样品前处理技术-现代.ppt

样品前处理技术样品前处理技术 木材木材色谱分析色谱分析光光 谱谱电分析电分析色谱分析色谱分析回顾回顾-传统的分离方法传统的分离方法液液萃取液液萃取蒸馏蒸馏索氏萃取索氏萃取沉淀分离沉淀分离膜分离法膜分离法大量使用有机溶剂大量使用有机溶剂处理时间长处理时间长操作步骤多操作步骤多较大误差较大误差影响操作人员健康影响操作人员健康污染周围环境污染周围环境传统的样品前处理方法传统的样品前处理方法离子交换萃取离子交换萃取无溶剂或少溶剂的样品前处理技术无溶剂或少溶剂的样品前处理技术溶剂萃取溶剂萃取气相萃取气相萃取固相萃取固相萃取超临界流体萃取静态顶空萃取吹扫捕集固相萃取固相微萃取微波辅助萃取加速溶剂萃取流动注射法无法检测无法检测衍生化控制面板 Combi Pal 三合一装置顶空加热装置装置及操作过程装置及操作过程静态顶空萃取利利用用被被测测样样品品（气气-液液和和气气-固固）加加热热平平衡衡后后，取取其其挥发气体部分进入气相色谱仪分析。挥发气体部分进入气相色谱仪分析。通常是作为气相色谱仪和气相色谱与质谱仪前置装通常是作为气相色谱仪和气相色谱与质谱仪前置装置，也即在置，也即在GCGC和和GC-MSGC-MS等前增加一个顶空进样装置，等前增加一个顶空进样装置，与后者联机使用。所以顶空法的目的就是为与后者联机使用。所以顶空法的目的就是为GCGC检测检测进行前处理。进行前处理。静态顶空萃取影响因素影响因素静态顶空萃取样品振动时间样品振动时间样品加热温度样品加热温度进样器加热温度进样器加热温度溶剂的影响溶剂的影响盐效应盐效应温度增加，促进待测物温度增加，促进待测物的挥发的挥发振动能使样品更加均匀，振动能使样品更加均匀，也能促进待测物的挥也能促进待测物的挥发发防止待测物冷凝防止待测物冷凝加入适当的溶剂，促进加入适当的溶剂，促进待测物挥发待测物挥发向溶液中加入盐，会减小向溶液中加入盐，会减小物质的溶解度，特别是物质的溶解度，特别是减小极性物质的溶解度。减小极性物质的溶解度。用用于于分分析析易易挥挥发发的的微微量量成成分分，如如对对甲甲醇醇、乙乙醇醇、苯苯系系物物等等许许多多易易挥挥发发和和半半挥挥发发性性的的有有机溶剂类；机溶剂类；应用范围应用范围静态顶空萃取花香气、香水、水果香花香气、香水、水果香开放实验开放实验优点优点 静态顶空萃取操作简单、快速操作简单、快速费用低费用低进样中溶剂含量少，减少干扰进样中溶剂含量少，减少干扰避免水份、高沸点物或非挥发性物质对分析柱造成超避免水份、高沸点物或非挥发性物质对分析柱造成超载和污染问题载和污染问题缺点缺点样品中一些低沸点有机酸会产生干扰；样品中一些低沸点有机酸会产生干扰；灵敏度较低灵敏度较低无溶剂或少溶剂的样品前处理技术无溶剂或少溶剂的样品前处理技术溶剂萃取溶剂萃取气相萃取气相萃取固相萃取固相萃取超临界流体萃取静态顶空萃取吹扫捕集固相萃取固相微萃取微波辅助萃取加速溶剂萃取流动注射法无法检测无法检测衍生化原理原理使使吹吹洗洗气气体体连连续续通通过过样样品品，将将其其中中的的挥挥发发组组分分萃萃取取后后在在吸吸附附剂剂或或冷冷阱阱中中捕捕集集，再再进进行行分分析析测测定定，因因而而是是一种非平衡态连续萃取。一种非平衡态连续萃取。