样品前处理技术PPT课件.ppt(113页)
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1、12010203概况三点击此处输入相关文本内容整体概况概况一点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容3 在分析检测中,样品前处理是一个最常见的问题。据统计,人们常常将60%的时间花在样品前处理上。这不但不符合高效率的要求,而且烦琐的传统样品处理方法也直接影响到最后的分析结果。 一、4样品分析过程中各程序所花费的时间数据处理 27% 27%样品处理 61% 61%分析 6% 6%采样 6% 6% 5色谱过程中的误差来源标准曲线 9%仪器 8%色谱 7%积分 6%进样 6%交叉污染 4%样品处理 30%操作 19 %色谱柱 11%6 为什么要进行样品前处理? 浓度太低- 被测物浓度低
2、于定量限 样品太“脏”- 基质组分的存在影响样品测定 太“危险”- 污染物可能成为“色谱柱杀手”71,需要检测痕量或超痕量残留水平2,待测样品污染源的未知性和样品种类的多样性:减少干扰。3,同时进行多残留检测。结论:萃取、净化技术等样品前处理是残留分析的关键。因而选择适当的样品处理方法或多种手段联合使用,是成功完成样品分析的 基础。8 浓缩痕量的被测组分, ,提高方法的灵敏度, , 降低检出限. . 去除样品中的基体与其他干扰物. . 通过衍生化与其他反应, ,使被测物转化为检测灵敏度更高的物质或转化为与样品中干扰组分能分离的物质, ,提高方法的灵敏度与选择性. . 保护分析仪器及测试系统,
3、,以免影响仪器的性能及使用寿命. .9 是否能最大限度地除去影响测定的干扰物 被测组分的回收率是否高 操作是否简便、省时(步骤越多,损失越大,误差越大) 成本是否低廉 是否影响人体健康及环境 应用范围尽可能广 是否适用于野外或现场操作10样品(samples) 供试品/被测样(analytes)目的:纯化和浓缩样品,使被分析物适于所选分析方法(例如色质分析)11 固体样品前处理技术 索氏提取法 (Soxhlet Extraction, SE) 微波辅助提取 (Microwave-Assisted Extraction, MAE) 超声波辅助提取 (Ultrasonic-Assisted Ext
4、raction, UAE) 超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFC) 加速溶剂萃取 (Accelerated Solvent Extraction, ASE)12 液体样品前处理技术 液液萃取 (Liquid-liquid Extraction, LLE) 固相萃取 (Solid Phase Extraction, SPE) 液膜萃取 (Supported Liquid Membrane Extraction, SLME) 吹扫捕集法 (Purge and Trap, PT) 浊点萃取 (Cloud-Point Extraction, CPE)
5、 固相微萃取 (Solid Phase Microextraction, SPME) 液相微萃取 (Liquid Phase Microextraction, SPME)13 气体样品前处理技术 固体吸附剂法 全量空气法 (聚合物袋、玻璃容器捕集法) 吹扫捕集法 (Purge and Trap, PT) 固相微萃取 (Solid Phase Microextraction, SPME) 14 传统样品的前处理普遍应用的萃取分离技术还是索氏抽提、振荡提取和超声波提取等传统技术。样品需要量大、萃取时间长、有机溶剂量消耗大,导致大量有毒废弃溶剂的产生。 结论: 无法满足快速、高效、无毒、准确的分析要
6、求。15 提取是一个复杂的过程,是被测组分、样品基质和提取溶剂(或固体吸附剂)三者之间的相互作用与达到平衡的过程。常用的有液-液萃取 ,液-固萃取,固相微萃取、液相微萃取等。16 方法: 选择与样品溶剂不相溶的溶剂,充分振摇 静置两种不同的溶剂分层 合适的液液萃取方法应满足: 目标分析物在萃取溶剂中的溶解度更大 干扰分子仍留于样品中 传统液液萃取方法的缺陷: 对样品量需求较大 耗费大量有机溶剂 操作费时,分离效率较低17 (1)分次萃取-通常在分液漏斗中进行,将样品和萃取溶剂混合振荡,静置分层后,分出水相。一个样品可用若干份的溶剂进行多次萃取,以提高萃取率。(2)连续萃取-是将样品和溶剂在连续
