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1、有机分析中的有机分析中的样品制备方法简介样品制备方法简介理化中心室理化中心室张张潜潜1概概 述述 一个完整的分析过程，通常包括样品采一个完整的分析过程，通常包括样品采集、样品处理、分析测定、数据处理和报集、样品处理、分析测定、数据处理和报告结果五大步骤。统计结果表明告结果五大步骤。统计结果表明22，上述，上述各步所需分析时间的百分率大致为：样品各步所需分析时间的百分率大致为：样品采集采集6.0%6.0%；样品处理；样品处理61.0%61.0%；分析测试；分析测试6.0%6.0%数据处理和报告结果数据处理和报告结果27.0%27.0%。其中样品处理其中样品处理所需时间占去整个分析时间的所需时间占
2、去整个分析时间的60%60%以上。以上。2 2 许春向等。现代卫生化学许春向等。现代卫生化学 人民卫生出版社人民卫生出版社 2000 2000年年2 2月月.2样品制备的目的样品制备的目的1.分离分离把被测组分从样品基体中分离把被测组分从样品基体中分离出来出来2.富集富集把微量或痕量的被测组分富集把微量或痕量的被测组分富集3.去干扰去干扰把基体中的干扰的物质除去把基体中的干扰的物质除去4.衍生化衍生化把方法无法测定的组分转化把方法无法测定的组分转化成可以测定的衍生物成可以测定的衍生物3样品制备的必要性样品制备的必要性 1.1.分析样品满足方法的要求分析样品满足方法的要求 2 2 欲测组分含量要
3、求欲测组分含量要求 3.结果的再现和准确要求4.分析时间的要求 5 分析自动化的要求4样品制备的现状样品制备的现状由于：由于：1样品数量多样品数量多2待测组分含量越来越低待测组分含量越来越低3基体越来越复杂基体越来越复杂4要求高通量、高选择性、高要求高通量、高选择性、高效率的在线样品前处理技术。效率的在线样品前处理技术。所以样品制备是目前分析化学的所以样品制备是目前分析化学的瓶颈。瓶颈。5有机组分的样品制备方法有机组分的样品制备方法1.各种萃取方法各种萃取方法2.2.各种分离方法各种分离方法3.3.溶解方法溶解方法4.4.热裂解方法热裂解方法639种常用的样品种常用的样品前处理方法前处理方法L
4、CGC,NORTHAMERICA,2002,20(12):1098秤量秤量过滤过滤柱色谱柱色谱液液萃取液液萃取固相萃取固相萃取基质固相萃取基质固相萃取顶空萃取顶空萃取吹扫捕集吹扫捕集7一个分析一个分析使用的样使用的样品处理方品处理方法个数的法个数的百分数百分数8不同领域样品制备的不同领域样品制备的多少多少制药环境农业-食品有机化学品9无溶剂样品制备无溶剂样品制备方法方法气相萃取气相萃取吸附剂萃取吸附剂萃取顶空顶空膜萃取膜萃取超临界萃取超临界萃取固相萃取固相萃取固相微萃取固相微萃取10样品预处理样品预处理中的各种萃中的各种萃取技术取技术11 萃取是将样品中欲测组分提取到萃取是将样品中欲测组分提取
5、到另一相另一相中，使其与干扰组分分离，中，使其与干扰组分分离，并可同时进行富集。可分为：并可同时进行富集。可分为：液相萃取液相萃取将固体、液体或气体样将固体、液体或气体样品中欲测组分提取到溶剂中。品中欲测组分提取到溶剂中。萃取的类型萃取的类型12萃取的类型萃取的类型固相萃取固相萃取将液体或气体样品中欲测将液体或气体样品中欲测组分吸附在固体上；组分吸附在固体上；气相萃取（顶空技术）气相萃取（顶空技术）将固体或液将固体或液体样品中欲测组分提取到气体中；体样品中欲测组分提取到气体中；超临界流体萃取超临界流体萃取将固体样品中欲测将固体样品中欲测组分提取到超临界流体中。组分提取到超临界流体中。13萃取的
6、各种模式萃取的各种模式溶剂萃取溶剂萃取快速溶剂萃取快速溶剂萃取超临界流体萃取超临界流体萃取微波溶剂萃取微波溶剂萃取超声波溶剂萃取超声波溶剂萃取气相萃取气相萃取固相萃取固相萃取固相微萃取固相微萃取14溶剂萃取溶剂萃取15目前,在分离和浓缩各种固体和液体样品中的痕量半挥发性和不挥发性有机物方面，溶剂萃取仍然是一种强有力的、其他无溶剂萃取技术不能完全替代的色谱分析样品前处理技术 主要有液-液萃取,液-固萃取和液-气萃取(溶液吸收)等,它们都属于两相间的传质过程,即物质从一相转入另一相的过程。16液液-液溶剂萃取液溶剂萃取17连续液连续液-液溶剂萃取液溶剂萃取18芯片上的液芯片上的液-液萃取液萃取水相
