样品前处理常规技术课件.pptx

1、材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry 固相萃取()：是 由液固萃取和柱液相色谱技术结合发展而来的一种样品预处理（分离、纯化和浓缩）的技术。固相萃取微处理小柱通常由粒径为40m的各种不同的填料（活性炭、硅藻土、氧化铝、硅胶、反相、离子交换等）压缩于聚丙烯塑料管。它的优点是：节省时间，交叉污染机会小，重现性好，回收率高。特别适用微量试液

2、处理。 原理：固相萃取是一个包括液相和固相的物理萃取过程。 SPE操作步骤如下： 一一 固相萃取固相萃取( Solid phase exaction)材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical ChemistryI 柱的预处理 为了获得高的回收率和良好的重现性：除去填料中可能存在的杂质；使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。 II 样品的添加试样溶液被加至并以一定的流速通过柱子。在该步骤分析物被保留在吸附剂上。III 柱的洗涤在样品通过萃取柱时，不仅分析物被吸附在柱子上，一些杂质也同时被吸附，选择适当的溶剂，将干扰组分洗脱下来，同

3、时保持分析物仍留在柱上。IV 分析物的洗脱用洗脱剂将分析物洗脱在收集管中，为了提高分析物的浓度或为以后分析调整溶剂杂质，可以把收集到的分析物用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry(SPME) 固相微萃取集“采样、萃取、浓缩、进样”于一体，能够与GC或HPLC联用的新型样品预处理技术。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下

4、一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry 与SPE 相比SPMESPME具有以下优点具有以下优点：(1 ) (1 ) 不使用有机溶剂萃取，降低了成本，避免了二次污染；不使用有机溶剂萃取，降低了成本，避免了二次污染；(2) (2) 操作时间短，从萃取进样到分析结束不足操作时间短，从萃取进样到分析结束不足1 1；(3) (3) 样品用量少，几样品用量少，几L L几十几十L L； (4) (4) 操作简便，可减少待测组分的挥发损失操作简便，可减少待测组分的挥发损失 ； (5) (5) 检测限达检测限达 / / /水平；水平； (6) (6) 适于挥发性有机物、半挥发性有机

5、物及不具挥发性的有机物。适于挥发性有机物、半挥发性有机物及不具挥发性的有机物。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry 1.压杆 2筒体 3压杆卡持螺钉 4.Z形槽 5.简体视窗 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.纤维联结管 11熔融石英纤维材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry萃取模式的选择n 直接SPME模式n 顶空SPME模式 通过装在注射器内石英纤维萃取通过装在注射器内石英纤

6、维萃取头表面的高分子涂层，对样品中的有头表面的高分子涂层，对样品中的有机物进行选择性萃取和预富集，然后机物进行选择性萃取和预富集，然后将富集了分析物的涂层立即插入气相将富集了分析物的涂层立即插入气相色谱进样口热解吸进样。色谱进样口热解吸进样。 固相微萃取装置由手柄和萃取头或纤维头两部分组成。萃取固相微萃取装置由手柄和萃取头或纤维头两部分组成。萃取头为一根头为一根1cm 1cm 长，涂上不同色谱固定相或吸附剂的熔融石英纤长，涂上不同色谱固定相或吸附剂的熔融石英纤维，可在不锈钢套管内伸缩。维，可在不锈钢套管内伸缩。 固相微萃取的使用，关键在于固相微萃取的使用，关键在于“纤维头的选择纤维头的选择”。

7、这种情况。这种情况类似于色谱柱的选择，主要根据分析对象的分子量和极性。固类似于色谱柱的选择，主要根据分析对象的分子量和极性。固相微处理技术适用于气体、水样、生物样品（如血、尿、体液相微处理技术适用于气体、水样、生物样品（如血、尿、体液等）的萃取提取。等）的萃取提取。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry固相微萃取技术条件的选择固相微萃取技术条件的选择 q 纤维表面固定相纤维表面固定相 表表1 1 常用固定相和适用范围常用固定相和适用范围 固定相类型极性适用样品PDMS(聚二甲基硅氧烷)PA（聚丙稀酸酯）聚

