第三章_農(nóng)藥殘留分析樣品制備11

1、 概述概述1.樣品制備（樣品制備（sample preparation）是將檢測樣品處理成適合測定的檢測溶液的過是將檢測樣品處理成適合測定的檢測溶液的過程，是農(nóng)藥殘留分析方法的重要部分程，是農(nóng)藥殘留分析方法的重要部分一般包括步驟：一般包括步驟： （1）提取殘留農(nóng)藥）提取殘留農(nóng)藥 （2）濃縮提取液）濃縮提取液 （3）提取液中干擾性雜質(zhì)的分離凈化）提取液中干擾性雜質(zhì)的分離凈化 2.樣品制備的目的使樣品經(jīng)處理后更適合農(nóng)藥殘留分析儀器測定的要求，以提高分析的速度、效率、準(zhǔn)確度、靈敏度和精密度 。 樣品制備的原理樣品制備的原理 樣品制備的原理主要是利用殘留農(nóng)藥與樣品基質(zhì)的物理化學(xué)特性差異，使其從對檢測系

2、統(tǒng)有干擾作用的樣品基質(zhì)中提取分離出來?；衔锏臉O性和揮發(fā)性是指導(dǎo)樣品制備最有用的理化特性。極性主要與化合物的溶解性及兩相分配有關(guān)，如在進(jìn)行液液提取、固液提取、液固提取等操作時就是利用農(nóng)藥的極性這一理化特性。揮發(fā)性則主要與化合物的氣相分布有關(guān)，如在進(jìn)行吹掃捕集提取、頂空提取等操作時就是利用農(nóng)藥的揮發(fā)特性。 分配定律 分配定律是一個與極性及溶解性相關(guān)的概念，它是指在一對互不相溶的二相溶劑系統(tǒng)中，由于物質(zhì)在非極性相和極性相中的溶解度不同，當(dāng)達(dá)到平衡時，物質(zhì)在該二相中的濃度比在一定條件下為一常數(shù)的定律 KD= A非極性相/A極性相 KD稱為分配系數(shù)，與溶質(zhì)及溶劑的性質(zhì)及平衡時的溫度等條件有關(guān)，而與相體

3、積無關(guān)。 KD值越大，存在于非極性溶劑中的農(nóng)藥越多，越有利于用非極性溶劑向極性溶劑中提取農(nóng)藥，而KD值越小，則存在于極性溶劑中農(nóng)藥越多，越有利于用極性溶劑向非極性溶劑中提取農(nóng)藥。 在農(nóng)藥殘留分析樣品制備中，我們常應(yīng)用分配定律進(jìn)行農(nóng)藥的提取和分離凈化。 萃取 萃取(extraction)是指通過溶解、吸著或揮發(fā)等方式將樣品中的殘留農(nóng)藥分離出來的操作步驟，也常稱為提取提取。 由于殘留農(nóng)藥含量甚微（痕量），提取效率的高低直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。 萃取方案的選定主要是根據(jù)殘留農(nóng)藥的理化特性來定，但也需要考慮試樣類型、樣品的組分（如脂肪、水分含量）、農(nóng)藥在樣品中存在的形式以及最終的測定方法等因素。 1

4、 溶劑提取法溶劑提取法 溶劑提取法是根據(jù)殘留農(nóng)藥與樣品組分在不同溶劑中的溶解性差異，選用對殘留農(nóng)藥溶解度大的溶劑，通過振蕩、搗碎、或回流等適當(dāng)方式將分析物從樣品基質(zhì)中提取出來的一種方法。 是最常用、最經(jīng)典的有機(jī)物提取方法，具有操作簡單，不需要特殊的或昂貴的儀器設(shè)備，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 溶劑提取法包括液液提取和固液提取二種主要方式。1. 液液提取 液液提取(LLE, liquid-liquid extraction)是指根據(jù)分配定律，用與液體樣品（一般是水）不混溶的溶劑與樣品液體接觸、分配、平衡，使溶于樣品液體相的化合物轉(zhuǎn)入提取溶劑相的過程。根據(jù)下式，當(dāng)二相的體積相等時（v1=v2），如果溶質(zhì)(

