樣品前處理技術(shù)

1、色質(zhì)分析樣品前處理（一）第十五章 樣品前處理技術(shù)色譜分析主要步驟概述數(shù)據(jù)處理結(jié)果表達(dá)樣品采集樣品前處理色譜儀分析前處理是指在獲得具有代表性的樣品之后，采用合適的樣品分解和溶解的方法，使被測組分轉(zhuǎn)變成可測定的形式。例如前處理方法建立前應(yīng)了解能得到的儀器和設(shè)備了解被測物：物理化學(xué)性質(zhì)：溶解度，揮發(fā)性，活性基團(tuán)等濃度范圍以及所需的檢測低限樣品基質(zhì)的物理和化學(xué)形式能得到的樣品量 樣品前處理過程潛在的交叉污染前處理方法的選擇和確定與分析人員溝通，共同建立分析方法！利用文獻(xiàn)方法（推薦）需要驗證，重現(xiàn)成本低，速度快，但可能難以找到現(xiàn)成的文獻(xiàn)支持建立新方法，需進(jìn)行方法學(xué)考察方法學(xué)開發(fā)成本高：成本需數(shù)千至數(shù)萬元

2、方法學(xué)建立過程耗時：數(shù)周至數(shù)月，繁瑣，復(fù)雜誤區(qū)主要內(nèi)容樣品的采集1 常見樣品制備技術(shù)及選擇2SPE技術(shù)及其應(yīng)用3實例4樣品采集注意事項均勻性使采集的樣品具有代表性當(dāng)均勻性較差：加大取樣量均勻化后取樣(固體樣品需粉碎研磨或搗碎）采集和貯存過程中不應(yīng)損失和發(fā)生化學(xué)變化預(yù)測組分的揮發(fā)：低溫吸附于：貯存容器壁、樣品中的固體顆粒氧化和分解：采樣后應(yīng)及時處理、低溫、避光、無氧其它化學(xué)反應(yīng)：組分間？采集和貯存過程中被污染注意清潔：采樣工具、貯存容器、反應(yīng)容器樣品前處理為什么要進(jìn)行樣品前處理? 濃度太低- 被測物濃度低于定量限 樣品太“臟”- 基質(zhì)組分的存在影響樣品測定 太“危險”- 污染物可能成為“色譜柱殺

3、手”樣品前處理樣品（samples） 供試品/被測樣（analytes）目的：純化和濃縮樣品，使被分析物適于所選分析方法樣品處理過程樣品處理過程常用樣品制備技術(shù) 浸提：溶劑提取 浸提方法的選擇 冷浸：注意不時混勻 推薦 4872h 超聲可提高浸出效率 熱浸：常用加熱回流 推薦 2436h 加溫：增加待測物的溶解度和擴(kuò)散速度； 破壞溶質(zhì)與基質(zhì)之間的相互作用； 降低溶劑的粘度(更好的穿透性)； 降低表面張力(更好的潤濕性) 浸提溶劑的選擇 浸潤性、穿透力最好：推薦 8595%乙醇樣品前處理中的常用技術(shù) 浸提：溶劑提?。?050倍溶劑） 冷浸： 溫浸： 加熱回流： 加溫：增加待測物的溶解度和擴(kuò)散速度

4、； 破壞溶質(zhì)與基質(zhì)之間的相互作用； 降低溶劑的粘度(更好的穿透性)； 降低表面張力(更好的潤濕性) 萃取： 液-液萃?。簜鹘y(tǒng)方法 液-固萃取：如 SPE樣品的分解和溶解 無機(jī)固體樣品水溶解：適合于水溶性樣品，例如混合堿、水溶性金屬鹽等。（不經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)直接水溶的樣品為數(shù)極少）稀酸溶解：不溶于水的樣品，可用稀的無機(jī)酸處理。幾乎所有具有負(fù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位的金屬可溶于非氧化性酸。為加速溶解，必要時可加熱。熱濃酸溶解：為了溶解具有正標(biāo)準(zhǔn)電極電位的金屬，可以采用熱的濃酸（硝酸、硫酸、磷酸等）。熱濃酸溶解技術(shù)還適用于合金、某些金屬氧化物、硫化物、磷酸鹽以及硅酸鹽等。混合酸溶溶解：溶解能力更強(qiáng)。用加有輔助試劑的

5、酸溶解：如，輔助氧化劑，惰性電解質(zhì)，配合劑，催化劑等。熔融堿溶液溶解：溶解鋁，鋁鎂、鋁硅等合金。樣品的分解和溶解 有機(jī)和生物物質(zhì)樣品中各種元素干法灰化：將樣品放在坩堝中灼燒，直到所有有機(jī)物燃燒完全，只留下不揮發(fā)的無機(jī)殘留物。缺點(diǎn)：可以轉(zhuǎn)變成揮發(fā)性形式的成分會部分或全部損失，灰化溫度越高，損失越嚴(yán)重，溫度過低，會使灰化不完全。只適用于金屬氧化物。濕法灰化：將樣品與濃的具有氧化性的無機(jī)酸（單酸或混合酸）強(qiáng)烈共熱。常用的酸是硫酸、硝酸或高氯酸。最適合于測定有機(jī)和生物樣品中的痕量金屬。微波溶解：以微波作為加熱源，直接通過物質(zhì)吸收熱量來到到加熱目的。能透過微波的材料可用作樣品容器，如特氟隆、玻璃等。其他