吹扫捕集吹扫捕集氮气氮气氦气氦气饮饮料料液相色谱液相色谱无溶剂或少溶剂的样品前处理技术无溶剂或少溶剂的样品前处理技术溶剂萃取溶剂萃取气相萃取气相萃取固相萃取固相萃取超临界流体萃取静态顶空萃取吹扫捕集固相萃取固相微萃取微波辅助萃取加速溶剂萃取流动注射法无法检测无法检测衍生化固相萃取概述固相萃取概述高效液相色谱（高效液相色谱（High performance liquid chromatography,High performance liquid chromatography,HPLCHPLC），特别是反相高效液相色谱的成功应用使得固相萃取），特别是反相高效液相色谱的成功应用使得固相萃取技术得到了极大的发展技术得到了极大的发展固相萃取技术于固相萃取技术于7070年代初引入分析中年代初引入分析中固相萃取实质上是色谱分离过程，其富集机理、固定相和溶固相萃取实质上是色谱分离过程，其富集机理、固定相和溶剂选择与液相色谱有许多类似之处。剂选择与液相色谱有许多类似之处。固相萃取原理及装置原理及装置固相萃取装置图固相萃取装置图固相萃取小颗粒多孔固相吸附剂小颗粒多孔固相吸附剂用体积较小的溶剂洗脱用体积较小的溶剂洗脱或热解析或热解析原原 理理=分离分离+富集富集固相萃取柱中有上下筛板，中间装有吸附剂，但在固相萃取柱的萃取过程中当液流通过时会有沟流现象产生，降低回收率粒径很细的吸附剂和其他材料压制而成的厚度为0.5-1mm的盘。固相萃取常用的吸附剂固相萃取常用的吸附剂键合硅胶类吸附剂键合硅胶类吸附剂1 1 1 1发展最成熟、应用最广泛的吸发展最成熟、应用最广泛的吸附剂，包括：附剂，包括：SiliaBondSiliaBond C-C-1818、SiliaBondSiliaBond C-8 C-8等等 有机聚合物吸附剂有机聚合物吸附剂2 2 2 2优势：耐强酸、强碱，有较优势：耐强酸、强碱，有较高的稳定性；表面积大；被高的稳定性；表面积大；被吸附的目标化合物可很容易吸附的目标化合物可很容易用少量有机溶剂洗脱用少量有机溶剂洗脱碳基吸附剂碳基吸附剂3 3 3 3主要包括石墨化炭黑和多主要包括石墨化炭黑和多孔石墨碳，对极性化合物孔石墨碳，对极性化合物具有较高的吸附萃取能力。具有较高的吸附萃取能力。固相萃取固相萃取装置中对于吸附剂的五点要求固相萃取装置中对于吸附剂的五点要求最好为多孔的具有大的表面积的固体颗粒最好为多孔的具有大的表面积的固体颗粒应降低固相萃取的空白值应降低固相萃取的空白值萃取吸附过程中必须可逆且有高的回收率萃取吸附过程中必须可逆且有高的回收率要有高的化学稳定性要有高的化学稳定性1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4必须与样品溶液有好的界面接触必须与样品溶液有好的界面接触5 5 5 5固相萃取固相萃取的模式固相萃取的模式反相固相萃取反相固相萃取正相固相萃取正相固相萃取离子交换固相萃取离子交换固相萃取 阴离子交换阴离子交换 阳离子交换阳离子交换固相萃取固相萃取使用非极性吸附剂(C8、C18)，常用于分离富集水中的弱极性有机污染物使用极性吸附剂使用极性吸附剂（硅胶、氧化铝）（硅胶、氧化铝），常用于有机提，常用于有机提取物的去杂净化取物的去杂净化带有电荷的离子交换树脂作为吸附剂，带有电荷的离子交换树脂作为吸附剂，分离富集带有电荷的化合物分离富集带有电荷的化合物反反 相相 固固 相相 萃萃 取取水中有机污染物水中有机污染物酚 类 化 合 物有 机 农 药增塑剂有 机 胺 化 合 物酚 酸 酯 类 化 合 物研究对象研究对象固相萃取一一柱柱预预处处理理正正 己己 烷烷 甲甲 醇醇水水/缓缓冲冲液液除去杂质除去杂质使填料溶剂化使填料溶剂化提高重现性提高重现性操作步骤操作步骤固相萃取 预处理预处理1 