7、水相有机相有机相Fe-络合物络合物放空放空毛细管毛细管毛细管毛细管注射泵注射泵19经典索氏萃取器经典索氏萃取器A被萃取的样品被萃取的样品B萃取浸泡管萃取浸泡管C萃取溶剂萃取溶剂D冷凝器冷凝器E溶剂蒸发管溶剂蒸发管F溶剂回流管溶剂回流管20全自动索氏萃取器全自动索氏萃取器北京市海淀区上地四街一号中西集团公司21快速（加压高温）快速（加压高温）溶剂萃取溶剂萃取22快速溶剂萃取的原理快速溶剂萃取的原理快速溶剂萃取（快速溶剂萃取（ASE）的原理是利）的原理是利用用提高温度提高温度和和增加压力增加压力来提高萃取的来提高萃取的效率，使用常规的溶剂对固体或半固效率，使用常规的溶剂对固体或半固体样品进行萃取。
8、其结果大大加快了体样品进行萃取。其结果大大加快了萃取的时间并明显降低萃取溶剂的使萃取的时间并明显降低萃取溶剂的使用量。用量。23提高温度和压力的作用提高温度和压力的作用提高温度可降低样品基质对被分析提高温度可降低样品基质对被分析物的作用或减弱基质与被分析物间的物的作用或减弱基质与被分析物间的作用力，加快被分析物从基质中解析作用力，加快被分析物从基质中解析并快速进入溶剂，同时，降低溶剂粘并快速进入溶剂，同时，降低溶剂粘度有利于溶剂分子向基质中扩散度有利于溶剂分子向基质中扩散;增加压力则使溶剂的沸点升高，确增加压力则使溶剂的沸点升高，确保溶剂在萃取过程中一直保持液态。保溶剂在萃取过程中一直保持液态
9、。24ASE的流程示意图的流程示意图25带有溶剂控制器的快速溶剂萃取仪带有溶剂控制器的快速溶剂萃取仪26几种萃取方法的对比几种萃取方法的对比样品量大，用溶剂少样品量大，用溶剂少27利用快速溶剂萃取利用快速溶剂萃取ASE)ASE)法法检测水果和蔬菜中有机氯农检测水果和蔬菜中有机氯农药残留药残留常春艳常春艳口岸卫生控制口岸卫生控制第九卷第六期第九卷第六期2829萃取程萃取程序序v温度温度100v压力压力10Mpa(1500psi)v加热时间加热时间5minv静态萃取时间静态萃取时间5minv冲洗体积冲洗体积60%v吹扫时间吹扫时间180sv循环次数循环次数1-230微波辅助萃取、超声辅助萃取微波辅
10、助萃取、超声辅助萃取利用微波、超声波提供的能量可以利用微波、超声波提供的能量可以加快溶剂萃取速度、提高萃取效率，常加快溶剂萃取速度、提高萃取效率，常与与SPESPE、SMPESMPE技术联用。技术联用。31气体萃取气体萃取(顶空进样技术顶空进样技术)32顶空气相色谱顶空气相色谱顶空气相色谱顶空气相色谱(GCheadspaceAnalysis，GC-HSanalysis)是对是对液体或固体中的挥发性成分进行气液体或固体中的挥发性成分进行气相色谱分析的一种间接测定法，它相色谱分析的一种间接测定法，它是在热力学平衡的蒸气相与被分析是在热力学平衡的蒸气相与被分析样品同时存在于一个密闭系统中进样品同时存
11、在于一个密闭系统中进行的。行的。33顶空色谱分析的起源顶空色谱分析的起源Ettre首次用原始的顶空技首次用原始的顶空技术分析马铃薯中的发酵术分析马铃薯中的发酵气体气体用注射器针刺穿马铃薯片袋子吸取用注射器针刺穿马铃薯片袋子吸取其中的其中的0.51mL气体，注射到气气体，注射到气相色谱仪中相色谱仪中34静态和动态顶空气相色谱静态和动态顶空气相色谱一般顶空气相色谱分为静态一般顶空气相色谱分为静态和动态顶空气相色谱，所谓静态和动态顶空气相色谱，所谓静态顶空气相色谱是在一个密闭恒温顶空气相色谱是在一个密闭恒温体系中，液汽或固汽达到平衡时体系中，液汽或固汽达到平衡时用气相色谱法分析蒸气相中的被用气相色谱
12、法分析蒸气相中的被测组分测组分35静态顶空的装置静态顶空的装置1注射器；注射器；2密封隔垫；密封隔垫；3螺帽；螺帽；4容器；容器；5样品；样品；6恒温浴；恒温浴；7温度计。温度计。36自动化的顶空气相色谱系统自动化的顶空气相色谱系统顶空气相色谱进样必须从密闭的样品瓶顶空气相色谱进样必须从密闭的样品瓶的顶空取样到气相色谱仪中，要控制取样的的顶空取样到气相色谱仪中，要控制取样的重复性是至关重要的，使用惰性气体往恒温重复性是至关重要的，使用惰性气体往恒温的密闭样品瓶中加压，然后让受压的顶空气的密闭样品瓶中加压，然后让受压的顶空气体在一定的时间里膨胀到色谱柱中。依靠控体在一定的时间里膨胀到色谱柱中。依
13、靠控制压力和时间可以很精确地从样品瓶中吸取制压力和时间可以很精确地从样品瓶中吸取一定容积的顶空气体样品。这一方法叫做一定容积的顶空气体样品。这一方法叫做“平衡压力进样平衡压力进样”37加压顶空进样系统示意图加压顶空进样系统示意图恒温样品瓶恒温样品瓶进样针进样针通入气体加压通入气体加压顶空中的气体膨胀到色谱柱中顶空中的气体膨胀到色谱柱中38第一台第一台F-40顶空进样系统顶空进样系统P-E公司39成都科林分析技术有限公司AutoHS型动态静态双模式自动顶空进样器40动态顶空气相色谱动态顶空气相色谱也叫做吹扫也叫做吹扫-捕集捕集(Purge-Tramp)(Purge-Tramp)分析分析法，法，实