5、m)存在于非極性相中的份數(shù)為p，存在于極性相中的份數(shù)為q，則KD=A非極性相=mp/ v1=pA極性相mq/ v2q 由于p值與KD值的變化趨勢一致，有相同的特性，但比KD值更直觀地表明了分配平衡后農(nóng)藥存在于非極性溶劑中的比例。 例如當(dāng)p0.1時，即表示經(jīng)一次等體積液液分配將會有10的農(nóng)藥存在于非極性溶劑中，而90的農(nóng)藥存在于極性溶劑中。 在農(nóng)藥殘留量分析中，p值主要用于溶劑對的選擇以決定分配提取的次數(shù)。 液液提取效率的高低取決于化合物與提取溶劑的親和性（分配系數(shù)或p值）、二相的體積比和提取次數(shù)三個因素。 液液提取通常用分液漏斗進(jìn)行。操作時注意事項(xiàng)：1.分液漏斗體積；2.分液漏斗活塞的密封性；

6、3.加入的提取劑的量；4.振搖（搖晃激烈振搖）。 液液萃取操作步驟溶劑體積為樣品溶液的溶劑體積為樣品溶液的10103030。搖晃幾次搖晃幾次Gas放氣放氣打開活塞打開活塞重復(fù)幾次 激烈振搖激烈振搖3 5min靜置分層靜置分層 重復(fù)數(shù)次 液液提取要求有較大的分配系數(shù)。 通過調(diào)節(jié)溶液的pH值阻止酸性或堿性農(nóng)藥離子化，或通過加鹽降低農(nóng)藥的水溶性，這樣可以提高分配系數(shù)。 2. 固液提取 固液提取(SLE, solid-liquid extraction)是指通過溶解、擴(kuò)散作用使固相物質(zhì)中的化合物進(jìn)入溶劑（包括水）中的過程。它主要用于固體樣品（如土壤、動植物樣品）殘留農(nóng)藥的提取。 固液提取過程中，不同樣

7、品類型對溶劑的選擇有很大影響。 對含水量大的樣品，應(yīng)采用與水混溶的溶劑或混合溶劑提取； 對含脂肪多的樣品則用非極性或極性弱的溶劑提??； 對土壤樣品則用含水溶劑或混合溶劑提取。 目前較多的農(nóng)藥殘留分析方法中對動植物組織、食品等固體樣品采用與水混溶的溶劑（如丙酮、乙腈）提取，這樣可以減少油脂、蠟質(zhì)等非極性雜質(zhì)的含量，同時有些樣品提取后經(jīng)加水稀釋可以方便地用固相提取技術(shù)進(jìn)行凈化和濃縮。 固液提取常用方法：. 索氏提取法： 用適當(dāng)?shù)奶崛∪軇┰谒魇咸崛∑鳎⊿oxhlet extractor） 中連續(xù)回流提取8個小時左右，獲得提取液。這一方法提取徹底，適用于勻漿法等難于提取樣品中殘留農(nóng)藥的提取，或是作為其

8、它提取方法提取效率的參照標(biāo)準(zhǔn)。 索氏提取法是許多殘留農(nóng)藥提取的推薦方法，在農(nóng)藥殘留分析實(shí)驗(yàn)室內(nèi)普遍使用。 索氏提取器（下圖）是 1879年由德國化學(xué)家Franz van Soxhlet設(shè)計(jì)出，其主要特點(diǎn)是樣品與提取液分離，利用虹吸管通過回流溶劑浸漬提取，不會有溶質(zhì)飽和問題，可達(dá)到完全提取的目的。但一般需時較長，要提取8 h左右或以上。 使用時將樣品盛裝在濾紙筒中放入回流提取管內(nèi)，上部接上冷凝管，下接圓底燒瓶。溶劑裝在底部圓底燒瓶中，置水浴上加熱。至溶劑沸點(diǎn)后，溶劑蒸汽從回流提取管的側(cè)管進(jìn)入冷凝管，冷凝后滴流在樣品上將殘留農(nóng)藥提取出來。待回流溶劑達(dá)到虹吸管高度后，由于虹吸作用流入底部燒瓶。如此重

9、復(fù)多次，直至殘留農(nóng)藥被完全提取出來。這一方法不適宜于對熱不穩(wěn)定農(nóng)藥的提取。 全自動索氏提取器（型號：B-111） 自動取樣器+溶劑自動分流器 采用150高溫加熱（可用水進(jìn)行抽提），測定一批樣品的工作時間在2h，測定時間短，是為快速測定儀。測定分為抽提、淋洗及溶劑回收和烘干四個步驟在同一臺儀器中進(jìn)行。 B-811有四種抽提方法： A、標(biāo)準(zhǔn)索氏抽提法； B、索氏加熱抽提法（快速法） 標(biāo)準(zhǔn)索氏抽提法只有下面的樣品收集燒杯可以加熱，索氏加熱抽提法不僅可以加熱樣品收集燒杯，而且還可以加熱索氏抽提器內(nèi)浸提的樣品； C、加熱抽提法（熱浸法） 索氏加熱抽提法的加熱抽提器內(nèi)浸提樣品時 溶劑的液面高度是可以控制的