2 滴体积固相萃取二二 加加 样样使目标分析物富集在固定相上使目标分析物富集在固定相上低强度试样低强度试样操作步骤操作步骤固相萃取加样加样分析物干扰物固相萃取三三 除除 杂杂 质质中等强度溶剂洗脱中等强度溶剂洗脱目标分析物保留在固定相上目标分析物保留在固定相上尽尽 可可 能能 除除 去去 杂杂 质质操作步骤操作步骤固相萃取洗涤洗涤分析物干扰物固相萃取四四洗洗脱脱/收收集集高强度溶剂洗脱高强度溶剂洗脱洗洗 脱脱 目目 标标 分分 析析 物物操作步骤操作步骤固相萃取洗脱洗脱分析物固相萃取操作过程中注意问题（操作过程中注意问题（1）：模式及吸附剂的选择）：模式及吸附剂的选择模式选择模式选择反相固相萃取反相固相萃取正相固相萃取正相固相萃取离子交换固相萃取离子交换固相萃取阳离子交阳离子交换换阴离子交换阴离子交换常见吸附剂常见吸附剂SiliaBond C-18 SiliaBond C-8硅胶硅胶活性氧化铝活性氧化铝SiliaBond 磺酸基磺酸基SiliaBond 季铵盐季铵盐 吸附剂极性吸附剂极性非极性非极性极性极性极性极性样品溶液特样品溶液特性性强极性溶剂，如强极性溶剂，如水和甲醇等水和甲醇等非极性溶剂，非极性溶剂，如正己烷，二如正己烷，二氯甲烷等氯甲烷等水溶液（缓冲盐），有水溶液（缓冲盐），有机溶剂机溶剂分析物特性分析物特性非极性，不带电非极性，不带电极性，不带电极性，不带电碱性物质碱性物质酸性物质酸性物质固相萃取操作过程中的注意问题（操作过程中的注意问题（2）：溶剂的选择（）：溶剂的选择（1）上样萃取时溶剂要求上样萃取时溶剂要求洗脱的溶剂要求洗脱的溶剂要求使用弱溶剂，使分析物能在吸附剂上很好保留使用弱溶剂，使分析物能在吸附剂上很好保留溶剂强度应足够大，把分析物完全洗脱下来溶剂强度应足够大，把分析物完全洗脱下来选择的洗脱溶剂应与后续的测定相适应选择的洗脱溶剂应与后续的测定相适应1 12 2固相萃取固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量目标化固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集合物的分离和富集生物体液（如血液，尿等）中药物及其代谢产物的分离、富集 食品中有效成分或有害成分的分离、富集 1 12 2环保水样中有机污染物的分离、富集 3 3固相萃取固相萃取法应用实例固相萃取法应用实例血清中的甲氧萘丙酸固相萃取固相萃取富集邻苯二甲酸二乙酯固相萃取富集邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸二乙酯优优 先先 污污 染染 物物塑塑 料料 的的 增增 塑塑 剂剂固相萃取优点优点 回收率、富集倍数高有 毒 溶 剂 用 量 少无 相 分 离操作简单、易自动化固相萃取缺点缺点 固体吸附剂容易被堵塞无溶剂或少溶剂的样品前处理技术无溶剂或少溶剂的样品前处理技术溶剂萃取溶剂萃取气相萃取气相萃取固相萃取固相萃取超临界流体萃取静态顶空萃取吹扫捕集固相萃取固相微萃取微波辅助萃取加速溶剂萃取流动注射法无法检测无法检测衍生化 固固 相相 微微 萃萃 取技术简介取技术简介Solid Phase Micro-extraction（SPME）固相微萃取（固相微萃取（Solid phase Solid phase microextractionmicroextraction SPMESPME）技术是在固相萃取的基础上发展起来）技术是在固相萃取的基础上发展起来的。