14、质上是一种连续气体萃取技术，吹实质上是一种连续气体萃取技术，吹扫气（一般使用氮气）通过液体或固体样扫气（一般使用氮气）通过液体或固体样品，将样品中的可挥发组分（其中包括欲品，将样品中的可挥发组分（其中包括欲测组分）带出，然后用冷冻或固体吸附剂测组分）带出，然后用冷冻或固体吸附剂吸附的方法，将欲测组分捕集下来，再通吸附的方法，将欲测组分捕集下来，再通过热解吸的方法，将欲测组分解吸下来，过热解吸的方法，将欲测组分解吸下来，进行分析。进行分析。41动态顶空装置动态顶空装置1捕集管；2冷却水；3样品管；4水浴；5洗气瓶42吹扫捕集法的特点吹扫捕集法的特点吹扫捕集法作为样品的前处理方式，吹扫捕集法作为样
15、品的前处理方式，以其取样量少、富集效率高、受基体干扰以其取样量少、富集效率高、受基体干扰小、容易实现在线检测等优点，自小、容易实现在线检测等优点，自1974年年首次发表有关吹扫捕集色谱法测定水中挥首次发表有关吹扫捕集色谱法测定水中挥发性有机物论文以来，一直受到环境科学发性有机物论文以来，一直受到环境科学与分析化学界的重视。美国与分析化学界的重视。美国EPA601，602，603，624，501.1与与524.2等标准方法等标准方法均采用吹扫捕集技术均采用吹扫捕集技术。43吹扫捕集仪器吹扫捕集仪器 美国OI公司的仪器4660型吹扫捕集样品浓缩型吹扫捕集样品浓缩器的设计符合美国器的设计符合美国EP
16、A的的方法标准，它将水、空气、方法标准，它将水、空气、土壤土壤/固体固体/软泥中易挥发软泥中易挥发的有机物吹扫并浓缩到一的有机物吹扫并浓缩到一个富集管中，然后热脱附个富集管中，然后热脱附与与GC或或GC/MS联机分析。联机分析。44超临界萃超临界萃取技术取技术45超临界流体超临界流体的概念的概念所谓超临界流体是指在高于所谓超临界流体是指在高于临界压力和临界温度时的一种物临界压力和临界温度时的一种物质的状态，如下图所示，它既不质的状态，如下图所示，它既不是气体，也不是液体，但是它兼是气体，也不是液体，但是它兼有气体和液体的某些性质，即兼有气体和液体的某些性质，即兼有气体的有气体的低黏度低黏度、液
17、体的、液体的高密度高密度以及介于气、液之间以及介于气、液之间较高的扩散较高的扩散系数系数等特征等特征。46超临界流体相图超临界流体相图47超临界流体和气体某些物理性质的比较超临界流体和气体某些物理性质的比较物质的相态物质的相态密度密度/（g/cm）扩散系数扩散系数/（cm2/s）黏度黏度/（g/cms）在在21和和0.1MPa下下的气体的气体10-310-110-4超临界流体超临界流体0.3-0.810-3-10-410-4-10-3液体液体110-510-248SFE流程示意图流程示意图49超临界流体的选择超临界流体的选择 必须稳定、安全、易于操作，对欲萃取必须稳定、安全、易于操作，对欲萃取
18、溶质有足够大的溶解能力，同时又有良好的溶质有足够大的溶解能力，同时又有良好的选择性，通常以临界条件较低的物质优先考选择性，通常以临界条件较低的物质优先考虑。虑。实际应用中最常见的是实际应用中最常见的是COCO2 2，由于极性，由于极性很低，对低极性和非极性化合物萃取效果好，很低，对低极性和非极性化合物萃取效果好，对极性化合物的溶解能力很低，可以通过加对极性化合物的溶解能力很低，可以通过加入极性改性剂，如甲醇，来增加对极性化合入极性改性剂，如甲醇，来增加对极性化合物的溶解能力。物的溶解能力。50COCO2 2作为超临界流体的优点作为超临界流体的优点1、SFE可以在接近室温及可以在接近室温及CO2
19、气氛中进行提取，气氛中进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化。有效地防止了热敏性物质的氧化。2、SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质。有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质。3、萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的、萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时，使得流体进入分离器时，使得CO2与萃取物迅速与萃取物迅速成为两相而立即分开成为两相而立即分开514、CO2是一种不活泼的气体，萃取过程中不是一种不活泼的气体，萃取过程中不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、发生化学反应，且属于不燃性气体，无
