第二章樣品的采集保存和處理2

2023/2/11GXUN§2.1樣品的采集與保存§2.2樣品的預(yù)處理第二章

樣品的采集、保存和處理2023/2/122、在現(xiàn)代樣品預(yù)處理方法中，微波密閉罐加熱消化樣品方式特別適合于環(huán)境、生物樣品，以下各種描述中的優(yōu)點錯誤的是：A、消化時間短；B、揮發(fā)性待測組分不損失；C、節(jié)約能源；D、不需要消化試劑；1、在“濕消化法”預(yù)處理生物組織樣品時，如果消化液呈“黑色”可能的原因是：A、氧化劑的氧化能力過大；B、樣品中含“黑色”有機物；C、氧化劑使用量不夠；D、生成“黑色”配位化合物；2023/2/133、二硫腙比色法測定鉛時，所用玻璃器皿先用1：1硝酸浸泡，主要是為了除去：A、吸附的氧化性物質(zhì)；B、吸附的有機化合物C、吸附的金屬離子；D、吸附的還原性物質(zhì)4、防止食物樣品腐敗變質(zhì)可采用加：A、苯甲酸或三氯甲烷；B、氫氧化鈉；C、硝酸；D、鹽酸。2023/2/145、選擇合適的樣品預(yù)處理方法時應(yīng)注意：A、不改變待測組分的狀態(tài)；B、完全消除干擾物質(zhì)；C、與選擇的測定方法相適應(yīng)；D、提高分析方法的靈敏度；6、采用全部分解法預(yù)處理樣品的主要目的：A、破壞樣品中所有的有機物；B、濃縮樣品中的待測組分；C、使樣品中的無機物轉(zhuǎn)化為離子；D、使樣品溶液轉(zhuǎn)化為酸性溶液；2023/2/15§2.2.3.1.3重要的萃取體系（p14）螯合物萃取體系離子締合物萃取體系簡單分子萃取體系溶劑化合物萃取體系萃取類型2023/2/16一、簡單分子萃取體系和萃取條件的選擇（一）何謂簡單分子萃取體系：單質(zhì)、難電離的共價化合物及有機化合物在水相和有機相中以中性分子的形式存在，使用惰性溶劑可以將其萃取。（二）簡單分子萃取體系特點：（1）萃取過程為物理分配過程，沒有化學(xué)反應(yīng)，無需加其它的萃取劑。（2）無機物采用此法萃取的不多，該萃取體系特別適合于有機物的萃取。萃取條件：根據(jù)被萃取物的性質(zhì)要嚴格控制萃取的酸度。常用于簡單萃取的物質(zhì)：單質(zhì)、難電離的共價化合物及有機化合物在水相和有機相中以分子形式存在。2023/2/17（一）螯合物萃取體系的特點：1.螯合劑（應(yīng)有較多的疏水基團）溶于有機相，難溶于水相，有些也（微）溶于水相，但在水相中的溶解度依賴于水相的組成特別是pH值（雙硫腙溶于堿性水溶液）。

2.螯合劑在水相與待萃取的金屬離子形成不帶電荷的中性螯合物，使金屬離子由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?.螯合物萃取體系廣泛應(yīng)用于金屬陽離子的萃取。4.主要適用于微量和痕量物質(zhì)的分離，不適用于常量物質(zhì)的分離，常用于痕量組分的萃取光度法測量。二、螯合物萃取體系

最為廣泛的萃取體系2023/2/18（二）常用的螯合物萃取體系1、丁二酮肟：萃取Ni2+2.雙硫腙：萃取Hg2+、Pb2+、Cd2+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Sn2+、等重金屬離子3、8-羥基喹啉：萃取Pd2+、Fe3+、Al3+、Co2+、Zn2+、Tl3+、Ga3+、In3+等金屬離子4、乙?；篈l3+、Cr3+、Co2+、Th4+、Be2+、Sc3+等金屬離子5、銅試劑：萃取Cu2+2023/2/19例如，8-羥基喹啉-CHCl3對Al3+的萃取3親水疏水溶于CHCl38-羥基喹啉：萃取劑CHCl3：溶劑水合離子的正電性被中和，親水的水分子被疏水有機大分子取代2023/2/110Dithizone雙硫腙GreenRed2=10162023/2/111三.離子締合物的萃取體系（二）離子締合物萃取體系的特點：1、適用于可以形成疏水性的離子締合物的常量或微量金屬離子，而離子的體積越大，電荷越少，越容易形成疏水性的離子締合物2、萃取容量大，選擇性差。（三）、常用的萃取體系：1、金屬陽離子的離子締合物；2、金屬配陰離子或無機酸根的離子締合物（一）何謂離子締合物：陽離子和陰離子（通常為配離子通過靜電吸引力結(jié)合形成的電中性化合物，稱為離子締合物。2023/2/112