的。固相微萃取由固相微萃取由Waterloo Waterloo 大学大学 J.J.PawliszynPawliszyn教授首先提出，得到了广泛的运用。教授首先提出，得到了广泛的运用。固相微萃取固相微萃取1.压杆；2.筒体；3.压杆卡持螺钉；4.形槽；5.筒体视窗；6.调节针头长度的定位器；7.拉伸弹簧；8.密封隔膜；9.注射针管；10.纤维联接管；11.熔融石英纤维固相微萃取蛇信原理蛇信原理固相微萃取-蛇信原理相平衡原理相平衡原理蛇信原理蛇信原理固相微萃取原理蛇信蛇信”原理实现了无溶剂化原理实现了无溶剂化相平衡原理变溶质富集式采样为分配平相平衡原理变溶质富集式采样为分配平衡式采样，实现了采样的衡式采样，实现了采样的快速化快速化与与简便化简便化及及设备的设备的小型化小型化 固相微萃取是一个基于待测物质在样品及萃固相微萃取是一个基于待测物质在样品及萃取涂层中的平衡分配的萃取过程。取涂层中的平衡分配的萃取过程。式中式中,n n为萃取纤维涂层中所吸附的待测物的量为萃取纤维涂层中所吸附的待测物的量;KfsKfs为待测物在样品及为待测物在样品及涂层间的分配系数涂层间的分配系数;VfVf为萃取涂层体积为萃取涂层体积;C0 C0 为待测物初始浓度为待测物初始浓度;Vs Vs 为样品体积。为样品体积。当样品体积当样品体积V Vs s K Kfsfs V Vf f时时,上式可近似为：上式可近似为：固固相相微微萃萃取取操操作作过过程程海洋沉积物海洋沉积物固固 相相 微微 萃萃 取采取采 样样 方方 式式固相微萃取固相微萃取其富集效果是直接顶空进样的其富集效果是直接顶空进样的10-10010-100倍倍 操作简单操作简单不需有毒有机溶剂不需有毒有机溶剂固相微萃取优点萃取时间的影响萃取时间的影响萃取温度的影响萃取温度的影响纤维的性质纤维的性质“相似相溶相似相溶”，根据待测物，根据待测物的性质选择不的性质选择不同的涂层同的涂层开始，萃取时间越开始，萃取时间越长，富集效果越好，长，富集效果越好，萃取平衡后，富集萃取平衡后，富集效果不变效果不变萃取温度越高，有利于待测萃取温度越高，有利于待测物挥发，但是温度过高会降物挥发，但是温度过高会降低萃取涂层的萃取能力。低萃取涂层的萃取能力。非极性化合物非极性化合物聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷(PDMS)极性化合物极性化合物聚丙烯酸酯（聚丙烯酸酯（PA）其他固相微萃取纤维其他固相微萃取纤维 网络作业网络作业固相微萃取影响因素SPMESPME在分析领域中的应用在分析领域中的应用环境水样环境水样土壤、底泥和生物组织等固体样土壤、底泥和生物组织等固体样气体样品气体样品食品安全食品安全医药卫生医药卫生化工领域（香料）化工领域（香料）金属污染及形态分析金属污染及形态分析固相微萃取固相微萃取赵国有，张榕，殷斌志，顶空固相微萃取法检测水中的苯系物，中国卫生检赵国有，张榕，殷斌志，顶空固相微萃取法检测水中的苯系物，中国卫生检赵国有，张榕，殷斌志，顶空固相微萃取法检测水中的苯系物，中国卫生检赵国有，张榕，殷斌志，顶空固相微萃取法检测水中的苯系物，中国卫生检验杂志，验杂志，验杂志，验杂志，2000200020002000，10(2):42-4510(2):42-4510(2):42-4510(2):42-45；/周珊，康君行，黄骏雄，周珊，康君行，黄骏雄，周珊，康君行，黄骏雄，周珊，康君行，黄骏雄，HSSME-GCMSHSSME-GCMSHSSME-GCMSHSSME-GCMS联联联联用法测定饮用水中苯类化台物，环境化学，用法测定饮用水中苯类化台物，环境化学，用法测定饮用水中苯类化台物，环境化学，用法测定饮用水中苯类化台物，环境化学，2001200120012001，20(2):191-19520(2):191-19520(2):191-19520(2):191-195固相微萃取固相微萃取无溶剂或少溶剂的样品前处理技术无溶剂或少溶剂的样品前处理技术溶剂萃取溶剂萃取气相萃取气相萃取固相萃取固相萃取超临界流体萃取静态顶空萃取吹扫捕集固相萃取固相微萃取微波辅助萃取加速溶剂萃取流动注射法无法检测无法检测衍生化衍生技术所需满足的条件衍生技术所需满足的条件反应易重复，条件易控制反应易重复，条件易控制反应能定量进行反应能定量进行反应产物易于纯化，不会引进干扰反应产物易于纯化，不会引进干扰衍生技术的目的衍生技术的目的使待测物质能够被检测，或提高灵敏度使待测物质能够被检测，或提高灵敏度常用的衍生技术常用的衍生技术烷基化烷基化硅烷化硅烷化酰化酰化荧光衍生法荧光衍生法气相色谱气相色谱苯甲酰化反应苯甲酰化反应苯基磺酰氯的反应苯基磺酰氯的反应 液相色谱液相色谱烷基化烷基化在气相色谱或气质联用分析中，由于有在气相色谱或气质联用分析中，由于有机酸分子极性大，挥发性差，温度过机酸分子极性大，挥发性差，温度过高又容易分解，分析困难。高又容易分解，分析困难。甲醇烷基化甲醇烷基化重氮甲烷法重氮甲烷法RCOOH+CH3OH RCOOCH3+H2ORCOOH+CH2N2 RCOOCH3+N2硅烷化硅烷化苯甲酰氯+胺、醇、酚苯甲酸酯类衍生物（）苯甲酰化反应苯甲酰化反应 前处前处理方理方法法原理原理分析分析对象对象萃萃取取相相缺点缺点顶空顶空气相气相萃取萃取被测样品加热平衡后，取其被测样品加热平衡后，取其挥发气体分析挥发气体分析样品样品中的中的挥发挥发性成性成分分气气相相样品中的一样品中的一些小分子量些小分子量的有机酸干的有机酸干扰，灵敏度扰，灵敏度低低吹扫吹扫捕集捕集法法使使吹吹洗洗气气体体连连续续通通过过样样品品，将将其其中中的的挥挥发发组组分分萃萃取取后后在在吸吸附附剂剂或或冷冷阱阱中中捕捕集集，再再进进行分析测定行分析测定样品样品中的中的挥发挥发性成性成分分气气相相吹出水蒸气，吹出水蒸气，破坏非极性破坏非极性气相色谱柱气相色谱柱及火焰检测及火焰检测器器样品前处理技术总结样品前处理技术总结样品前处理技术总结样品前处理技术总结前处理方法前处理方法原理原理分析对分析对象象萃取萃取相相缺点缺点固相萃取固相萃取利用固体吸附剂选择利用固体吸附剂选择吸附被测物质，然后吸附被测物质，然后再解析，达到分离富再解析，达到分离富集的目的集的目的极性、极性、非极性、非极性、带有电带有电荷荷固相固相 吸附剂易吸附剂易被堵塞被堵塞固相微萃取固相微萃取利用固相微萃取纤维，利用固相微萃取纤维，采用分配平衡式采样，采用分配平衡式采样，无溶剂，小型化。无溶剂，小型化。极性、极性、非极性非极性固相固相 纤维易断纤维易断衍生化衍生化通过反应，使待测物通过反应，使待测物质能够被检测，或提质能够被检测，或提高灵敏度高灵敏度网络讨论：查阅文献并整理：测定水网络讨论：查阅文献并整理：测定水体等液态样品、包装袋等固体样品中体等液态样品、包装袋等固体样品中增塑剂时，可以用什么检测方法，对增塑剂时，可以用什么检测方法，对应的样品前处理方式如何，分别有什应的样品前处理方式如何，分别有什么优缺点？么优缺点？