样品前处理技术及应用精选PPT.ppt

关于样品前处理技术及应用1第1页，讲稿共71张，创作于星期二2一、样品前处理的重要性一、样品前处理的重要性 在化学分析中，样品前处理一个最常见在化学分析中，样品前处理一个最常见的问题。据统计，人们常常将的问题。据统计，人们常常将60%的时间的时间花在样品前处理上。这不但不符合高效率花在样品前处理上。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。直接影响到最后的分析结果。第2页，讲稿共71张，创作于星期二31 1 样品前处理内容样品前处理内容样品前包括处理：样品采集和制备样品前包括处理：样品采集和制备1.1一般液体样品的处理：一般液体样品的处理：（1）液体的转移）液体的转移（2）液体的稀释液体的稀释（3）液体的混合）液体的混合（4）标准物的添加）标准物的添加第3页，讲稿共71张，创作于星期二4样品前处理样品前处理1.2 1.2 分离提取等其他处理分离提取等其他处理(1)(1)液液-液萃取液萃取 （2 2）蒸馏蒸馏（3 3）液）液-固萃取固萃取 （4 4）固相萃取）固相萃取（5 5）超声提取）超声提取 （6 6）微波法）微波法（7 7）超临界流体萃取（）超临界流体萃取（8 8）膜透析法）膜透析法（9 9）生物样品水解、蛋白沉淀）生物样品水解、蛋白沉淀（1010）离心）离心/过滤过滤 （11)11)蒸发浓缩蒸发浓缩（1212）消解消解第4页，讲稿共71张，创作于星期二52重要性重要性-以农药残留分析为例以农药残留分析为例2.1需要检测痕量或超痕量残留水平。需要检测痕量或超痕量残留水平。2.2待测样品污染源的未知性和样品种类的多样性待测样品污染源的未知性和样品种类的多样性2.3同时进行多残留检测。同时进行多残留检测。2.4结论：萃取、净化技术等样品前处理是残留分析的关结论：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用，是成功完成样品分析的 基础。基础。第5页，讲稿共71张，创作于星期二样品分析过程中各程序所花费的时间样品分析过程中各程序所花费的时间数据处理数据处理 27%27%样样品品处理处理 61%61%分析分析 6%6%采采样样 6%6%From:LC-GC Intl.Vol.4,No.2,1991第6页，讲稿共71张，创作于星期二色色谱过谱过程中的程中的误差来误差来源源标准曲线标准曲线9%仪仪器器8%色色谱谱7%积积分分6%进样进样6%交叉污染交叉污染4%样样品品处处理理30%操作操作19%色色谱谱柱柱11%第7页，讲稿共71张，创作于星期二83国际上前处理技术发展国际上前处理技术发展80年代中后期，国际上针对传统萃取技术的不年代中后期，国际上针对传统萃取技术的不足，发展了固相萃取（足，发展了固相萃取（SPE）技术和超临界流体萃技术和超临界流体萃取技术取技术(SFE)；90年代以来，又出现了固相微萃取技术（年代以来，又出现了固相微萃取技术（SPME）、）、液相微萃取（液相微萃取（LPME）、）、基质固相分散萃取技术基质固相分散萃取技术（MSPDE）、）、免疫亲和色谱技术（免疫亲和色谱技术（IAC)等新的萃取等新的萃取技术。技术。第8页，讲稿共71张，创作于星期二94我国残留分析前处理现状我国残留分析前处理现状我国残留分析普遍应用的萃取分离技术还是索氏我国残留分析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。毒废弃溶剂的产生。结论：结论：我国的残留萃取技术是制约残留分析速我国的残留萃取技术是制约残留分析速度和分析效率提高的瓶颈，无法满足快速、准确度和分析效率提高的瓶颈，无法满足快速、准确的分析要求。的分析要求。第9页，讲稿共71张，创作于星期二10二、样品提取技术理论二、样品提取技术理论 提取是一个复杂的过程，是被测组分、样品基质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。