10、，在抽提過程中溶劑不斷被冷凝下來流入索氏抽提器內(nèi)。液面達(dá)到一定高度時，電磁閥打開使一定量的溶劑和浸出物流入接收杯中，閥門關(guān)閉溶劑繼續(xù)冷凝下來流入索氏抽提器，這樣總是保持抽提器內(nèi)溶劑的量是恒定的，直到完成抽提； D、連續(xù)抽提法； 一般索氏抽提法收集的樣品需要放入烘箱內(nèi)烘干，而B-811在溶劑回收時向索氏抽提器內(nèi)充入惰性氣體，使加熱回收溶劑和烘干樣品同時進(jìn)行。這樣既可以使溶劑徹底回收，而且又使樣品不會氧化損失。抽提結(jié)束即可稱重，不必放入烘箱烘干半小時。 這樣使索氏抽提法（國際法）與其他三種方法在同一臺儀器中進(jìn)行對比校正。 索氏抽提法適用樣品： 谷物及其制品、干果、脫水蔬菜、茶葉、煙草土壤等 . 振

11、蕩浸提法：將樣品粉碎后置于具塞三角瓶中，加入一定量的提取溶劑，用振蕩器振蕩提取13次，每次時間多在0.51h，有時也需要更長時間。過濾出溶劑后，再用溶劑洗滌濾渣一次或數(shù)次，合并提取液后進(jìn)行濃縮凈化。這一方法對于蔬菜、水果、谷物等樣品都可以使用。 . 組織搗碎法：這也是一種常用的方法，效果較好。特別是對于一些新鮮動植物組織中農(nóng)藥的提取較方便，一般操作是將樣品先進(jìn)行適當(dāng)?shù)那兴?，再放入組織搗碎機(jī)中，加入適當(dāng)?shù)奶崛∪軇?，快速搗碎35 min，過濾，殘?jiān)僦貜?fù)提取一次即可。 . 消化提取法：用消化液把試樣消煮分解后，再用溶劑提取的一種方法。適用于動物樣品量少而又不易搗碎的器官（皮、鰓、腸等）。 （5）超

12、聲波提?。┏暡ㄌ崛?超聲波提取時將樣品和溶劑放于密閉的容器中，置于具有一定能量的超聲波水浴中，數(shù)秒后拿出，再放入、拿出。如此反復(fù)幾次就可達(dá)到定量提取的目的。每次超聲時間不能太長，避免溶劑過熱沸騰，影響回收率。超聲波提取法操作簡單，一次可以同時提取多個樣品。其提取時間短、速度快、提取效率高。超聲波提取法主要應(yīng)用在土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的提取。 3.3.2 固相提取法固相提取法 固相提取法（SPE, solid phase extraction），又叫液固提取法(liquid-solid extraction)，是指液體樣品中的分析物通過吸著作用（吸附和吸收）被保留在吸著劑(sorbent)上，然后用

13、一定的溶劑洗脫的過程。 慢慢中等中等快快淋洗液淋洗液 固相提取技術(shù)最早由Breiter等(1976)提出，用于人體體液中的藥物提取，稱為“柱提取”，后用于水中農(nóng)藥的提取和凈化，并稱為“固相提取”。 固相提取技術(shù)是取代“液液提取”的新技術(shù)，具有提取、濃縮、凈化同步進(jìn)行的作用，目前主要用于水樣中分析物的提取，但也開始越來越多地應(yīng)用于食品中農(nóng)藥殘留分析的樣品制備。 這一技術(shù)有重復(fù)性好、省溶劑、快速、適用性廣、可自動化和用于現(xiàn)場等優(yōu)點(diǎn)。在農(nóng)藥殘留分析中，尤其是對較強(qiáng)極性農(nóng)藥（如氨基甲酸酯類農(nóng)藥）的提取能發(fā)揮很好的作用。 固相提取的原理可以看作是一個簡單的液相色譜過程，吸附劑為固定相，樣品中的溶劑（水）

