固相微萃取技術(shù)及其應(yīng)用

固相微萃取技術(shù)及其應(yīng)用第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一ProblemsNowdays,timeonanalyzingsampleshavebeenshortenwiththedevelopmentofmodernanalyticinstrumental.However,traditionalmethodsofsamplepreparationaretypicallytimeconsuming(evenashighas60%~70%),employmulti-stepprocedureshavinghighriskforlossofanalytesanduseofextensiveamountsoforganicsolvents.第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一Solid-phasemicroextractionMembraneextractionPressuizedliquidextractionMatrixsolid-phasedispensionUltrasonicextractionSPESBSELPMESFEMSPDNewmethodsofSamplepreparation第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一Solid-phaseMicroextraction

固相微萃取

byAIDS晚期患者王喆08110668第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一Content應(yīng)用前景與展望產(chǎn)生與裝置應(yīng)用形式萃取涂層原理與影響因素第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1.SPME的產(chǎn)生及基本裝置1987年加拿大的Pawliszyn在研究氣相色譜(GC)的激光加熱樣品，快速進(jìn)樣技術(shù)時，發(fā)現(xiàn)樣品汽化速度很快,但是樣品前處理卻要耗費很長的時間。為了把樣品處理時間縮短,他們就把樣品處理和GC進(jìn)樣合二為一。Pawliszyn把固定相涂漬在光導(dǎo)纖維的石英絲上,把涂漬固定相的石英絲放在樣品水溶液中,吸收(吸附)被分析物,一段時間后取出石英絲置于GC汽化室中進(jìn)行分析這就是SPME的開始。SPME是以涂漬在石英玻璃纖維上的固定相(高分子涂層或吸附劑)作為吸收(吸附)介質(zhì),對目標(biāo)分析物進(jìn)行萃取和濃縮,并在色譜儀進(jìn)樣口中直接熱解吸，進(jìn)行分離檢測.是一種無溶劑,集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體的樣品預(yù)處理新技術(shù).第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1.SPME的產(chǎn)生及基本裝置為了把涂漬固定相的石英絲放入和取出GC的進(jìn)樣口不影響GC氣路系統(tǒng)的密封性,Pawliszyn把涂漬固定相的石英絲粘接到Hamilton7000型注射器針頭上.即形成了簡易的SPME裝置.第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1.SPME的產(chǎn)生及基本裝置第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一2.SPME的應(yīng)用形式直接法頂空法SPMEAB衍生化法D膜保護(hù)法C萃取頭停留在樣品上方的氣相中。GC分離有機金屬化合物時為了達(dá)到理想的揮發(fā)度,往往要進(jìn)行衍生化。將萃取頭直接插入樣品中,分析物從樣品中直接轉(zhuǎn)移到涂層上是通過一個選擇性的膜將樣品與萃取頭隔離,該半透膜允許分析物通過而阻塞干擾物。第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一3.SPME的原理與影響因素分析物在樣品基質(zhì)與纖維涂層之間達(dá)到分配平衡時：

當(dāng)樣品體積Vs遠(yuǎn)遠(yuǎn)于Kfs·Vf時：頂空萃取系統(tǒng)中：

n=co×Kfs×Vf第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一涂層萃取溫度時間攪拌效率鹽效應(yīng)與PH受多種因素影響，為了獲得良好重現(xiàn)性的數(shù)據(jù),操作過程中應(yīng)該嚴(yán)格控制使萃取時間保持一定.影響樣品在溶液中溶解度.萃取溫度對萃取過程有雙重影響，應(yīng)尋找最佳溫度.攪拌可以增加傳質(zhì)速率,提高萃取速度,縮短達(dá)到平衡的時間.涂層的極性、厚度差異都將對待測物的選擇萃取造成影響.3.SPME的原理與影響因素第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4.1SPME的萃取涂層-常用固定相涂層厚度萃取的分析物種類適用的相對分子量應(yīng)用PDMS(聚二甲基硅氧烷）