常用的有与达到平衡的过程。常用的有液液-液萃取液萃取，液，液-固萃取，固萃取，柱色谱萃取等。柱色谱萃取等。第10页，讲稿共71张，创作于星期二111 液液-液萃取液萃取(LLE)1.1 定义：液定义：液-液萃取液萃取-利用被测物质在两种互不利用被测物质在两种互不相溶液体中分配系数不同，从一种溶液中转移到另相溶液体中分配系数不同，从一种溶液中转移到另一种溶液中。一种溶液中。1.2萃取溶剂的选择萃取溶剂的选择 （1）溶剂和样品基质不能混溶；）溶剂和样品基质不能混溶；（2）待测物和溶剂之间应有最大的分配比）待测物和溶剂之间应有最大的分配比 （3）溶剂必须不含有干扰分析的污染物）溶剂必须不含有干扰分析的污染物 （4）对检测器的响应值应尽可能小）对检测器的响应值应尽可能小 （5）保留时间和待测物应不相同）保留时间和待测物应不相同 （6）溶剂本身应毒性低且易于纯化。）溶剂本身应毒性低且易于纯化。第11页，讲稿共71张，创作于星期二121.3 1.3 液液-液液萃取的类型萃取的类型 （1）分分次次萃萃取取-通通常常在在分分液液漏漏斗斗中中进进行行，将将样样品品和和萃萃取取溶溶剂剂混混合合振振荡荡，静静置置分分层层后后，分分出出水水相相。一一个个样样品品可可用用若若干干份份的的溶溶剂剂进进行行多多次次萃萃取取，以以提提高萃取率。高萃取率。（2）连连续续萃萃取取-是是将将样样品品和和溶溶剂剂在在连连续续萃萃取取仪仪器器中中自自动动混混合合，由由于于连连续续操操作作，可可减减少少乳乳化化现现象象，节省劳力，重现性好节省劳力，重现性好。第12页，讲稿共71张，创作于星期二131.4液液-液萃取液萃取优缺点优缺点优点：（优点：（1）技术经典）技术经典（2）设备器材简单）设备器材简单（3）操作容易）操作容易缺点：缺点：（1）易乳化易乳化（2）回收率不稳定回收率不稳定（3）选择性差选择性差（4）人为因素影响大）人为因素影响大（5）有机溶剂用量大）有机溶剂用量大第13页，讲稿共71张，创作于星期二141.5乳化现象的防止措施乳化现象的防止措施（1）在在水水相相或或者者乳乳化化液液中中加加入入氯氯化化钠钠或或硫硫酸酸钠钠，利利用用盐盐析析作作用用加加大大两两相相间间的的密密度度差差异异.（2）于）于3500r/min离心后放置离心后放置.（3）用玻璃棒机械搅拌，破坏乳化层。）用玻璃棒机械搅拌，破坏乳化层。第14页，讲稿共71张，创作于星期二152 液液-固萃取固萃取2.1 定义：液定义：液-固萃取固萃取-利用固态（半固体）样品基利用固态（半固体）样品基质中的待测物质在萃取溶剂中较高的溶解度，使质中的待测物质在萃取溶剂中较高的溶解度，使其从样品中转移出来的过程。其从样品中转移出来的过程。2.2应用模式：应用模式：索氏提取、超声萃取、微波萃取索氏提取、超声萃取、微波萃取（MAE）、）、超临界萃取（超临界萃取（SFE）加速溶剂萃取加速溶剂萃取（ASE）。）。第15页，讲稿共71张，创作于星期二163 柱色谱萃取柱色谱萃取又称层析技术又称层析技术。根据其分离原理，有。根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等阻色谱等第16页，讲稿共71张，创作于星期二173.1 3.1 柱色谱技术分类柱色谱技术分类（1 1）吸附色谱）吸附色谱-利用吸附剂对被分离物利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。第17页，讲稿共71张，创作于星期二18（2）分配色谱）分配色谱-利用溶液中被分离物质在两利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。其中相中分配系数不同，以使组分分离。其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。