14、或洗脫時的溶劑為流動相。它是利用吸附劑對農(nóng)藥和干擾性雜質(zhì)吸著能力的差異所產(chǎn)生的選擇性保留，對樣品進(jìn)行提取和凈化。 這種保留可通過改變吸附劑的類型、調(diào)整樣品和洗脫溶劑的類型、pH值、離子強(qiáng)度和體積等來滿足不同分析的需要。 商業(yè)化固相提取的吸附劑類型 吸附劑類型分子作用應(yīng)用十八碳烷基（C18） 疏水反相萃取，非極性到中極性，有機(jī)磷，有機(jī)氯殺蟲劑等辛烷基（C8）疏水反相萃取，非極性到中極性，有機(jī)磷，有機(jī)氯殺蟲劑等環(huán)已烷基 (CH)疏水反相萃取，非極性到中極性，有機(jī)磷，有機(jī)氯殺蟲劑等中性氧化鋁氫鍵極性，維生素、抗菌素、激素等 陰離子交換 陽離子交換反相固相萃取正相固相萃取離子交換固相萃取 流動相：極性

15、（水溶液）或中等極性固定相：非極性。分離對象：中等到非極性物質(zhì)。 原理 分析物中的CH鍵 + 硅膠表面官能團(tuán)吸附極性溶液中的有機(jī)分析物保留在SPE。 用非極性溶劑解吸吸附在固定相中的目標(biāo)物質(zhì)。 流動相：非極性、中等極性固定相：極性。分析物質(zhì)：極性、中等極性、非極性 原理 保留取決于分析物的極性官能團(tuán)與吸附劑表面的極性官能團(tuán)之間的相互作用。 用比樣品本身更極性的溶劑洗脫吸附的分析物質(zhì)。 適用于帶有電荷的化合物（水溶液、有機(jī)溶液）。原理：靜電吸引，化合物上的帶電荷基團(tuán)與鍵合硅膠上的帶電荷基團(tuán)之間的吸引。分為：陰離子交換和陽離子交換。 正相吸附劑（如硅膠、弗羅里硅土、中性氧化鋁等）屬極性保留，溶劑極

16、性越強(qiáng)，洗脫能力越強(qiáng)；反相吸附劑（如C18、C8、C2、CH、PH等）屬非極性保留，溶劑極性越強(qiáng)，洗脫能力越弱。 由于農(nóng)藥殘留分析中的固相提取主要是水樣，要使其中的農(nóng)藥被保留而提取出來，就要使水的洗脫能力最弱，所以要使用反相吸附劑進(jìn)行提取。 最常用的反相吸附劑是C18（十八碳烷基鍵合硅膠），其粒子大小一般為40 m、孔徑610nm，適于在pH為28范圍下中等極性(Kow=1001000)殘留農(nóng)藥的提取。 正相吸附劑主要用于提取后樣品的凈化處理 2.固相萃取裝置 SPE裝置由SPE小柱和輔件構(gòu)成。SPE小柱由三部分組成，柱管、燒結(jié)墊和填料。SPE輔件一般有真空系統(tǒng)、真空泵、吹干裝置、惰性氣源、大

17、容量采樣器和緩沖瓶。 固相萃取盤 3.吸附容量和穿透體積 吸附容量(adsorption capacity)是指單位重量吸附劑所能吸附有機(jī)化合物的總質(zhì)量。 吸附容量越大，能吸附殘留農(nóng)藥的量就越大?，F(xiàn)在使用的固相吸附劑大都有500 g/g以上的吸附容量，有的高達(dá)1560 mg/g。 穿透體積(breakthrough volume)是指在固相提取時化合物隨樣品溶液的加入而不被自行洗脫下來所能流過的最大液樣體積，也可以理解為樣品溶液的溶劑對樣品中殘留農(nóng)藥的保留體積。 它是確定上樣體積和衡量濃縮能力的一個重要參數(shù)。 例：估計(jì)某水樣甲胺磷的含量在0.05 g/mL以下，儀器的檢測限為25 ng，甲胺磷