8、乙二醇/二乙烯基苯非极性极性极性有机氯、有机磷、有机氮农药；药品和麻醉品；食品中香味；挥发物；食品中咖啡因、卤化物有机氮农药；脂肪酸；药物；食品中香味、酚体液中乙醇材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry常用萃取头类型常用萃取头类型 聚二甲规氧烷类聚二甲规氧烷类厚膜（100um）适用于分析水样中低沸点、低极性的物质，如苯类、有机合成农药等；薄膜（7um）适用于分析中等沸点高沸点的物质，如苯甲酸酯、多环芳烃等聚丙酸酯类聚丙酸酯类适用于分析强极性化合物如苯酚等活性炭活性炭适用于分析极低沸点的强亲脂性物质材料科学

9、与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry 样品量、容器体积样品量、容器体积 萃取时间萃取时间 使用无机盐使用无机盐 pHpH值值 衍生化衍生化 加热加热 磁力转子搅拌、高速匀浆、超声波磁力转子搅拌、高速匀浆、超声波 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry固相微萃取法在农药残留分析中的应用固相微萃取法在农药残留分析中的应用 SPME法在农药残留分析中的应用 农药类别分析条件 除草剂杀虫剂 有机磷农药 有机磷农药 有机氯农药PDM

10、S、PA、PDWS/DVB、CW/DVB,浸入式，萃取时间30min，解吸附温度280，NaCl浓度4M，GC 65m CW/DVB,萃取时间大于30min，解吸附（5min，240C），NaCl浓度0.3g/ml,GC85m PA, 萃取时间30min,解吸附（2min，250）, GC60m PDMS, 萃取时间40min,HPLC85m PA, 浸入式，萃取(45min,55),解吸附（25min，250）萃取头使用前在300老化3h，GC 15m XAD，85m PA，30m PDMS，萃取时间5180min不等，GC20种有机氯农药的测定在20min内完成，GC材料科学与化学工程学院

11、材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry管内固相微萃取管内固相微萃取(in-tube-SPME)(in-tube-SPME) 将萃取涂层涂在毛细管的内表面，可采用气相色谱毛将萃取涂层涂在毛细管的内表面，可采用气相色谱毛细管细管 优点：毛细管柱方便易得，使用寿命长，内径小涂层优点：毛细管柱方便易得，使用寿命长，内径小涂层薄，样品扩散快，平衡时间短。薄，样品扩散快，平衡时间短。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical ChemistryIn-tube-SPMEGC联

12、用方式 热解析热解析：用注射器将样品溶液注入毛细管柱，萃用注射器将样品溶液注入毛细管柱，萃取平衡后将水吹出，然后用石英压接头将萃取柱与分取平衡后将水吹出，然后用石英压接头将萃取柱与分析柱连接，放入气相色谱仪炉箱中热解吸。这种方法析柱连接，放入气相色谱仪炉箱中热解吸。这种方法不适于日常分析。不适于日常分析。 溶剂解吸溶剂解吸：水样用氮气以极缓慢的流速吹入毛细：水样用氮气以极缓慢的流速吹入毛细管萃取柱中，再将水吹出萃取柱，将适当溶剂注入萃管萃取柱中，再将水吹出萃取柱，将适当溶剂注入萃取柱中解吸，收集解吸溶液注入气相色谱中分析。取柱中解吸，收集解吸溶液注入气相色谱中分析。材料科学与化学工程学院材料科

13、学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry说明：说明：1 1）萃取毛细管柱为长）萃取毛细管柱为长33cm33cm，内径，内径0.53mm0.53mm，膜厚，膜厚3.53.5m m的的OV-1OV-1毛细管毛细管柱；柱； 2 2）在）在1111处与处与GCGC冷柱头进样器相连，实现柱上进样。冷柱头进样器相连，实现柱上进样。 将管内固相微萃取与将管内固相微萃取与GCGC法结合，采用溶剂解吸，通过两个六通阀的切换法结合，采用溶剂解吸，通过两个六通阀的切换及气相色谱柱内进样技术，实现水中痕量有机物的在线分析。及气相色谱柱内进样技术，实现水中痕量