镁型吸附剂与纤维素粉等。第18页，讲稿共71张，创作于星期二19（3）离子交换色谱）离子交换色谱-利用被分离物质在离子利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换能力不同而使组分交换树脂上的离子交换能力不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。的缓冲液。第19页，讲稿共71张，创作于星期二20（4）凝胶渗透色谱）凝胶渗透色谱-又称排阻色谱，是利用又称排阻色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。填料有渗透程度的不同，以使组分分离。填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等。硅胶或玻璃珠等。第20页，讲稿共71张，创作于星期二213.2柱色谱的典型应用：柱色谱的典型应用：（1）分离）分离（2）净化）净化（3）制备）制备第21页，讲稿共71张，创作于星期二22三三 样品提取净化方法及应用样品提取净化方法及应用第22页，讲稿共71张，创作于星期二231 1 固相萃取固相萃取（SOILD PHASE SOILD PHASE EXTRACTIONEXTRACTION）1.1原理原理 固相萃取固相萃取（SPE）是一个包括液相和固相的物理萃是一个包括液相和固相的物理萃取过程。在固相萃取过程中，固相对分析物的吸附取过程。在固相萃取过程中，固相对分析物的吸附力大于液相。当样品通过固相萃取柱时，分析物被力大于液相。当样品通过固相萃取柱时，分析物被吸附在固相表面，其它样品组分则通过柱子。分析吸附在固相表面，其它样品组分则通过柱子。分析物再用适当的溶剂洗脱下来，达到与样品基体和干物再用适当的溶剂洗脱下来，达到与样品基体和干扰化合物的分离及富集目的。扰化合物的分离及富集目的。第23页，讲稿共71张，创作于星期二241.2 1.2 固相萃取的固相萃取的特点特点（1）取代传统的液取代传统的液-液萃取，不需要大量液萃取，不需要大量互不相溶的溶剂；互不相溶的溶剂；（2）处理过程中不会产生乳化现象；处理过程中不会产生乳化现象；（3）采用高效采用高效高选择性的吸附剂高选择性的吸附剂，使萃，使萃取选择性高，重复性好；取选择性高，重复性好；（4）简化样品处理过程，减少费用。简化样品处理过程，减少费用。第24页，讲稿共71张，创作于星期二保留保留冲洗冲洗洗脱洗脱样品基质样品基质冲洗溶剂冲洗溶剂洗脱溶剂洗脱溶剂1.3 1.3 固相萃取机制固相萃取机制第25页，讲稿共71张，创作于星期二1.4 1.4 固相萃取固相萃取过程过程分析物干扰物柱預处理样品添加柱洗涤分析物洗脫第26页，讲稿共71张，创作于星期二271.41.4固相萃取固相萃取的过程的过程（1 1）吸附剂的预处理吸附剂的预处理 为保证萃取良好的再现现为保证萃取良好的再现现性，固相柱在使用前必须用适当的溶剂清洗。性，固相柱在使用前必须用适当的溶剂清洗。-对固相柱进行活化，展开碳氢链增加和分析物作用的对固相柱进行活化，展开碳氢链增加和分析物作用的表面积；表面积；-对固相柱进行清洗，除去柱上吸附的对分析有影响对固相柱进行清洗，除去柱上吸附的对分析有影响的物质的物质n加样前预处理好的柱子必须保持湿润加样前预处理好的柱子必须保持湿润第27页，讲稿共71张，创作于星期二28（2 2）添加样品添加样品 将样品加于固相萃取柱中，用正压将样品加于固相萃取柱中，用正压或负压（常压）使样品通过柱子。样品或负压（常压）使样品通过柱子。样品的流速必须控制，一般在的流速必须控制，一般在1.51.5mL/min mL/min。以离子交换为作用机理的萃取，速度要以离子交换为作用机理的萃取，速度要适当降低，以保证分析物有足够的时间适当降低，以保证分析物有足够的时间与柱填料的离子交换官能团发生作用。