18、水溶液對360 mg C18柱的穿透體積為1.2 mL，這樣可以知道，在上樣時其體積就只能在1.2 mL以下，超過這個量就會有甲胺磷流失，而要達(dá)到檢測限，水樣的體積只需要0.5 mL，所以該柱可以用來提取。 穿透體積的確定 穿透體積可通過測定穿透曲線的方法來確定。 先配制標(biāo)準(zhǔn)液，其濃度必須是痕量，以在達(dá)到穿透體積之前上樣量不會超過吸附容量；測定該溶液的紫外吸收強(qiáng)度(UV absorbance, A0)；用該溶液過柱，按一定體積間隔連續(xù)測定濾過液的紫外吸收強(qiáng)度(A)；最后，以濾過液體積為橫坐標(biāo)，以紫外吸收強(qiáng)度比（A/A0）為縱坐標(biāo)作圖。 當(dāng)強(qiáng)度比為0.01時，濾過液的體積稱為初始穿透體積；當(dāng)UV

19、強(qiáng)度比為0.99時，濾過液體積稱為最大穿透體積。Subra等（1988）用100 g/L的標(biāo)準(zhǔn)液測定了西瑪津、阿特拉津和利谷隆三種農(nóng)藥在C18柱上的穿透曲線。從圖中可以看出，穿透曲線是一條“S”曲線，不同的化合物其曲線不同：穿透體積越大，曲線跨度越大。 4.固相萃取的四個步驟 1）. 柱子預(yù)處理conditioning（固定相活化） 活化的目的是創(chuàng)造一個與樣品溶劑相容的環(huán)境并去除柱內(nèi)所有雜質(zhì)。通常需要兩種溶劑來完成上述任務(wù)，第一個溶劑（初溶劑）用于凈化固定相，另一個溶劑（終溶劑）用于建立一個合適的固定相環(huán)境使樣品分析物得到適當(dāng)?shù)谋Ａ?。每一活化溶劑用量約為12ml/100mg固定相。 2）. 上

20、（加）樣load sample(Apply sample)樣品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加壓或離心的方法使樣品進(jìn)入吸附劑并迫使樣品溶劑通過固定相的過程。 為了保留分析物，溶解樣品的溶劑必須較弱。如果溶劑太強(qiáng)，分析物將不被保留，結(jié)果回收率將會很低，這一現(xiàn)象叫穿漏（透）（breakthrough）。盡可能使用最弱的樣品溶劑，可以使溶質(zhì)得到最強(qiáng)的保留或者說最窄的譜帶。只要不出現(xiàn)穿透，允許采用大體積的上樣量（0.5-1L）。 有時候固體樣品必須用一個很強(qiáng)的溶劑進(jìn)行萃取，這樣的萃取液是不能直接上樣的。所以萃取液要用一個弱溶劑稀釋以得到一個合適的溶劑總強(qiáng)度進(jìn)行上樣。例如一個土壤樣品，采用5

21、0甲醇萃取，得到2ml萃取液，用8ml水稀釋，得到10的甲醇溶液，這樣就可以直接上反相固相萃取柱而不存在穿透問題。 3）.洗滌（去除雜質(zhì)）Interference elution 在樣品進(jìn)入吸附劑，目標(biāo)化合物被吸附后，可先用較弱的溶劑將弱保留干擾化合物洗掉。淋洗溶劑的洗脫強(qiáng)度是略強(qiáng)于或等于上樣溶劑。淋洗溶劑必須盡量地強(qiáng)以洗調(diào)盡量多的干擾組分，但不能強(qiáng)到可以洗脫任何一個分析物的程度。溶劑體積可為0.50.8ml/100mg 固定相。 淋洗時不宜使用太強(qiáng)溶劑，太強(qiáng)溶劑會將強(qiáng)保留雜質(zhì)洗下來。使用太弱溶劑，會使淋洗體積加大?？筛臑閺?qiáng)、弱溶劑混用；但混用或前后使用的溶劑必須互溶。 4）. 洗脫（Anal

22、yte Elution）淋洗過后，將分析物從固定相上洗脫，洗脫溶劑用量一般為0.50.8ml/100mg固定相。而溶劑必須進(jìn)行認(rèn)真選擇，溶劑太強(qiáng)，一些更強(qiáng)保留的不必要組分將被洗出來；溶劑太弱就需要更多的洗脫液來洗出 活化吸附劑活化吸附劑進(jìn)進(jìn) 樣樣洗洗 滌滌洗洗 脫脫 分離機(jī)制分離機(jī)制典型的弱溶劑典型的弱溶劑（保留條件）（保留條件）典型的強(qiáng)溶劑典型的強(qiáng)溶劑（洗脫條件）（洗脫條件）反相SPE緩沖液或低濃度的甲醇或乙腈乙腈、甲醇或溶劑與水的混合物正相SPE正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等陽離子交換SPE低離子強(qiáng)度緩沖液(0.1mol/L)高離子強(qiáng)度緩沖液（0.1mol/L)陰性離子交換SPE低離子強(qiáng)度