20、味、无臭、无毒、安全性非常好。无毒、安全性非常好。5、CO2气体价格便宜，纯度高，容易制取，气体价格便宜，纯度高，容易制取，且在生产中可以重复循环使用，从而有效地降低且在生产中可以重复循环使用，从而有效地降低了成本；了成本；6、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，因此数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，因此工艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。工艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。52SFE-GC应用举例应用举例超临界流体萃取气相色谱法测定鱼肉中的毒死蜱残留徐敦明等，分析化学徐敦明等，分析化学，2005,33(4):45
21、153超临界流体萃取条件超临界流体萃取条件利用离线超临界流体萃取气相色利用离线超临界流体萃取气相色谱测定鱼肌肉中毒死蜱残留量的分析方谱测定鱼肌肉中毒死蜱残留量的分析方法。超临界流体萃取鱼肌肉中毒死蜱的法。超临界流体萃取鱼肌肉中毒死蜱的适宜条件为：温度适宜条件为：温度100，压力，压力41.370MPa,流量为流量为1mL/min，动态萃取，动态萃取30min,静态萃取时间静态萃取时间15min，调节剂甲，调节剂甲醇（添加量醇（添加量0.5mL），收集液丙酮。最），收集液丙酮。最小检出量为小检出量为0.01ng54SFE调节剂的选择调节剂的选择55固相萃取技术固相萃取技术56固相萃取法固相萃取法
22、(SPE)作为样品前处理的手段作为样品前处理的手段57什么是什么是SPE？固体固体Solid(S)，状态或相，状态或相Phase(P)，萃取，萃取Extraction(E)样品在分析前的预处理样品在分析前的预处理基于液相色谱原理将被分析物与杂质分开基于液相色谱原理将被分析物与杂质分开浓缩样品浓缩样品58HPLC与与SPE比较比较59为什么用为什么用SPE？从基质中消除干扰物从基质中消除干扰物保护色谱柱保护色谱柱减少样品与溶剂使用量减少样品与溶剂使用量缩短处理时间缩短处理时间提高回收率提高回收率60固相萃取技术要点固相萃取技术要点1。准确了解样品物理及化学特性。准确了解样品物理及化学特性2。选择
23、合适的样品净化机理。选择合适的样品净化机理-保留被分析物，洗脱污染物保留被分析物，洗脱污染物-保留污染物，洗脱被分析物保留污染物，洗脱被分析物3。选择适当的。选择适当的SPE产品产品-填料类型、柱容量、配套附件填料类型、柱容量、配套附件4。选择活化及洗脱溶剂。选择活化及洗脱溶剂61 吸附剂的选择性是吸附剂的选择性是SPESPE的关键，常用的固的关键，常用的固体吸附剂有：体吸附剂有：GDXGDX系列、系列、XADXAD系列和新型化学系列和新型化学键合固相吸附剂键合固相吸附剂,化学键合固相吸附剂多以硅化学键合固相吸附剂多以硅胶作为载体胶作为载体 1919。化学键合硅胶中，正相的。化学键合硅胶中，正
24、相的有氨基、氰基、二醇基等；反相的有有氨基、氰基、二醇基等；反相的有C1C1、C2C2、C6C6、C8C8、C18C18、环己基、苯基等；离子交换的、环己基、苯基等；离子交换的有季胺、二氨基、苯磺基、羧基等。有季胺、二氨基、苯磺基、羧基等。1919 陈宪华陈宪华.中国公共卫生，中国公共卫生，19971997，1313：562.562.62SPE产品选择指导产品选择指导63使用使用SPE填料类型的比例填料类型的比例64吸附剂基质吸附剂基质硅胶结构硅胶结构65AccuBONDIIC18SPE66限进性限进性SPE的的ODS填料填料用作样品预处理的用作样品预处理的Shim-packMAYI-ODS柱
25、，在硅胶细孔内柱，在硅胶细孔内键合十八烷基团，而在硅胶外表面键合十八烷基团，而在硅胶外表面键合甲基纤维素，构成吸附药物小键合甲基纤维素，构成吸附药物小分子，排除生物大分子的限进性填分子，排除生物大分子的限进性填料。料。67限进性限进性SPE的填料的填料68限进性限进性SPE的的ODS填料填料十十八烷基十八烷基甲基纤维素甲基纤维素药物药物蛋白质蛋白质69免疫免疫SPE吸附剂吸附剂70SPE的吸附量的吸附量硅胶型填料都具有约硅胶型填料都具有约1%的吸附的吸附能力，如一个能力，如一个500mg的的C18小柱小柱可以保留可以保留5mg的的化合物。要注意化合物。要注意的是的是C18吸附的并不只是所期望的
