固相微萃取技術(shù)修改S2090934課件

1、固相微萃取技術(shù)固相微萃取的定義固相微萃取的發(fā)展原理和特點影響因素應(yīng)用研究發(fā)展方向 講解提綱 固相微萃?。⊿PME）是一項新穎的樣品前處理與富集技術(shù)，屬于非溶劑型選擇性萃取法。將纖維頭浸入樣品溶液中或頂空氣體中一段時間,同時攪拌溶液以加速兩相間達(dá)到平衡的速度,待平衡后將纖維頭取出插入氣相色譜汽化室,熱解吸涂層上吸附的物質(zhì)。被萃取物在汽化室內(nèi)解吸后,靠流動相將其導(dǎo)入色譜柱,完成提取、分離、濃縮的全過程。 一、 固相微萃取技術(shù)的定義 1989年由加拿大Waterloo大學(xué)的Pawliszyn教授的研究小組于首次進(jìn)行開發(fā)研究。1993年由美國的Supelco公司實現(xiàn)商品化。1994年獲美國匹茲堡分析儀

2、器會議大獎。現(xiàn)在成功應(yīng)用于氣體、液體、固體樣品中有機(jī)化合物的前處理和痕量分析，在環(huán)境監(jiān)測、食品分析、法醫(yī)鑒定、天然產(chǎn)物分析、生理學(xué)等領(lǐng)域開始了廣泛的應(yīng)用。 二、 固相微萃取技術(shù)的發(fā)展（一）SPME技術(shù) 的工作原理 固相微萃取技術(shù)的工作原理就是待測物在其樣品基質(zhì)和萃取介質(zhì)(涂層)間的分配問題，分吸附過程和解吸過程兩個步驟進(jìn)行。吸附過程 就是將纖維頭浸入樣品溶液中(或頂空氣體中)一段時間，同時攪拌溶液以加速兩相間達(dá)到平衡的速度，當(dāng)待測物在樣品及石英纖維頭外涂漬的固定相液膜中平衡分配時，將纖維頭取出，此過程遵循相似相溶原理。 三、 固相微萃取技術(shù)的原理和特點（一）SPME技術(shù) 的工作原理 固相微萃取

3、技術(shù)的工作原理就是待測物在其樣品基質(zhì)和萃取介質(zhì)(涂層)間的分配問題，分吸附過程和解吸過程兩個步驟進(jìn)行。解吸過程 解吸過程會因SPME后續(xù)分離手段的不同而不同。對于氣相色譜(GC)，萃取纖維插入進(jìn)樣口后就可以進(jìn)行熱解吸。而對于液相色譜(LC)，則是通過溶劑進(jìn)行洗脫。被萃取物在汽化室內(nèi)解吸后,靠流動相將其導(dǎo)入色譜柱,完成提取、分離、濃縮的全過程。 三、 固相微萃取技術(shù)的原理和特點（一）SPME技術(shù) 的工作原理 SPME 技術(shù)萃取待測化合物一般有3種方法 三、 固相微萃取技術(shù)的特點和原理固相微萃取直接浸入式萃取頂空萃取 膜保護(hù)萃?。ㄒ唬㏒PME技術(shù) 的工作原理直接浸入式萃取 直接浸入式萃取是把纖維直

4、接插人樣品中，目標(biāo)化合物通過擴(kuò)散直接遷移到固定相涂層上。頂空萃取 頂空萃取法是一個包括固定相、頂空氣相和液體樣品三相同時存在的萃取體系,萃取時目標(biāo)化合物傳遞的動力學(xué)過程包括了從液相向頂空氣相的遷移以及最終向涂層固定相的遷移,即萃取待測樣品是一個樣品在三相體系中都達(dá)到平衡的過程。 三、 固相微萃取技術(shù)的特點和原理（一）SPME技術(shù) 的工作原理膜保護(hù)萃取 膜保護(hù)萃取是使用一個選擇性的膜隔離開涂層與樣品，待測物可以通過選擇性膜吸附到涂層上，而樣品中高分子量的化合物不能通過，從而排除了基體的干擾。膜保護(hù)法對嚴(yán)重污染的水樣及難揮發(fā)性化合物的萃取分析有一定優(yōu)勢。 三、 固相微萃取技術(shù)的特點和原理（二）SP