23、緩沖液（0.1mol/L) 5.影響固相萃取的因素 1）柱填料 種類：吸附型、化學(xué)鍵合型和離子交換型 高吸附能力； 粒度盡量小，均勻； SPE中常用的吸附劑有正相和反相吸附劑。正相的主要包括硅膠、氧化鋁、弗羅里硅土吸附劑以及極性有機(jī)基團(tuán)(如氰基、氨基、二醇基等)修飾鍵合的硅膠。這類吸附劑主要用來吸附非極性溶劑中的極性到中等極性的組分。其中硅膠、中性氧化鋁、弗羅里硅土吸附劑經(jīng)常用在食品中農(nóng)藥和各種有害殘留的分析中，用于提取液的凈化。 弗羅里硅土柱可以很好的吸附一些脂類化合物，目前己被用在植物以及動物組織中的農(nóng)藥殘留、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等的分析上。在許多情況下，中性氧化鋁可以代替弗羅里硅土使用，尤

24、其在高脂類化合物的凈化中。在凈化含共萃雜質(zhì)多的提取液時，中性氧化鋁往往比弗羅里硅土更有效。 硅膠的凈化效果沒有中性氧化鋁好，在農(nóng)藥殘留分析中，很難有效地對植物基體提取液進(jìn)行凈化。 反相吸附劑主要包括非極性的硅膠鍵合C18、C8、C2、苯基類吸附劑。它主要用來吸附極性溶劑中的非極性到中等極性組分。 2）保留體積與流速3）吸附容量4)洗脫溶劑 6.殘留農(nóng)藥的固相提取 固相提取的兩種方式： 是持留農(nóng)藥在柱子中，然后用溶劑洗脫進(jìn)行分析。 可以是持留樣品中的雜質(zhì)，讓農(nóng)藥通過，然后收集用于分析。 水樣殘留農(nóng)藥一般用前一種方式提取，而食品、動植物樣品殘留農(nóng)藥一般用第二種方式。 特別是對于含水量高的果蔬樣品，

25、用水混溶性溶劑提取后，提取液中水的量比較大，將提取液通過一個反相提取柱（如C18、C8或PH）就可把油脂、蠟質(zhì)等非極性雜質(zhì)持留在柱中而被去除（非極性提?。?在農(nóng)藥殘留分析樣品的提取凈化上，一般都是先用反相柱處理，因此所用的洗脫劑就是水混溶的溶劑或單獨(dú)用水，使親脂的雜質(zhì)吸附在柱上，而農(nóng)藥流過柱子。如果是分析液態(tài)食品，如啤酒等，就可直接上柱，然后依次用不同比例的甲醇/水洗脫、最后用乙酸乙酯或二氯甲烷洗脫。 固相提取洗脫溶劑的選擇主要根據(jù)農(nóng)藥的親脂性和柱的保留機(jī)制而定。一系列不同極性的溶劑可用于固相提取洗脫。非極性農(nóng)藥可用甲醇、乙腈、乙酸乙酯、氯仿和正已烷；而極性農(nóng)藥可用甲醇、異丙醇及丙酮。 能夠

26、與水形成氫鍵或能通過調(diào)節(jié)pH值使其離子化的農(nóng)藥，都可用一定比例的水-有機(jī)溶劑洗脫。 7. SPE技術(shù)的缺點(diǎn)SPE技術(shù)在樣品前處理中具有突出的優(yōu)點(diǎn)，SPE仍然存在某些不足：是在處理復(fù)雜基體樣品時可能會引起回收率的顯著降低;是污染嚴(yán)重的復(fù)雜樣品尤其是含有膠體或固體小顆粒的樣品會不同程度地堵塞吸附劑的微孔結(jié)構(gòu)，引起柱容量和穿透體積的降低、萃取效率和回收率的嚴(yán)重惡化; 是吸附劑的選擇性有時還不夠強(qiáng)，對提取液凈化不完全等 固相微提取固相微提取(SPME，solid phase micro-extraction) 固相微提?。⊿PME）是在固相提取基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,1989年由加拿大Waterloo大學(xué)的