26、吸附的并不只是所期望的分析物而是样品中所有的非极性物分析物而是样品中所有的非极性物质质。71SPE的冲洗剂和洗脱溶剂的冲洗剂和洗脱溶剂一般来说：一般来说：反相填料反相填料：以极性溶剂冲洗，用非极：以极性溶剂冲洗，用非极性溶剂洗脱性溶剂洗脱正相填料：正相填料：以非极性溶剂冲洗，用极以非极性溶剂冲洗，用极性溶剂洗脱性溶剂洗脱离子交换填料离子交换填料：以低离子强度缓冲液：以低离子强度缓冲液冲洗，用高离子强度缓冲液洗脱冲洗，用高离子强度缓冲液洗脱72SPE溶剂洗脱强度溶剂洗脱强度73通用通用SPE萃取程序萃取程序反相填料反相填料A。活化。活化1。用。用3-5ml甲醇冲洗填料甲醇冲洗填料2。用。用3-5
27、ml水或缓冲液冲洗，水或缓冲液冲洗，上样前勿让填料流干上样前勿让填料流干。B。上样。上样3。样品加到柱床上，以。样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若低流速通过填料。若所需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。所需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。C。冲洗。冲洗4。如果样品被保留，使用约。如果样品被保留，使用约5ml极性溶剂极性溶剂(如水、缓冲液如水、缓冲液或有机溶剂或有机溶剂/水混合液水混合液)将弱保留干扰物洗出。将弱保留干扰物洗出。D。用。用1-2ml非极性溶剂将所需物质洗脱，收集用于分析。非极性溶剂将所需物质洗脱，收集用于分析。74Extract-Clean萃取小柱
28、萃取小柱v20um多孔聚乙烯筛板多孔聚乙烯筛板v多种柱床填料多种柱床填料-50mg,100mg,200mg,v500mg,1g,2g,5g,10gv多种容量多种容量v聚丙烯管体聚丙烯管体-1ml,2.8ml,3ml,6ml,v10ml,20ml,60ml75SPE萃取小柱配件萃取小柱配件v串联串联/针筒连接针筒连接器、盖、出口器、盖、出口堵头、筛板堵头、筛板v不锈钢针、聚不锈钢针、聚丙烯针、丙烯针、Teflon针针76Extract-Clean使用方法使用方法177Extract-Clean使用方法使用方法278真空多头真空多头SPE设备设备79真空真空96孔孔SPE设备设备80固相微萃取技术
29、固相微萃取技术SPME81固相微萃取固相微萃取(SolidPhaseMicroextraction,SPME)是九十年是九十年代兴起并迅速发展的新型的、环境代兴起并迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术，无需有机友好的样品前处理技术，无需有机溶剂，操作也很简便。该技术使用溶剂，操作也很简便。该技术使用的是一支携带方便的萃取器，适于的是一支携带方便的萃取器，适于室内使用和野外的现场取样分析，室内使用和野外的现场取样分析，也易于进行自动操作。也易于进行自动操作。82什么是什么是SPME？在一根很细的熔融石英纤维上，涂上吸附剂，用来吸附欲测组分，使其与干扰组分和基体分离，并得到富集。对于不同的欲
30、测组分，可选用涂敷不同吸附剂的熔融石英纤维。83 涂渍吸附剂的熔融石英纤维（称为萃取涂渍吸附剂的熔融石英纤维（称为萃取头）接在一根细的不锈钢钢丝上，外套一根头）接在一根细的不锈钢钢丝上，外套一根细的不锈钢管（在取样和进样时保护萃取头）细的不锈钢管（在取样和进样时保护萃取头），萃取头在细的不锈钢管中可自由伸缩进出。，萃取头在细的不锈钢管中可自由伸缩进出。在取样和色谱进样时，由细的不锈钢管穿透在取样和色谱进样时，由细的不锈钢管穿透密封垫，然后再将萃取头伸出。在拔出细的密封垫，然后再将萃取头伸出。在拔出细的不锈钢管前，将萃取头缩进。不锈钢管前，将萃取头缩进。SPME的萃取头的萃取头84SPME萃取头
31、和萃取杆85装配好的装配好的SPME-萃取器萃取器86隔垫穿孔针头手柄外套活塞固定螺杆Z-沟槽连接器观察窗口可调节针头导轨/深度标记纤维固定管敷涂层的石英纤维弹簧密封垫固相微萃取装置示意图固相微萃取装置示意图87SPME的原理SPME方法包括吸附和解吸两步。方法包括吸附和解吸两步。吸附过程中待测物在样品及石英萃取吸附过程中待测物在样品及石英萃取头外涂渍的固定相中平衡分配。这一头外涂渍的固定相中平衡分配。这一步主要是物理吸附过程，可快速达到步主要是物理吸附过程，可快速达到平衡。平衡。88SPME解吸过程解吸过程解吸过程随解吸过程随SPME后续分离手段后续分离手段的不同而不同。对于气相色谱的不同而