与柱填料的离子交换官能团发生作用。第28页，讲稿共71张，创作于星期二29（3 3）固相柱的洗涤固相柱的洗涤 用适当的洗涤溶剂有选择性地将吸附力弱的用适当的洗涤溶剂有选择性地将吸附力弱的杂质洗涤下来，而留分析物于柱上。杂质洗涤下来，而留分析物于柱上。（4 4）固相柱的干燥固相柱的干燥 用自然或吹氮的方法使固相柱干燥。在非水溶用自然或吹氮的方法使固相柱干燥。在非水溶性有机溶剂为洗脱剂或用性有机溶剂为洗脱剂或用GCGC分析时，柱的干燥尤为重分析时，柱的干燥尤为重要。要。第29页，讲稿共71张，创作于星期二30（5 5）分析物的洗脱）分析物的洗脱 选择适当的溶剂将分析物洗脱下来，用于分析或选择适当的溶剂将分析物洗脱下来，用于分析或进一步处理。进一步处理。洗脱溶剂应满足：洗脱溶剂应满足：A:A:必须有足够的强度，以最小用量将分析物洗脱下必须有足够的强度，以最小用量将分析物洗脱下来；来；B:B:必须有足够的选择性，尽可能只将分析物洗脱，必须有足够的选择性，尽可能只将分析物洗脱，而将吸附力强的杂质留在柱上。而将吸附力强的杂质留在柱上。第30页，讲稿共71张，创作于星期二311.5 1.5 固相萃取固相萃取分离模式分离模式固相萃取分离模式与液相色谱相同固相萃取分离模式与液相色谱相同（1）正相（）正相（吸附剂极性大于洗脱液极性）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）反相（吸附剂极性小于洗脱液极性）（3）离子交换）离子交换第31页，讲稿共71张，创作于星期二32什么是极性在化学中，极性指一根共价键或一个共价分子中电荷分布的不均匀性。如果电荷分布得不均匀，则称该键或分子为极性；如果均匀，则称为非极性。物质的一些物理性质（如溶解性、熔沸点等）与分子的极性相关。一个共价分子是极性的，是说这个分子内电荷分布不均匀，或者说，正负电荷中心没有重合。分子的极性取决于分子内各个键的极性以及它们的排列方式。在大多数情况下，极性分子中含有极性键，非极性分子中含有非极性键。然而，非极性分子也可以全部由极性键构成。只要分子高度对称，各个极性键的正、负电荷中心就都集中在了分子的几何中心上，这样便消去了分子的极性。这样的分子一般是直线形、三角形或四面体形。第32页，讲稿共71张，创作于星期二33 溶解性溶解性 分子的极性对物质溶解性有很大影响。极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，也即“相似相溶”。蔗糖、氨等极性分子和氯化钠等离子化合物易溶于水。具有长碳链的有机物，如油脂、石油的成分多不溶于水，而溶于非极性的有机溶剂。熔沸点熔沸点在分子量相同的情况下，极性分子比非极性分子有更高的沸点。这是因为极性分子之间的取向力比非极性分子之间的色散力大。第33页，讲稿共71张，创作于星期二34（1）正正相萃取相萃取n用极性吸附剂萃取极性物质。在正相萃取时目标化合物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极性官是否能够保留在吸附剂上，取决于目标化合物的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、键、偶极偶极、偶极诱导偶极相互键、偶极偶极、偶极诱导偶极相互作用以及其他的极性极性作用。作用以及其他的极性极性作用。n正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中萃取极性化合正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。物。第34页，讲稿共71张，创作于星期二35（2）反反相萃取相萃取n通常用非极性的或极性较弱的吸附剂萃取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，是范德华力是非极性非极性相互作用，是范德华力或色散力。