100μm揮發(fā)性

多環(huán)芳烴、苯系物等30μm非極性，半揮發(fā)性60~2757μm非極性，半揮發(fā)性PDMS-DVB(聚二甲基硅氧烷二乙烯基苯）

60μm極性

50~300

胺，芳香族碳?xì)浠衔颬A(聚丙烯酸酯）

85μm

極性，半揮發(fā)性

80~300

均三氮苯類、苯酚CW-TPR（聚乙二醇模板樹脂）

50μm表面活性劑

陰離子表面活性劑第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4.2SPME的萃取涂層-進(jìn)展Mangani等報道了石墨化碳黑涂層,該涂層具有萃取容量大,對非極性和弱極性有機物有強烈的吸附作用等優(yōu)點。Djozan等制備了一種活性炭纖維涂層,并用它萃取揮發(fā)性有機物取得了較好的效果。肖春華等制備了聚硅氧烷-富勒烯涂層,該涂層在對萘和聯(lián)苯的萃取中,顯示出對平面與非平面構(gòu)型分子的識別能力劉玉等將C8、C18鍵合相通過高溫環(huán)氧樹脂涂漬在金屬絲的表面,制備了C8、C18鍵合涂層。Pawliszyn等把導(dǎo)電聚合物用于SPME涂層,他們把聚吡咯(PPY)及其衍生物用電化學(xué)方法涂漬在金屬絲上,這有利于聚合物通過π-π相互作用力萃取芳香族化合物,特別是對于多環(huán)芳烴,由于該類聚合物有極性基團(tuán),所以適合于萃取極性多環(huán)芳烴。第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4.3SPME的萃取涂層-RASB限進(jìn)介質(zhì)吸附劑(restrictedaccessmatrixsor-bents)針對大分子的體積排阻功能和對小分子分析物的保留功能,通過控制吸附劑合適的孔徑和對吸附劑的外表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠H水性修飾,使得生物或環(huán)境樣品溶液中的大分子不能進(jìn)入吸附劑的內(nèi)孔中去,且親水性的外表面使生物大分子在吸附劑外表面不會發(fā)生不可逆的變性和吸附。可以用這一類吸附劑排除生物大分子,而對小分子分析物進(jìn)行選擇性萃取,尤其適用于生物樣品。內(nèi)表面反相填料(internalsurfacereversed-phase，ISRP)半滲透表面填料(semipermeablesurface。SPS)屏蔽憎水相填料(shieldedhydrophobicphase。SHP)蛋白涂覆Cl8硅膠填料(protein-coatedODSJ混合功能填料(mixed-functionalphase)第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4.4SPME的萃取涂層-分子印跡分子印跡,是一項獲得在空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點上與某一分子(印跡分子)完全匹配的聚合物的實驗制備技術(shù)。分子印記聚合物的高選擇性、化學(xué)穩(wěn)定性、容易制備等特性使其非常適合于作為SPME涂層的材料。將分子印跡與SPME結(jié)合起來,即分子印跡固相微萃取(MISPME)，很好地解決了SPME涂層選擇性差的缺點。它既具有SPME高效萃取的優(yōu)點,又具有MIPs所具有的強大的分子識別能力,從而大大提高了萃取樣品的選擇性。將MISPME直接與檢測系統(tǒng)相連,可將萃取、富集、分離、檢測目標(biāo)物融為一體,應(yīng)用于日常的實驗室中,將是一個很好的方向。

第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4.4SPME的萃取涂層-分子印跡第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4.4SPME的萃取涂層-分子印跡第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一5.SPME的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用食品監(jiān)測中的應(yīng)用醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用SPME已廣泛應(yīng)用于對大氣、土壤、水體中污染物以及作物中農(nóng)藥殘留濃度等的分析SPME技術(shù)在食品中的揮發(fā)性物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)的測定方面獲得了十分廣泛的應(yīng)用。SPME在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展極為迅速,正逐漸成為生理、病理、毒理學(xué)上不可缺少的一個檢測手段.第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一5.SPME的應(yīng)用-麝香分別稱取摻偽樣品和對照樣品40mg,置于2ml頂空樣品瓶中,加熱溫度為120℃,時間0·5h。頂空時進(jìn)樣2ml。固相微萃取時取樣時間0·5h,萃取溫度120℃,進(jìn)樣時間5s。左圖有部分較高的峰都是麝香中不應(yīng)有的成分，如苯甲酸、樟腦等。第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一5.SPME的應(yīng)用-松花粉頂空固相微萃取取0·5g破壁松花粉,置7ml頂空瓶中,在70℃平衡20min,將固相微萃取裝置插入頂空瓶中,在頂空萃取30min后,將固相微萃取裝置迅速插入GC汽化室,在250℃分流模式解吸10min。頂空萃取取0·5g破壁松花粉,置7ml頂空瓶中,在70℃平衡20min,進(jìn)樣針從頂空瓶上空取樣1μ,l迅速插入GC汽化室。第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一5.SPME的應(yīng)用-松花粉HS-SPME法的實驗中分離85個化學(xué)成分，鑒定了70個化學(xué)成分,其中的23個萜類成分,42個脂肪族成分,5個芳香族成分,已鑒定成分占揮發(fā)性成分總量的73%.HS法的實驗中分離7個化學(xué)成分，鑒定了5個化學(xué)成分,其中的2個萜類成分,3個脂肪族成分。頂空固相微萃取進(jìn)樣的松花粉總離子流圖比頂空進(jìn)樣總離子圖中峰面積大200倍,說明固相微萃取能夠更有效的提取和富集樣品中的成分。第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一5.SPME的應(yīng)用-葫蘆巴浸膏第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一5.SPME的應(yīng)用-葫蘆巴浸膏董麗等人采用自由基交聯(lián)和溶膠-凝膠技術(shù),成功制備了乙烯基單苯并-15-冠-5(AB15C5)新型固相微萃取(SPME)涂層.用其對葫蘆巴浸膏的揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取,用氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分離分析,并與商用PA涂層進(jìn)行了比較.從圖中可以看出兩種萃取頭獲取的總離子流色譜圖有明顯的差別.用AB15C5涂層萃取的葫蘆巴浸膏的揮發(fā)性成分的數(shù)目明