32、不同。对于气相色谱（GC），萃取纤维插入进样口后进），萃取纤维插入进样口后进行热解吸，而对于液相色谱（行热解吸，而对于液相色谱（LC），），则是通过溶剂进行洗脱。则是通过溶剂进行洗脱。89SPME的第一种萃取方式的第一种萃取方式SPME有三种萃取方式，一种有三种萃取方式，一种是将萃取纤维直接暴露在样品中是将萃取纤维直接暴露在样品中的直接萃取法，适于分析气体样的直接萃取法，适于分析气体样品和洁净水样中的有机化合物。品和洁净水样中的有机化合物。90第二种方式第二种方式第二种是将纤维暴露于样品顶第二种是将纤维暴露于样品顶空中的顶空萃取法，广泛适用于空中的顶空萃取法，广泛适用于废水、油脂、高分子量腐殖
33、酸及废水、油脂、高分子量腐殖酸及固体样品中挥发、半挥发性的有固体样品中挥发、半挥发性的有机化合物的分析。机化合物的分析。9192第三种方式第三种方式第三种是将纤维置于萃取第三种是将纤维置于萃取膜和样品之间，吸附或溶解透膜和样品之间，吸附或溶解透过萃取膜的被测样品。过萃取膜的被测样品。93根据欲测组分性质和样品情况选用根据欲测组分性质和样品情况选用不同萃取方式不同萃取方式熔融石英纤维膜样品涂层 样品涂层(a)直接萃取 (b)顶空萃取 (c)膜保护萃取 94SPME进样过程进样过程95装在装在GC上的上的SPME96萃取头基质萃取头基质萃取头涂层中，技术较为成熟并萃取头涂层中，技术较为成熟并得到广
34、泛应用的主要是得到广泛应用的主要是Supelco公司公司生产的商品化石英纤维萃取头。但是生产的商品化石英纤维萃取头。但是由于石英纤维易折断，操作时需非常由于石英纤维易折断，操作时需非常地小心，从而其使用寿命及范围得到地小心，从而其使用寿命及范围得到了很大的限制。了很大的限制。97萃取头涂层类型萃取头涂层类型涂层包括聚二甲基硅氧烷，聚涂层包括聚二甲基硅氧烷，聚丙烯酸酯，聚二甲基硅氧烷丙烯酸酯，聚二甲基硅氧烷-二乙二乙烯基苯，聚乙二醇烯基苯，聚乙二醇-二乙烯基苯，二乙烯基苯，聚乙二醇聚乙二醇-聚二甲基硅氧烷，石墨，聚二甲基硅氧烷，石墨，活性炭，分子印记聚合物等等。活性炭，分子印记聚合物等等。98S
35、PME主要品种和用途涂层类型涂层类型极性极性 适用试样适用试样PDMS(聚二聚二甲基硅氧烷甲基硅氧烷)非极非极性性有机氯、有机磷、有机氮农有机氯、有机磷、有机氮农药；药品和麻醉品；药；药品和麻醉品；食品中香味；挥发物；食品食品中香味；挥发物；食品中咖啡因、卤化物。中咖啡因、卤化物。PA(聚丙烯聚丙烯酸酯酸酯)极性极性有机氮农药；脂肪酸；药物；有机氮农药；脂肪酸；药物；食品中香味、酚。食品中香味、酚。聚乙二醇聚乙二醇/二乙烯基苯二乙烯基苯极性极性 体液中乙醇体液中乙醇99管内涂层固管内涂层固相微萃取相微萃取100管内涂层管内涂层SPME示意图示意图萃取用毛细萃取用毛细管柱管柱5mx0.53mm熔
36、熔融石英柱融石英柱涂渍涂渍OV-11.2m101管内微萃取管内微萃取-气相色谱在线联用气相色谱在线联用微萃取毛细管微萃取毛细管样品转移管样品转移管保留间隙管保留间隙管分析柱分析柱要萃取的样品要萃取的样品六通阀六通阀LCGCNORTHAMERICA，2004，22（1）：）：16102管内萃取和萃取丝的管内萃取和萃取丝的比较比较管内管内萃取丝萃取丝103毛细管柱固相微萃取毛细管柱固相微萃取AMERICANLABORATORY,2002,(1):30104固相萃取棒固相萃取棒105微型固态吸附棒微型固态吸附棒微型固态吸附棒萃取微型固态吸附棒萃取（StirBarSorptiveExtraction，
37、SBSE）方法的原理是受方法的原理是受SPME（固相微（固相微萃取）的启发萃取）的启发，它的萃取固定相用量比，它的萃取固定相用量比SPME方法多方法多10-50倍，萃取棒直径倍，萃取棒直径mm，长，长10-30mm，外型如小，外型如小磁力搅拌棒，直接放入样品中在恒温下磁力搅拌，固磁力搅拌棒，直接放入样品中在恒温下磁力搅拌，固定相在棒的外层，直接与样品接触并萃取。之后将棒定相在棒的外层，直接与样品接触并萃取。之后将棒从样品中取出，用蒸馏水快速冲洗一下，放入专用热从样品中取出，用蒸馏水快速冲洗一下，放入专用热解吸装置中脱附并传输给解吸装置中脱附并传输给GC进样分析进样分析。106中科院大化所研制的