5、ME技術(shù) 的特點1. 不用或少用溶劑，操作簡便，易于自動化和與其他技術(shù)在線聯(lián)用。2. 與其他常用的富集技術(shù)相比, 克服了傳統(tǒng)的液-液萃取法需使用大量溶劑和樣品、處理時間長、操作步驟多的缺點。3. SPME與近年來新發(fā)展的樣品前處理技術(shù)相比也具有獨到之處, 如: 超臨界流體萃取裝置價格昂貴, 不適于水樣分析; 以溶劑脫附的固相萃取法回收率低; 熱脫附的固相萃取法需要專用的加熱裝置, 且固體吸附劑的孔隙易被堵塞。 三、 固相微萃取技術(shù)的原理和特點（一）萃取時間的影響 對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析時，一般10min左右就可以到達(dá)到萃取平衡;而較復(fù)雜的基質(zhì)或半揮發(fā)性有機(jī)物，其達(dá)到平穩(wěn)所需時間會延長到30mi

6、n60min。因此，可以根據(jù)實際操作目的對靈敏度的需求不同適當(dāng)?shù)目s短萃取時間，還需要嚴(yán)格控制萃取時間的一致性，以保證分析工作具有良好的重現(xiàn)性。（二）纖維表面固定相的影響 選用固定相時應(yīng)當(dāng)遵循相似相溶的原則，綜合考慮和分析各組分在各相中的極性、沸點和分配系數(shù)，以選取最適合分析組分的固定相。目前常用的涂層有聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酷(PA)。此外，還需要考慮石英纖維表面固定相的體積。四、固相微萃取技術(shù)的影響因素（三）萃取溫度的影響 適當(dāng)?shù)募訜嵘邩悠返臏囟?，可加快分析物的擴(kuò)散速度，使揮發(fā)性化合物更快到達(dá)頂空和萃取纖維的表面，縮短平衡時間。然而涂層的吸附過程一般是放熱反應(yīng)，過高的溫

7、度反而會使分配系數(shù)下降，直接導(dǎo)致檢測的靈敏度下降。（四）無機(jī)鹽效應(yīng)與pH值的影響 在萃取前于樣品中添加無機(jī)鹽，使有機(jī)待測物溶解度降低而產(chǎn)生鹽析，從而增加固定相對分析組分的吸附。一般情況下，添加無機(jī)鹽的方法適用于頂空方式，對于侵入方式，無機(jī)鹽的存在容易損壞萃取纖維頭。而且過高的鹽濃度會增加體系的粘度，影響擴(kuò)散的速度，會產(chǎn)生負(fù)效果；控制pH值的大小也可以改變有機(jī)物在水中的溶解度 ，pH值過高或過低都會 影響固定相涂層的使用壽命。四、固相微萃取的影響因素（五）衍生化反應(yīng)的作用 在固相微萃取中，無論是直接向試樣中加入衍生劑，還是將衍生劑附著于石英纖維固定相涂層上，都能使衍生化反應(yīng)得以產(chǎn)生。衍生化反應(yīng)可