14、有机物的在线分析。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry 三三 种不同涂层的毛细管柱：种不同涂层的毛细管柱：OV-1OV-1、SE-54SE-54、FFAPFFAP对对5 5种芳烃种芳烃的萃取效率比较。的萃取效率比较。 结果表明，结果表明， OV-1OV-1、SE-54SE-54萃取效率高于萃取效率高于FFAPFFAP，符合相似相，符合相似相溶原则。溶原则。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院

15、材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry应用1）固相萃取测定生物检材中安眠酮（导数紫外）固相萃取测定生物检材中安眠酮（导数紫外）2 2）双柱富集固相萃取测定钯、锶（）双柱富集固相萃取测定钯、锶（FAASFAAS）3 3）固相萃取富集水中多环芳烃（）固相萃取富集水中多环芳烃（HPLC)HPLC)4 4）固相微萃取富集多环芳烃）固相微萃取富集多环芳烃GC-MSGC-MS材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工

16、程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry微滴萃取微滴萃取 1996年年Jeannot等提出的液相微萃取等提出的液相微萃取(LPME)是一种建立是一种建立在悬挂于微进样

17、器针端有机溶剂微滴基础之上的新型试在悬挂于微进样器针端有机溶剂微滴基础之上的新型试样前处理技术，它是微型化的样前处理技术，它是微型化的LLE，结合了，结合了LLE和和SPME的优点并可以根据不同的分析仪器选择合适的萃的优点并可以根据不同的分析仪器选择合适的萃取体积，极大的满足了色谱仪器的检测要求，填补了取体积，极大的满足了色谱仪器的检测要求，填补了SPME在应用领域上的很多空白。在应用领域上的很多空白。 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页

18、下一页2022-4-16Analytical Chemistry图图4 动态自动化动态自动化LPME图图3 静态顶空式静态顶空式材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry六六. 超声波辅助萃取超声波辅助萃取超声波提取技术是近年来应用到中草药有效成份提取分离的一种最新的较为成熟的手段。其原理主要是利用超声波在液体中的空化作用加速植物有效成份的浸出提取。另外,还利用其次效应,如机械振动

19、,扩散,击碎等，使其加速被提取成份的扩散,释放. 与水煮、醇沉工艺相比，超声波萃取的特点 （1）无需高温。（2）常压萃取，安全性好，操作简单易行，维护保养方便。 （3）萃取效率高。（4）具有广谱性。（5）超声波萃取对溶剂和目标萃取物的性质（如极性）关系不大。（6）减少能耗。 （7）药材原料处理量大，成倍或数倍提高，且杂质少，有效成分易于分离、净化。 （8）萃取工艺成本低，综合经济效益显著。 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry七、微透析七、微透析 微透析：利用膜透析原理，微量地对细胞液进行流动性连续采样

20、。 微透析系统的关键部件是微透析探针，它是由膜、导管及套官等组成，探针的长度一般在0.5-10mm，膜材料常用纤维素膜、聚丙烯腈膜等组成。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-4-16Analytical Chemistry固体样品 萃取剂流向：萃取剂流向：Gas: C D E (gl)Gas: C D E (gl)Liq.: A S(ex.) B CLiq.: A S(ex.) B C 新鲜溶剂循环萃取新鲜溶剂循环萃取 “静态静态”萃取萃取将试样置于索氏萃取器中，用溶将试样置于索氏萃取器中，用溶剂连续抽提，然后蒸出溶剂，便剂连续抽提，然后蒸出溶剂，便可达到含量较原试样增加上百倍可达到含量较原试样增加上百倍的试液，有利于后续的测定。的试液，有利于后续的测定。八、液固萃取八、液固萃取-索氏索氏 (Soxhlet) 萃取萃取