7、萃取仪器中自动混合,由于连续操作,可减少乳化现象,节省劳力,重现性好。18优点:(1)技术经典 (2)设备器材简单 (3)操作容易缺点:(1) 易乳化 (2) 回收率不稳定 (3) 选择性差 (4)人为因素影响大 (5)有机溶剂用量大 19(1)在水相或者乳化液中加入氯化钠或硫酸钠,利用盐析作用加大两相间的密度差异. .(2)于3500r/min离心后放置. .(3)用玻璃棒机械搅拌,破坏乳化层。202 2、固相萃取(SOLID PHASE EXTRACTION)21 SPESPE最早在2020世纪7070年代提出,至今已发展成为许多领域样品预处理的标准模式,商品化程度极高。 9090年代以来
8、,又出现了固相微萃取技术(SPMESPME)、液相微萃取(LPMELPME)、基质固相分散萃取技术(MSPDEMSPDE)、免疫亲和色谱技术(IAC)IAC)等新的萃取技术。 22SPE :Solid Phase Extraction是一种液相色谱分离,利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱达到分离和富集目标化合物的目的。2324本节首页退出本章25本节首页退出本章(1)活化 萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱,以使吸附剂保持湿润,可以吸附目标化合物或干扰化合物。26本节首页退出本章(2)上样(吸附) 样品倒入活化后的固相萃取小柱,然后利用抽真
9、空,加压或离心的方法使样品进入吸附剂。 样品的流速必须控制,一般在1.5mL/min 1.5mL/min 。以离子交换为作用机理的萃取,速度要适当降低。2728本节首页退出本章 3 洗涤(去除杂质)在样品进入吸附剂,目标化合物被吸附后,可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。29本节首页退出本章 4、洗脱和收集 再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来,加以收集。30固相萃取过程分析物干扰物柱預处理样品添加柱洗涤 分析物洗脫31上样SamplematrixWashsolventElutionsolvent淋洗洗脱32 正相 (silica gel, almina, florisil, CN, NH2
10、, Diol) 反相(C18, C8, C4, Phenyl) 离子交换(SAX, WAX, SCX, WCX)33VacElut20ManifoldVacElutSPS24ManifoldPositivePressureManifold96-wellPlateVacuumManifold3435自动固相萃取仪控制器主机SPE柱试剂移液針注射泵样品36在线 SPE-HPLC分析37固相萃取分离模式与液相色谱相同(1)正相(吸附剂极性大于洗脱液极性)(2)反相(吸附剂极性小于洗脱液极性)(3)离子交换38 用极性吸附剂萃取极性物质。在正相萃取时目标化合物是否能够保留在吸附剂上,取决于目标化合物的
11、极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用。包括氢键、键、偶极偶极、偶极诱导偶极相互作用等。 正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。 39 目标化合物:含有极性基团的弱极性、极性化合物,比如动植物中的有效成分; 典型应用: 血浆中维生素D D的萃取 食品中的黄曲霉素 脂类化合物的分离 样品溶液最好以正己烷或含少量极性有机溶剂的正己烷溶液为溶剂;40 活化/ /平衡:正己烷或样品溶剂活化/ /平衡; 上 样:将溶有目标化合物的样品溶液加入小柱; 淋 洗:正己烷、含适量中强极性有机溶剂的正己烷溶液或样品溶剂淋洗; 洗 脱:含适量中强极性有机溶剂的正己烷溶液或中强极性有机溶剂。41