38、萃取棒中科院大化所研制的萃取棒搅拌吸附棒的棒体搅拌吸附棒的棒体是由玻璃管或石英是由玻璃管或石英管制成，管内封装管制成，管内封装铁芯。棒体的直径铁芯。棒体的直径为为1.53mm，长，长为为1050mm107吸附和热解吸附和热解108脱附和分析Det进样器内衬管内衬管萃取棒萃取棒予柱予柱分析柱分析柱109GERSTEL公司脱附单元公司脱附单元110SBSE技术广泛应用于芳香烃、多技术广泛应用于芳香烃、多环芳烃、多氯联苯、农药、香味物质、环芳烃、多氯联苯、农药、香味物质、酚类等挥发性半挥发性物质的分析，酚类等挥发性半挥发性物质的分析，如采用该技术与液相色谱联用，还可如采用该技术与液相色谱联用，还可以
39、实现对非挥发性物质的分析检测。以实现对非挥发性物质的分析检测。此方法分析的样品基质已从环境样品此方法分析的样品基质已从环境样品扩展到生物和食品类样品。当与扩展到生物和食品类样品。当与GC-MS联用检测限可达到联用检测限可达到ng/L甚至更低。甚至更低。因此该技术适于对痕量分析检测。因此该技术适于对痕量分析检测。111液相微萃取液相微萃取112一滴溶剂微萃取一滴溶剂微萃取用悬在注射针用悬在注射针头下的一滴溶头下的一滴溶剂（如十二烷）剂（如十二烷）（浸入或顶空）（浸入或顶空）做萃取剂的方做萃取剂的方法法113顶空一滴溶剂微萃取顶空一滴溶剂微萃取一滴溶剂一滴溶剂114可使用的溶剂可使用的溶剂液液-液
40、一滴溶液一滴溶剂剂萃取的溶萃取的溶剂剂 顶顶空一滴溶空一滴溶剂剂萃取的溶萃取的溶剂剂正己正己烷烷正辛正辛烷烷正辛正辛烷烷正癸正癸烷烷异辛异辛烷烷正十四正十四烷烷环环己己烷烷正十六正十六烷烷正十六正十六烷烷甲苯甲苯甲苯甲苯o-二甲苯二甲苯氯氯仿仿环环己己烷烷乙酸丁乙酸丁酯酯1-辛醇，乙二醇辛醇，乙二醇二异丙二异丙酯酯苄苄醇，醇，邻邻苯二甲酸二苯二甲酸二酯酯115液液-液液-液微萃取液微萃取(LLLME)-1锥形导轨锥形导轨微液滴接受相微液滴接受相中空纤维中空纤维给予相给予相JournalofChromatographyA,1082(2005)136142116液液-液液-液微萃取液微萃取(LLL
41、ME)-2色谱，2005，23（4）：358-361微液滴接受相微液滴接受相有机相有机相给予相给予相117色谱色谱，2005，23（4）：）：358-361液液-液液-液微萃取液微萃取高效液相色谱高效液相色谱法测定人血浆中的西地那非和伐法测定人血浆中的西地那非和伐地那非地那非张朝辉，张朝辉，康绍英，康绍英，许敏洁，许敏洁，马马铭，铭，陈陈波，波，姚守拙姚守拙湖南师范大学化学化工学院118基质固相分散基质固相分散Matrixsolid-phasedispersion119应用应用SPE技术需要样品处于无粘技术需要样品处于无粘性、无颗粒、均匀的液态。许多动性、无颗粒、均匀的液态。许多动物性食品样品
42、不能直接应用物性食品样品不能直接应用SPE。如动物组织是最难弄碎和均质的样如动物组织是最难弄碎和均质的样品。虽然均质的液体样品如奶样品，品。虽然均质的液体样品如奶样品，但其粘性或它们可能含有颗粒以致但其粘性或它们可能含有颗粒以致影响影响SPE的应用。再者，常遇到乳的应用。再者，常遇到乳化，需要离心、再萃取和复杂的样化，需要离心、再萃取和复杂的样品处理手续。品处理手续。120为了改进上述情况，为了改进上述情况，1989年提出了一种新技术，称为基年提出了一种新技术，称为基质固相分散（质固相分散（Matrixsolidphasedispersion，MSPD）。）。这一技术使分析者能同时制备、这一技
43、术使分析者能同时制备、萃取和净化样品。萃取和净化样品。121什么是基质固相分散什么是基质固相分散(MSPD)?是将试样直接与适量反相填料研磨、混匀得是将试样直接与适量反相填料研磨、混匀得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。下来。MSPDE浓缩了传统的样品前处理中所浓缩了传统的样品前处理中所需的样品均化、组织细胞裂解、提取、净化等需的样品均化、组织细胞裂解、提取、净化等过程，适用于各种分子结构和极性农药残留的过程，适用于各种分子结构和极性农药残留的提取净化，在蔬菜、水