或色散力。第35页，讲稿共71张，创作于星期二36（3）离子交换离子交换萃取萃取n离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电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。剂之间的相互作用是静电吸引力。第36页，讲稿共71张，创作于星期二371.6吸附剂选择吸附剂选择（1）根据目标化合物性质和样品基体性质。）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，）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。可以得到目标化合物的最佳吸附。（3）例例如如：萃萃取取碳碳氢氢化化合合物物时时，采采用用反反相相固固相相萃萃取取。当当目目标标化化合合物物极极性性适适中中时时，正正反反相相固固相相萃萃取取都都可可使用。使用。第37页，讲稿共71张，创作于星期二吸附剂选择考虑的其它因素吸附剂选择考虑的其它因素（4）目标化合物在极性或非极性溶剂中的溶解度，这）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；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）目标化合物有无可能离子化（通过调节pH值），值），从而决定是否采用离子交换固相萃取；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）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；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）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。否能很好分离。第38页，讲稿共71张，创作于星期二遵循遵循“相似相溶相似相溶”原则，并满足下列求：原则，并满足下列求：1 1）对被测组分溶解度大；）对被测组分溶解度大；2)2)对干扰杂质的溶解度小；对干扰杂质的溶解度小；3 3）能有效释放被测组分；）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；具有良好地解离蛋白或脂肪的能力；5 5）沸点适中（）沸点适中（40408080）、黏度小、毒）、黏度小、毒性低、易纯化、价格低廉、并易于进一步性低、易纯化、价格低廉、并易于进一步净化处理。净化处理。1.8洗脱溶剂的选择洗脱溶剂的选择第39页，讲稿共71张，创作于星期二1.9 1.9 常见常见SPESPE柱类型柱类型n极性柱：极性柱：CNCN、NHNH2 2、PSAPSA、20H 20H、Si-Si-等；等；n非极性柱：非极性柱：C18C18、C8C8、C2C2、CHCH、CNCN、PHPHn阳离子交换柱：阳离子交换柱：SCXSCX，PRSPRS，CBACBAn阴离子交换柱：阴离子交换柱：SAXSAX，PSAPSA，NH NH2 2，DEADEAn 共价型柱：共价型柱：PBAPBAn根据目标化合物性质和样品种类，选用合根据目标化合物性质和样品种类，选用合适的适的SPESPE柱和淋洗剂柱和淋洗剂第40页，讲稿共71张，创作于星期二不同规格的不同规格的SPE柱柱n正相正相(silica gel,almina,florisil,CN,NH2,Diol)n反相反相(C18,C8,C4,Phenyl)n离子交换离子交换(SAX,WAX,SCX,WCX)第41页，讲稿共71张，创作于星期二 排放槽收集瓶SPE 柱SPE柱預柱預处处理理,样样品添加品添加,柱洗柱洗涤涤第42页，讲稿共71张，创作于星期二SPE 