12、通常用非极性的或极性较弱的吸附剂萃取中等极性到非极性化合物。目标化合物与吸附剂间的作用是疏水性相互作用,主要是非极性非极性相互作用,是范德华力或色散力。 从非极性基体中提取极性样品 42 目标化合物: 非极性、弱极性以及中等极性化合物,比如药物、农药、环境污染物以及动植物成分;生物样品( (比如血液、尿液) )中的药物及代谢物 典型应用: 水中的的环境污染物;动物组织中的药物残留 样品溶液: 最好以水或含少量甲醇的水溶液为溶剂;43活化/ /平衡: 甲醇活化,纯水或样品溶剂平衡;上 样: 将溶有目标化合物的样品溶液加入小柱;淋 洗: 纯水、含适量甲醇的水溶液或样品溶剂淋洗;洗 脱:含适量有机溶
13、剂的水溶液、甲醇或极性更低的有机溶剂。44 离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂,所萃取的目标化合物是带有电荷的化合物。目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力。 提取带电荷样品 454647 省时平均缩短2/3 省耗节约溶剂和试剂,减少有机废物产生 回收率更高 改善重现性无交叉污染 样品处理简单 无乳化现象 健康对机体伤害小;不使用玻璃器皿 样品处理量增加,可自动化处理4849(1)根据目标化合物性质和样品基体性质。(2)尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂,可以得到目标化合物的最佳吸附。(3)例如:萃取碳氢化合物(非极性)时,采用反相固相萃取。当目标化合物极性适中时,正
14、反相固相萃取都可使用。50(4)目标化合物在极性或非极性溶剂中的溶解度,这主要涉及淋洗液的选择;(5)目标化合物有无可能离子化(通过调节pH值),从而决定是否采用离子交换固相萃取;(6)目标化合物有无可能与吸附剂形成共价键,如形成共价键,在洗脱时可能会遇到麻烦;(7)非目标化合物与目标化合物在吸附剂的吸附点上的竞争程度,这关系到目标化合物与干扰化合物是否能很好分离。51遵循“相似相溶”原则,并满足下列求:1 1)对被测组分溶解度大;2) 2) 对干扰杂质的溶解度小;3 3)能有效释放被测组分;4) 4) 具有良好地解离蛋白或脂肪的能力;5 5)沸点适中(40408080)、黏度小、毒性低、易纯
15、化、价格低廉、并易于进一步净化处理。 2.8 洗脱溶剂的选择52极性柱:CNCN、NHNH2 2、PSAPSA、 20H20H、Si-Si-等;非极性柱:C18C18、C8C8、C2C2、CHCH、CNCN、PHPH阳离子交换柱:SCXSCX,PRSPRS,CBACBA阴离子交换柱:SAXSAX,PSAPSA, NHNH2 2,DEADEA 共价型柱:PBAPBA根据目标化合物性质和样品种类,选用合适的SPESPE柱和淋洗剂53 复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集; 例如,生物体液(如血液,尿等)、中药及其代谢产物的分析、食品中有效成分或有害成分的分析、环保水样中有机污染 的分析的样品
16、前处理。 54 C18C18柱, 活化:顺序用5 5 mlml甲醇、5 5 mlml氯仿、5 5 mlml甲醇和5 5 mlml水淋洗活化C18C18柱,弃掉洗涤液。 上样:用5 5mlml体积分数为5%5%的乙腈水溶液溶解提取物,吸取水溶液装入C18C18柱,弃掉流出液。注意流速保持每秒一滴,否则净化效果和回收率都较差。用1 1 mlml水淋洗鸡心瓶2 2遍,并将淋洗液加入C18C18柱过柱,弃掉流出液。55 淋洗:用5 5 mlml水淋洗C18C18柱,让洗涤液完成流出C18C18柱,用微氮吹干。 吹干:用乙腈将C18C18柱中的氯霉素洗脱2 2次,每次1.5 ml1.5 ml,合并洗脱液
17、于5 ml5 ml具塞试管中。在50555055的砂浴中,用氮气吹除乙腈至近干,再用1 ml1 ml乙腈洗涤离心管壁并用氮气吹干。56 waters oasis HLB的SPE小柱;具体步骤是:1 1、1ml1ml甲醇活化;2 2、1ml1ml水平衡;3 3、上样,300ul300ul的血浆,这一步一定要控制滴速,要保证你的检测成分充分的与固定相结合;4 4、一定浓度的含甲醇水(用的是60%60%的甲醇,要根据你的成分进行摸索,甲醇比例高了,可尽可能地除去杂质,但要保证你的药没有损失);5 5、纯甲醇(或者加入一定量的酸)洗脱。572.1原理 根据多孔凝胶对不同大小分子的排助效应进行分离。 样
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