27、Pawliszyn等人首次提出。 屬于非溶劑型選擇性萃取法。已由美國的Supelco公司在1993年實(shí)現(xiàn)商品化 SPME法是新型的、環(huán)境友好的樣品前處理技術(shù)，無需有機(jī)溶劑，操作也很簡便。該技術(shù)使用的是一支攜帶方便的萃取器，適于室內(nèi)使用和野外的現(xiàn)場取樣分析，也易于進(jìn)行自動操作。 對樣品數(shù)量多、操作周期短的常規(guī)分析極為重要，不僅省時省力，而且對提高方法的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性有重要意義。 1.SPME基本原理 固相微萃取裝置由在微量進(jìn)樣器中插入一段涂有萃取相的石英纖維構(gòu)成，當(dāng)萃取達(dá)到平衡時，進(jìn)入萃取相的分析物的量為：N=KfsV1CoV2/（KfsV1+V2） 其中， Co為萃取前分析物在樣品中的濃度；

28、Kfs為分析物在萃取相和試樣間的分配系數(shù)； V1 為萃取相的體積； V2為樣品的體積； 通過殘留農(nóng)藥在樣品與固相涂層之間的平衡來達(dá)到分離目的。將涂漬有吸著劑的石英纖維浸入樣品中，樣品中的殘留農(nóng)藥通過擴(kuò)散原理被吸附在吸著劑上，當(dāng)吸著作用達(dá)到平衡后將石英纖維取出，通過加熱或溶劑洗脫使農(nóng)藥解吸，然后用GC或HPLC進(jìn)行分析測定。農(nóng)藥吸著量與樣品中殘留農(nóng)藥的原始濃度成正比關(guān)系，因此可以進(jìn)行定量分析。 方法：玻璃纖維浸入樣品中殘留農(nóng)藥擴(kuò)散吸附平衡取出玻璃纖維洗脫分析。 關(guān)鍵：關(guān)鍵：石英纖維上涂吸附劑石英纖維上涂吸附劑原則：原則：目標(biāo)化合物是非極性時選擇非極目標(biāo)化合物是非極性時選擇非極性涂層；目標(biāo)化合物是

29、極性時選擇極性涂層；目標(biāo)化合物是極性時選擇極性涂層。性涂層。 2. SPME特點(diǎn)簡單 快速 集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體 簡單：操作方便，只需按動手柄。 快速：可以節(jié)省樣品預(yù)處理的70%時間。 經(jīng)濟(jì)：無需溶劑及注射器，每個萃取頭可以反復(fù)使用50次以上。（最多達(dá)200次左右） 無毒害：由于無需溶劑，使操作人員的工作環(huán)境得到改善，同時使實(shí)驗(yàn)室排出的毒液減低到最小量，為我們生活的環(huán)境作出貢獻(xiàn)。 適用性強(qiáng)：可以隨身攜帶，現(xiàn)場采樣，并可在任何型號的GC和HPLC儀器上直接進(jìn)樣。 項(xiàng)目項(xiàng)目液液-液萃取液萃取固相萃取固相萃取固相微萃取固相微萃取萃取時間萃取時間601802060520樣品體積樣品體積501

30、001050110溶劑用量溶劑用量50100031000檢測限檢測限ng / L ng / Lng / L應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍難揮發(fā)難揮發(fā)難揮發(fā)難揮發(fā)揮發(fā)和難揮發(fā)揮發(fā)和難揮發(fā)費(fèi)用費(fèi)用高高高高低低 3.SPME萃取模式 1）直接萃?。―-SPME） 直接萃取方法中，涂有萃取固定相的石英纖維被直接插入到樣品基質(zhì)中，目標(biāo)組分直接從樣品基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。在實(shí)驗(yàn)室操作過程中，常用攪拌方法來加速分析組分從樣品基質(zhì)中擴(kuò)散到萃取固定相的邊緣。對于氣體樣品而言，氣體的自然對流已經(jīng)足以加速分析組分在兩相之間的平衡。但是對于水樣品來說，組分在水中的擴(kuò)散速度要比氣體中低3-4個數(shù)量級，因此須要有效的混勻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)

31、樣品中組分的快速擴(kuò)散。 比較常用的混勻技術(shù)有：加快樣品流速、晃動萃取纖維頭或樣品容器、轉(zhuǎn)子攪拌及超聲。這些混勻技術(shù)一方面加速組分在大體積樣品基質(zhì)中的擴(kuò)散速度，另一方面減小了萃取固定相外壁形成的一層保護(hù)液膜。 2）頂空萃取(HS-SPME) 在頂空萃取模式中，萃取過程可以分為兩個步驟： 、被分析組分從液相中先擴(kuò)散穿透到氣相中； 、被分析組分從氣相轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。 這種改型可以避免萃取固定相受到某些樣品基質(zhì) （比如人體分泌物或尿液）中高分子物質(zhì)和不揮發(fā)性物質(zhì)的污染。 在該萃取過程中，步驟2的萃取速度總體上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于步驟的擴(kuò)散速度，所以步驟成為萃取的控制步驟。因此揮發(fā)性組分比半揮發(fā)性組分有著快得多