柱 排放槽收集瓶馏馏份洗脫份洗脫第43页，讲稿共71张，创作于星期二排放槽收集瓶SPE 柱HPLC 分析在在线线HPLC分析分析第44页，讲稿共71张，创作于星期二451.10 SPE1.10 SPE应用应用n复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集；和富集；例如，生物体液（如血液，尿等）、中药例如，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有害成分的分析、环保水样中有机污染的的分析的样品前处理。分析的样品前处理。第45页，讲稿共71张，创作于星期二自自动动固相萃取固相萃取仪仪控制器主机SPE柱试剂移液針注射泵样品第46页，讲稿共71张，创作于星期二在在线线SPE-HPLC分析分析第47页，讲稿共71张，创作于星期二482凝胶净化法（凝胶净化法（GPC）2.1原理原理根据多孔凝胶对不同大小分子的排助效应进行分根据多孔凝胶对不同大小分子的排助效应进行分离。离。样品在多孔凝胶柱中随着流动相的移动，待分离的样品在多孔凝胶柱中随着流动相的移动，待分离的组分沿凝胶颗粒间的孔隙移动，大分子移动路径较短，组分沿凝胶颗粒间的孔隙移动，大分子移动路径较短，先流出色谱柱，小分子由于扩散进入凝胶颗粒内部，先流出色谱柱，小分子由于扩散进入凝胶颗粒内部，迁移路径长，后流出色谱柱，实现分离。迁移路径长，后流出色谱柱，实现分离。第48页，讲稿共71张，创作于星期二GPC GPC 的原理的原理 利用空间排阻（分子尺寸大小）进行分离利用空间排阻（分子尺寸大小）进行分离 小分子通过树脂“球”中的孔大分子不能从孔中通过 柱填料：Bio Beads S-X3(中性多孔的交联苯乙烯二乙烯基苯聚合物)第49页，讲稿共71张，创作于星期二502.2 2.2 凝胶色谱仪凝胶色谱仪n利用利用凝胶渗透色谱（排阻色谱）的分离原凝胶渗透色谱（排阻色谱）的分离原理制造的商品化仪器。理制造的商品化仪器。n泵泵流动相流动相样品样品凝胶柱凝胶柱组组分分离分分离大分子先流出大分子先流出弃掉弃掉小分子目标化合物后流出小分子目标化合物后流出收集收集第50页，讲稿共71张，创作于星期二GPC GPC 样品净化系统样品净化系统-手动手动手动样品净化系统第51页，讲稿共71张，创作于星期二GPC GPC 样品净化系统样品净化系统-全自动全自动控制系统（可编程控制软件）控制系统（可编程控制软件）自动进样自动进样 /馏分收集系统馏分收集系统柱子柱子 溶剂输送泵溶剂输送泵UVUV检测器检测器进样阀及柱通路阀进样阀及柱通路阀第52页，讲稿共71张，创作于星期二532.3 2.3 影响影响GPCGPC分离效果因素分离效果因素1 1）分子的形状和体积）分子的形状和体积（2 2）芳烃类化合物）芳烃类化合物(包括多环芳烃包括多环芳烃)由于与柱填料聚合由于与柱填料聚合物之间形成物之间形成pi-pipi-pi健，所以洗脱时间较长。健，所以洗脱时间较长。（3 3）不同的溶剂系统对凝胶的溶胀作用不同，所以采）不同的溶剂系统对凝胶的溶胀作用不同，所以采用不同的溶剂系统会得到不同的分离结果。用不同的溶剂系统会得到不同的分离结果。第53页，讲稿共71张，创作于星期二543 3 固相微萃取固相微萃取(Solid Phase MicroextractionSolid Phase Microextraction）n 固相微萃取固相微萃取(SPME)SPME)是九十年代兴起并迅是九十年代兴起并迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术，无需有机溶剂，操作简便。在一个技术，无需有机溶剂，操作简便。在一个简单过程中同时完成了取样、萃取、富集简单过程中同时完成了取样、萃取、富集和进样，是对液体样品中痕量有机污染物和进样，是对液体样品中痕量有机污染物萃取方面的重要贡献。