8、應(yīng)用于減小極性化合物的極性，增強(qiáng)被固定相吸附的能力。（六）攪拌基質(zhì)的影響 攪拌基質(zhì)有助于待測物分布均勻，增加基質(zhì)的傳遞速度，更快的達(dá)到平衡分配，提高萃取效率。四、固相微萃取的影響因素五、固相微萃取的應(yīng)用(一)在食品分析領(lǐng)域 可對飲料、酒，水果、蔬菜等中香味成分進(jìn)行分析；對調(diào)味品中的防腐劑進(jìn)行分析；對食品中農(nóng)藥獸藥的殘留進(jìn)行分析等。例： 程勁松利用頂空固相微萃取結(jié)合毛細(xì)管氣相色譜技術(shù)有效測定葡萄酒中的風(fēng)味化合物，根據(jù)標(biāo)樣定性了30個葡萄酒風(fēng)味組分。趙勝亭等用SPME-GC/MS 分析煙臺富士蘋果香氣成分，共鑒定出50 種化合物，主要為酯類、 酸類、和醛類等揮發(fā)性物質(zhì)，其中酯類占總成分的50.15

9、%，它們構(gòu)成了煙臺蘋果特有的香氣品質(zhì)。五、固相微萃取的應(yīng)用（二）在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 可應(yīng)用于大氣環(huán)境、水源環(huán)境和土壤環(huán)境的檢測，主要針對樣品中的各種有機(jī)污染物檢測。例： 袁麗華等采用固相微萃取發(fā)于GC/MS聯(lián)用，測定了室內(nèi)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物。采樣高度為1.2m,采樣前將纖維頭置于GC進(jìn)樣口（250 ）老化30min，解吸溫度為150，解吸時間為40S。研究分析發(fā)現(xiàn)：在辦公室由于有吸煙者，尼古丁，取代笨，吡嗪類化合物較多。在新裝修居室中共檢出33種有機(jī)污染物，除了雪松醇等天熱化合物外，還發(fā)現(xiàn)室內(nèi)空氣中有大量的二氯甲烷，乙苯，二甲基苯，鄰苯二甲酸二丁酯等油漆中的成分。五、固相微萃取的應(yīng)用（三）藥

10、物分析中的應(yīng)用 由于SPME的諸多優(yōu)點，使其在藥物分析方面發(fā)展迅速。例： 楊再波等使用PDMS/DVB萃取頭，利用GC- MS技術(shù)，從伸筋草中分離組分98個, 鑒定伸筋草揮發(fā)油成分81個。 王琦瑋等在SPME- GC/MS法測定血漿中氯氮平的實驗中, 使用PDMS萃取頭直接取樣的方法檢測人血漿中氯氮平的濃度, 實驗結(jié)果的靈敏度高、準(zhǔn)確度好、操作簡便, 適用于氯氮平急性中毒案件的檢測。五、固相微萃取的應(yīng)用（四）固相微萃取技術(shù)在油氣化探中的初步應(yīng)用 相比于熒光、吸附絲等傳統(tǒng)油氣化探技術(shù)，固相微萃取技術(shù)能比較準(zhǔn)確地定性、定量檢測出C5 C15烴類組分，且樣品前處理過程簡單。例: 袁子艷等用SPME-GCMS技術(shù)對四川盆地川中地區(qū)地表水及油田水進(jìn)行了監(jiān)測，證明根據(jù)鉆井油田水SPME-GCMS譜圖特征可以準(zhǔn)確地判斷鉆井的油氣屬性。（五）在其它領(lǐng)域的應(yīng)用 SPME在日用品有害物質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)測,紡織品中偶氮染料的測定，建材中甲醛的分析以及煙葉中有機(jī)酸含量的分析等各個方面都被廣泛應(yīng)用。 五、固相微萃取的應(yīng)用（一）研制高選擇性、高靈敏度、高穩(wěn)定性的新涂層 1. 新固定相涂層首先要對有機(jī)分子有較強(qiáng)的萃取富集能力,使分析物在涂層中有較快的擴(kuò)散速度,能在較短時間內(nèi)達(dá)到分配平衡,并在熱解析時能迅速脫離固定相涂層。 2. 能耐高溫耐酸堿，以擴(kuò)大使用范圍和使用壽命。 3. 研制和完善無機(jī)吸附質(zhì)技術(shù)，