生物組織等固體樣氣體樣品食品安全醫(yī)藥衛(wèi)生化工領(lǐng)域（香料）金屬污染及形態(tài)分析固相微萃取趙國(guó)有，張榕，殷斌志，頂空固相微萃取法檢測(cè)水中的苯系物，中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2000，10(2):42-45；//周珊，康君行，黃駿雄，HSSME-GCMS聯(lián)用法測(cè)定飲用水中苯類化臺(tái)物，環(huán)境化學(xué)，2001，20(2):191-195固相微萃取無(wú)溶劑或少溶劑的樣品前處理技術(shù)溶劑萃取氣相萃取固相萃取超臨界流體萃取靜態(tài)頂空萃取吹掃捕集固相萃取固相微萃取無(wú)法檢測(cè)衍生化其他萃取方式衍生技術(shù)所需滿足的條件反應(yīng)易重復(fù)，條件易控制反應(yīng)能定量進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)物易于純化，不會(huì)引進(jìn)干擾衍生技術(shù)的目的使待測(cè)物質(zhì)能夠被檢測(cè)，或提高靈敏度常用的衍生技術(shù)烷基化硅烷化?；療晒庋苌庀嗌V苯甲?；磻?yīng)苯基磺酰氯的反應(yīng)液相色譜烷基化在氣相色譜或氣質(zhì)聯(lián)用分析中，由于有機(jī)酸分子極性大，揮發(fā)性差，溫度過高又容易分解，分析困難。甲醇烷基化重氮甲烷法RCOOH+CH3OHRCOOCH3+H2ORCOOH+CH2N2RCOOCH3+N2硅烷化苯甲酰氯+胺、醇、酚→苯甲酸酯類衍生物（２００～３６０ｎｍ）

苯甲?；磻?yīng)

無(wú)溶劑或少溶劑的樣品前處理技術(shù)溶劑萃取氣相萃取固相萃取超臨界流體萃取靜態(tài)頂空萃取吹掃捕集固相萃取固相微萃取無(wú)法檢測(cè)衍生化其他萃取方式液相微萃?。↙PME）單滴微萃?。⊿DME）中空纖維膜液相微萃取增加分析物的溶解度有利于克服基體效應(yīng)，加快解析動(dòng)力學(xué)降低溶劑粘度，加快溶劑向基體的擴(kuò)散升高溫度的作用升高壓力的作用使溶劑在高溫下保持液態(tài)保證易揮發(fā)物質(zhì)不揮發(fā)加速溶劑萃?。ˋSE）加速溶劑萃取儀結(jié)構(gòu)示意圖溶劑加熱爐收集瓶排氣口萃取池泵

將樣品裝入萃取池Time (min)0.51–2<2055~15溶劑充滿萃取池

0~1萃取池加熱加壓樣品保持一定的壓力和溫度(靜態(tài)萃?。┫蜉腿?/p>