萃取方面的重要贡献。第54页，讲稿共71张，创作于星期二553.1 3.1 固相微萃取原理固相微萃取原理n吸附吸附-在石英纤维萃取头外表面涂渍一层在石英纤维萃取头外表面涂渍一层固定液。遵循相似相溶原理，待测物在一固定液。遵循相似相溶原理，待测物在一定条件下被溶解定条件下被溶解/吸附在固定液中，并在固吸附在固定液中，并在固定液和样品中介质中达到平衡。涂层上吸定液和样品中介质中达到平衡。涂层上吸附的待测物的量与样品中待测物浓度线性附的待测物的量与样品中待测物浓度线性相关。相关。n解吸解吸采用热解吸采用热解吸GCGC测定。测定。第55页，讲稿共71张，创作于星期二563.2 SPME3.2 SPME特点特点（1 1）无需溶剂直接提取水溶液和固体基质中的挥发性）无需溶剂直接提取水溶液和固体基质中的挥发性和半挥发性化合物和半挥发性化合物（2 2）不同吸附纤维满足多种应用需求）不同吸附纤维满足多种应用需求（3 3）配合自动进样器使用，保证实验的精确度和配合自动进样器使用，保证实验的精确度和准确性准确性（4 4）可取代其他样品浓缩技术可取代其他样品浓缩技术（5 5）经济：每个萃取头可以反复使用经济：每个萃取头可以反复使用5050次以上。次以上。（最多达（最多达200200次左右）次左右）第56页，讲稿共71张，创作于星期二573.3 3.3 固相微萃取的分类固相微萃取的分类（1 1）直接固相微萃取（直接固相微萃取（Direct-SPMEDirect-SPME ）：）：将涂有高分子固相液膜的石英纤维直将涂有高分子固相液膜的石英纤维直接插入样品溶液或气样中，对目标分析物接插入样品溶液或气样中，对目标分析物进行萃取。经过一定时间达到分配平衡，进行萃取。经过一定时间达到分配平衡，即可取出进行色谱分析即可取出进行色谱分析第57页，讲稿共71张，创作于星期二583.3 3.3 固相微萃取的分类固相微萃取的分类 （2 2）顶空固相微萃取法（顶空固相微萃取法（HS-SPMEHS-SPME）：）：石英纤维停放在样品溶液上方进行顶空萃石英纤维停放在样品溶液上方进行顶空萃取，不与样品基体接触，避免了基体干扰，取，不与样品基体接触，避免了基体干扰，同时提高了分析速度。同时提高了分析速度。第58页，讲稿共71张，创作于星期二第59页，讲稿共71张，创作于星期二603.4 3.4 固相微萃取的操作步骤固相微萃取的操作步骤（1 1）样品萃取样品萃取n 将将SPMESPME针管穿透样品瓶隔垫，插入瓶中。针管穿透样品瓶隔垫，插入瓶中。n 推手柄杆使纤维头伸出针管，纤维头可以浸推手柄杆使纤维头伸出针管，纤维头可以浸 n 入水溶液中（直接萃取）或置于样品上部空间入水溶液中（直接萃取）或置于样品上部空间（顶空方式），萃取时间大约（顶空方式），萃取时间大约2-302-30分钟。分钟。n 缩回纤维头，然后将针管退出样品瓶。缩回纤维头，然后将针管退出样品瓶。第60页，讲稿共71张，创作于星期二613.4 3.4 固相微萃取的操作步骤固相微萃取的操作步骤（2 2）GC GC 分析分析 将将SPMESPME针管插入针管插入GC GC 仪进样口。仪进样口。推手柄杆，伸出纤维头，热脱附样品进推手柄杆，伸出纤维头，热脱附样品进GC GC 色谱柱。色谱柱。缩回纤维头，移去针管，完成全过程。缩回纤维头，移去针管，完成全过程。第61页，讲稿共71张，创作于星期二623.5 SPME3.5 SPME技术关键技术关键n固相微萃取关键在于选择石英纤维上的涂固相微萃取关键在于选择石英纤维上的涂层（吸附剂）。要使目标化合物能吸附在层（吸附剂）。要使目标化合物能吸附在涂层上，而干扰化合物和溶剂不吸附。涂层上，而干扰化合物和溶剂不吸附。n一般原则是：目标化合物是非极性时选择一般原则是：目标化合物是非极性时选择非极性涂层；目标化合物是极性时选择极非极性涂层；目标化合物是极性时选择极性涂层。性涂层。