6、方法樣品分離：傳統(tǒng)液液萃取法方法：選擇與樣品溶劑不相溶的溶劑，充分振搖靜置兩種不同的溶劑分層合適的液液萃取方法應(yīng)滿足：目標(biāo)分析物在萃取溶劑中的溶解度更大干擾分子仍留于樣品中傳統(tǒng)液液萃取方法的缺陷：對樣品量需求較大耗費(fèi)大量有機(jī)溶劑操作費(fèi)時，分離效率較低SPE(Solid Phase Extraction,固相萃取)簡介最早于上世紀(jì)70年代提出，至今已發(fā)展成多領(lǐng)域樣品預(yù)處理的標(biāo)準(zhǔn)模式，商品化程度高屬于色譜技術(shù)的一種 化合物要么保留要么流過吸附劑種類選擇眾多，選擇性與HPLC類似，但與HPLC不能等同批量樣品可以平行處理（10孔以上的萃取裝置可供選擇）方法操作簡單固相萃取就是利用固體吸附劑將液體樣品

7、中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。與液液萃取相比，SPE的優(yōu)勢 省時平均縮短2/3 省耗節(jié)約溶劑和試劑，減少有機(jī)廢物產(chǎn)生 回收率更高 改善重現(xiàn)性無交叉污染 樣品處理簡單 無乳化現(xiàn)象 健康對機(jī)體傷害??；不使用玻璃器皿 樣品處理量增加，可自動化處理VSSPE 柱形SPE處理效果改善色譜分離度，減少共流出峰（coelution peak）SPE 模式色譜技術(shù)SPE 原理 分離原理是：使混合物中各組分在兩相（固定相、流動相）間進(jìn)行分配要么保留要么流過SPE 原理目前常見四種工作模式：疏水性極性離子交換兩種或多種機(jī)理結(jié)合(混

8、合模式或多種模式)固相萃取選擇分離模式和吸附劑時還要考慮以下幾點(diǎn)： 目標(biāo)化合物在極性或非極性溶劑中的溶解度，這主要涉及淋洗液的選擇。目標(biāo)化合物有無可能離子化（可用調(diào)節(jié)pH值實現(xiàn)離子化），從而決定是否采用離子交換固相萃取。目標(biāo)化合物有無可能與吸附劑形成共價鍵，如形成共價鍵，在洗脫時可能會遇到麻煩。非目標(biāo)化合物與目標(biāo)化合物在吸附劑上吸附點(diǎn)上的競爭程度，這關(guān)系到目標(biāo)化合物與干擾化合物是否能很好分離。 SPE 過程活化/潤濕SPE柱, 上樣(一般為溶液)一些化合物被保留淋洗用不同的溶劑洗脫得到目標(biāo)萃取物, 常需要濃縮SPE 過程及注意事項SampleAnalyze:HPLC, GC, etc.Prep

9、are: Homogenize, suspend, centrifuge, etcLoad onto conditioned cartridgeWash off weakly retained substances with weak solventElute product with stong solvent第一步 樣品制備SampleAnalyze:HPLC, GC, etc.Prepare: Homogenize, suspend, centrifuge, etcLoad onto conditioned cartridgeWash off weakly retained substa

10、nces with weak solventElute product with stong solvent可能出現(xiàn)的問題及注意事項可能出現(xiàn)的問題解決辦法樣品吸附于試管壁使用硅烷化玻璃管或EP管樣品吸附于固體基質(zhì)中完全均質(zhì)化；或使用有機(jī)溶劑沖洗第二步 上樣SampleAnalyze:HPLC, GC, etc.Prepare: Homogenize, suspend, centrifuge, etcLoad onto conditioned cartridgeWash off weakly retained substances with weak solventElute product w

11、ith stong solvent可能出現(xiàn)的問題及解決辦法可能出現(xiàn)的問題解決辦法固相萃取小柱活化不當(dāng)活化，注意：不要抽干被分析物保留差或不保留以較弱溶劑稀釋上樣；或使用強(qiáng)吸附劑；或使用較大SPE柱基質(zhì)性質(zhì)改變加入緩沖鹽，保持pH值/離子強(qiáng)度體積過載減少上樣體積；或使用較大SPE柱質(zhì)量過載減少上樣量；或使用較大SPE柱第三步 淋洗（Wash）SampleAnalyze:HPLC, GC, etc.Prepare: Homogenize, suspend, centrifuge, etcLoad onto conditioned cartridgeWash off weakly retained

12、substances with weak solventElute product with strong solvent可能出現(xiàn)的問題及解決辦法可能出現(xiàn)的問題解決辦法被分析物弱保留或不保留使用強(qiáng)吸附劑；或使用較大SPE柱基質(zhì)性質(zhì)改變加入緩沖鹽，保持pH值/離子強(qiáng)度體積過載減少上樣體積；或使用較大SPE柱質(zhì)量過載減少上樣量；或使用較大SPE柱第四步 洗脫（Elute）SampleAnalyze:HPLC, GC, etc.Prepare: Homogenize, suspend, centrifuge, etcLoad onto conditioned cartridgeWash off weakly retained substances with weak solventElute product with strong solvent可能出現(xiàn)的問題及解決辦法可能出現(xiàn)的問題解決辦法被分析物過強(qiáng)保留使用強(qiáng)洗脫劑；或增加洗脫劑用量親硅醇基效應(yīng)（silanophilic interactions ）改變洗脫劑pH值，提高洗脫劑的H-bonding強(qiáng)度；或加入競爭胺共流出改換SPE分離模式還需注意！ 流速：不宜過快，以免化合物和吸附劑之間沒有足夠的時間進(jìn)行相互作用 流速差異可能造成重現(xiàn)性差?；罨?25 mL/min上樣和洗脫： 1