44、果的残留农药检测中得提取净化，在蔬菜、水果的残留农药检测中得到了广泛应。到了广泛应。122MSPD的功能的功能MSPD能大大减少样品处理步骤、能大大减少样品处理步骤、溶剂使用量和处置程序并缩短时间。溶剂使用量和处置程序并缩短时间。大多数情况下，大多数情况下，MSPD比经典样品处理比经典样品处理节省节省95%溶剂和溶剂和90%时间。它也排除时间。它也排除乳化问题，但是共萃取组分的数目和乳化问题，但是共萃取组分的数目和量反过来也影响最后分析的检测限。量反过来也影响最后分析的检测限。123基质固相分散萃取一气相色基质固相分散萃取一气相色谱法检测苹果浓缩汁中谱法检测苹果浓缩汁中5种有机种有机磷农药的残
45、留磷农药的残留李建科李建科南京农业大学南京农业大学学报学报2005，28(2)：111115124基质固相分散方法操作基质固相分散方法操作基质固相分散基质固相分散(MSPD)处理：准确称取处理：准确称取200gC18填料放人小玻璃研钵内，加入填料放人小玻璃研钵内，加入050g果汁或经组织匀浆后的苹果，充分果汁或经组织匀浆后的苹果，充分研磨，使待测样品均匀分散在研磨，使待测样品均匀分散在C18中。取中。取10mL玻璃注射器，下端放一滤纸片，依玻璃注射器，下端放一滤纸片，依次加入次加入04g无水硫酸钠、上述混合样品无水硫酸钠、上述混合样品及及05g无水硫酸钠，上端再放一滤纸片，无水硫酸钠，上端再放
46、一滤纸片，用活塞适度压实样品。用活塞适度压实样品。125取出活塞，加入取出活塞，加入10mL正己烷，淋洗正己烷，淋洗除去色素，弃去，抽干；用除去色素，弃去，抽干；用2号梯度洗号梯度洗脱剂各脱剂各3mL洗脱，用心形瓶接收，在洗脱，用心形瓶接收，在40旋转蒸发至近干，压缩空气吹干；旋转蒸发至近干，压缩空气吹干；用用05mL丙酮溶解，经丙酮溶解，经022m针头针头过滤器滤至过滤器滤至1mL离心管内，保存于冰箱离心管内，保存于冰箱中，待作中，待作GC测定。测定。126苹果中苹果中5种农药的种农药的GC色谱色谱127凝胶渗透凝胶渗透色谱法色谱法128凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱
47、法(Gelpermeationchromatography,GPC)是样品制备中是样品制备中常用的净化技术，特别是用于有机污常用的净化技术，特别是用于有机污染物的痕量分析。此法又称凝胶过滤染物的痕量分析。此法又称凝胶过滤法、分子筛色谱法、排阻色谱法、体法、分子筛色谱法、排阻色谱法、体积排阻色谱法、限进扩散法等。积排阻色谱法、限进扩散法等。129凝胶色谱技术是六十年代初发展起凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，对高术，由于设备简单、操作方便，对高分子物质有很高的分离效果。目前已分子物质有很高的分离效果。目前已经
48、被许多有关领域广泛采用。经被许多有关领域广泛采用。130什什么么是是凝凝胶胶?凝胶是一类多孔性高聚物，每个颗粒的结构凝胶是一类多孔性高聚物，每个颗粒的结构如一个筛子，在适宜溶剂中浸泡，使其充分吸液如一个筛子，在适宜溶剂中浸泡，使其充分吸液膨胀，然后装柱。加入样品后，再以同一溶剂洗膨胀，然后装柱。加入样品后，再以同一溶剂洗脱。在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部，脱。在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部，被排阻于颗粒之外，小分子可进入凝胶内部。大被排阻于颗粒之外，小分子可进入凝胶内部。大分子较快地被洗脱出，经过一段距离，大分子与分子较快地被洗脱出，经过一段距离，大分子与小分子可完全分离。小分子可
49、完全分离。131分子筛效分子筛效应应含有各种分子的样品溶液流经凝胶含有各种分子的样品溶液流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同的运动：垂直向下的移动和无定向的不同的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不扩散运动。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。132分子最小的最后流出分子最小的最后流出小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔
50、中，即散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出，这分子的后流出，分子最小的最后流出，这种现象叫分子筛效应。种现象叫分子筛效应。133凝胶的选择凝胶的选择用于有机污染物分析中净化样品用于有机污染物分析中净化样品的凝