第62页，讲稿共71张，创作于星期二63n其它影响因素：其它影响因素：（1 1）液膜厚度及其性质的影响：石英纤维表）液膜厚度及其性质的影响：石英纤维表面的固相液膜厚度对于分析物的固相吸附面的固相液膜厚度对于分析物的固相吸附量和平衡时间都有影响。液膜越厚，固相量和平衡时间都有影响。液膜越厚，固相吸附量越大，有利于提高方法灵敏度。吸附量越大，有利于提高方法灵敏度。第63页，讲稿共71张，创作于星期二64 （2 2）搅拌效率的影响：搅拌效率的影响：HS-SPMEHS-SPME方法方法中分析物由液相向气相扩散仍是最慢的中分析物由液相向气相扩散仍是最慢的一步。通过搅拌，加快分析物由液相向一步。通过搅拌，加快分析物由液相向气相扩散的速度，使顶空区分析物浓度气相扩散的速度，使顶空区分析物浓度增大，快速达到平衡。可提高分析的灵增大，快速达到平衡。可提高分析的灵敏度。敏度。第64页，讲稿共71张，创作于星期二65 （3 3）温度的影响：）温度的影响：温度升高，温度升高，扩散速度扩散速度随之增大，同时升温加强了对流过程，因随之增大，同时升温加强了对流过程，因此升温有利于缩短平衡时间，加快分析速此升温有利于缩短平衡时间，加快分析速度。在使用度。在使用SPMESPME方法时应寻找最佳工作温方法时应寻找最佳工作温度。度。第65页，讲稿共71张，创作于星期二66（4 4）盐的作用：在气相和液相间的分配系数盐的作用：在气相和液相间的分配系数 K K 受基受基体性质的影响，当基体变化时，分配系数也会改变。体性质的影响，当基体变化时，分配系数也会改变。在水溶液样品中加入盐（在水溶液样品中加入盐（NaClNaCl、NaNa2 2SOSO4 4等）后，水等）后，水溶液的离子强度增大，溶液的离子强度增大，K K增大，使分析物在水相中增大，使分析物在水相中溶解度减小，在气相中浓度增大。溶解度减小，在气相中浓度增大。（5 5）溶液溶液pHpH值的影响值的影响 控制溶液控制溶液pHpH值能够改变溶液值能够改变溶液的离子强度，也能改变有机物在水中的溶解度。的离子强度，也能改变有机物在水中的溶解度。第66页，讲稿共71张，创作于星期二673.6 SPME3.6 SPME应用应用nSPMESPME在食品与生物样品上应用日趋增加。在食品与生物样品上应用日趋增加。n如：人乳中如：人乳中PCB PCB 及及DDTDDT测定。测定。0.50.5mlml样品中加入样品中加入0.50.5mlml高高氯酸（氯酸（1 1M M）和和0.150.15g g硫酸钠。顶空瓶密封后振荡混匀，硫酸钠。顶空瓶密封后振荡混匀，置加热块上加热，搅拌。置加热块上加热，搅拌。SPMESPME纤维（涂渍纤维（涂渍8585um um polyacrylatepolyacrylate）在顶空瓶里的气相中静置在顶空瓶里的气相中静置4040minmin。萃。萃取完成后吸附纤维插入取完成后吸附纤维插入GCGC进样口（进样口（280280）1010分钟使分钟使目标物从纤维上热解吸，色谱分析目标物从纤维上热解吸，色谱分析(GC-ECDGC-ECD或或 GC-GC-MS)MS)。第67页，讲稿共71张，创作于星期二自动自动SPME装置装置IncubatorforheatingandmixingMovingsyringeholderSampletray第68页，讲稿共71张，创作于星期二69四四 样品浓缩方法样品浓缩方法1 1 旋转蒸发仪旋转蒸发仪2 2 氮吹仪氮吹仪3 3真空浓缩仪真空浓缩仪4 4离心真空浓缩仪离心真空浓缩仪第69页，讲稿共71张，创作于星期二70样品前处理技术发展方向样品前处理技术发展方向（1）快速）快速（2）有效）有效（3）简单）简单（4）节约成本）节约成本（5）良好的健康保护和环境保护）良好的健康保护和环境保护（6）选择性和重现性好）选择性和重现性好（7）最大的回收率）最大的回收率（8）自动化）自动化（9）易于推广）易于推广第70页，讲稿共71张，创作于星期二2023/4/3感谢大家观看第71页，讲稿共71张，创作于星期二