32、的萃取速度。實(shí)際上對于揮發(fā)性組分而言，在相同的樣品混勻條件下，頂空萃取的平衡時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直接萃取平衡時間 直接萃取時，樣品體積為15ml.頂空萃取時，樣品體積20ml 4.固相微萃取裝置 固相微萃取裝置外型如一只微量進(jìn)樣器，由手柄（holder）和萃取頭或纖維頭（fiber）兩部分構(gòu)成，萃取頭是一根1長，涂有不同吸附劑的熔融纖維，接在不銹鋼絲上，外套細(xì)不銹鋼管（保護(hù)石英纖維不被折斷），纖維頭在鋼管內(nèi)可伸縮或進(jìn)出，細(xì)不銹鋼管可穿透橡膠或塑料墊片進(jìn)行取樣或進(jìn)樣。手柄用于安裝或固定萃取頭 陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)系 固相微萃取SPME纖維頭 SPME平臺 5.SPME操作步驟 樣品萃取樣品萃取

33、 1. 將將SPME針管穿透樣品瓶隔墊，插入瓶中。針管穿透樣品瓶隔墊，插入瓶中。2. 推手柄桿使纖維頭伸出針管，纖維頭可以推手柄桿使纖維頭伸出針管，纖維頭可以浸入水溶液中（浸入方式）或置于樣品上浸入水溶液中（浸入方式）或置于樣品上部空間（頂空方式），萃取時間大約部空間（頂空方式），萃取時間大約2-30分鐘。分鐘。3. 縮回纖維頭，然后將針管退出樣品瓶縮回纖維頭，然后將針管退出樣品瓶 針管。針管。 GC分析分析 1.將將SPME針管插入針管插入GC儀進(jìn)樣口。儀進(jìn)樣口。2.推手柄桿，伸出纖維頭，熱脫附樣品進(jìn)色譜柱。推手柄桿，伸出纖維頭，熱脫附樣品進(jìn)色譜柱。3.縮回纖維頭，移去針管?？s回纖維頭，移去

34、針管。HPLC分析分析 1.將將SPME針管插入針管插入SPME/HPLC接口解吸池，進(jìn)接口解吸池，進(jìn)樣閥置于樣閥置于“裝載裝載”位置。位置。 2.推手柄桿伸出纖維頭，關(guān)閉閥密封夾。推手柄桿伸出纖維頭，關(guān)閉閥密封夾。 3.將閥置于將閥置于“注入注入”位置，流動相通過解吸池洗脫樣位置，流動相通過解吸池洗脫樣品進(jìn)樣。品進(jìn)樣。 4.閥重新置于閥重新置于“裝載裝載”位置，縮回纖維頭，移走位置，縮回纖維頭，移走SPME 6.SPME的影響因素SPME技術(shù)包括吸附和解吸兩步影響吸附的主要因素有涂層的性質(zhì)、厚度、萃取時間、離子強(qiáng)度、溶液pH、萃取溫度以及攪拌速度等情況。影響解吸的主要因素有溫度、解吸時間、萃取纖維插入深度、洗脫溶劑以及洗脫體積等。 常用固定相： 聚二甲基硅氧烷 100m 非極性 聚丙烯酸脂 85m 極性 涂層厚度根據(jù)需要調(diào)節(jié)，涂層越厚固相吸附量越大，可提高檢測靈敏度，但涂層太厚則揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)入固相層達(dá)到平衡的時間越長，分析速度則越慢。提取時間從2060 min，短的幾分鐘，長的則數(shù)小時。樣品中加一價或二價無機(jī)鹽（如NaCl或Na2SO4）有利提高提取效率，特別適用于提取極性或揮發(fā)性組分，但高濃度的鹽對纖維涂層的穩(wěn)定性有影響，一般認(rèn)為低于20%的濃度最合適。 SPME多是在室溫下操作，但為提高有機(jī)氯、有機(jī)磷和三嗪類農(nóng)藥的提取效率，將溫度升至60左右較好。樣品的pH值