例：萃取Ag+。使Ag+與鄰二氮雜菲配合成配陽離子,并與溴鄰苯三酚紅的陰離子締合成三元配合物：

在pH為7的緩沖溶液中,用硝基苯萃取，然后就在溶劑相中用光度法進行測定。該體系非常適用于稀有元素分離和富集。2023/2/113四、溶劑化合物萃取體系（一）何謂溶劑化合物萃取體系：

某些溶劑分子通過其配位原子與無機化合物相結(jié)合（取代分子中的水分子），形成溶劑化合物，而使無機化合物溶于該有機溶劑中。以這種形式進行萃取的體系，稱為溶劑化合物萃取體系。2023/2/114（1）被萃取物是中性分子；（2）萃取劑本身是中性分子；（3）萃取劑與被萃取物相結(jié)合，生成疏水性的中性配合物；（4）萃取體系萃取容量大，適用于常量組分萃取。例如：（1）用磷酸三丁酯（TBP）萃取FeCl3nH2O或HFeCl4nH2O

（2）雜多酸的萃取體系—般也屬于溶劑化合物萃取體系（二）溶劑化合物萃取體系的特點：2023/2/115

屬于這一類的是帶不同電荷的離子，互相締合成疏水性的中性分子，而被有機溶劑所萃取。例：用乙醚從HCl溶液中萃取Fe3+時：該類萃取體系中，溶劑分子既是溶劑又是萃取劑。2023/2/116

又如在HNO3溶液中，用磷酸三丁酯（TBP）萃取UO22+，也屬于這一類。

UO22++H2O=[UO2(H2O)6]2+[UO2(H2O)6]2++TBP→[UO2(TBP)6]2+[UO2(TBP)6]2++NO3-→UO2(TBP)6(NO3)2

疏水性的溶劑化分子UO2(TBP)6(NO3)2，而被磷酸三丁酯所萃取。

對于這類萃取體系，加入大量的與被萃取化合物具有相同陰離子的鹽類，可顯著地提高萃取效率，這種現(xiàn)象稱鹽析作用。

2023/2/117一、螯合劑的選擇選擇的螯合劑應(yīng)與被萃取金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物。二、酸度的控制對于酸性、堿性、及兩性物質(zhì)，分配比受溶液酸度的影響。酸度影響它的存在型體、影響它的配位能力。三、萃取溶劑的選擇根據(jù)螯合物的組成和結(jié)構(gòu)，按照“相似相溶”規(guī)則選擇合適的有機溶劑。四、干擾離子的消除五、萃取條件的選擇p152023/2/118

為提高液液萃取的速度、準確性、靈敏度、選擇性等同時減少有機溶劑的用量，近來發(fā)展了液相微萃?。╨iquidphasemicroextration，LPME）技術(shù)。

該技術(shù)利用有機溶劑液滴進行萃取，有機溶劑用量少（幾至幾十微升）集萃取、純化和濃縮于一步，操作簡單、無需特殊設(shè)備、成本低；還可以通過調(diào)節(jié)萃取劑的極性或酸堿性，實現(xiàn)選擇性萃取，有效減少基體干擾；并易與色譜系統(tǒng)聯(lián)用，特別適合于環(huán)境樣品中痕量、超痕量污染物的分析。根據(jù)萃取方式不同液相微萃取主要分為（1）直接液相微萃??；（2）基于中空纖維的液相微萃取/后萃取；（3）頂空液相微萃取。自己看一下書好了。2023/2/119§2.2.2.3.2液膜萃取法

在20世紀60年代中期誕生了一種新的膜分離技術(shù)——液膜分離法,又稱為液膜萃取法。它是一種以具有選擇透過性的液態(tài)膜為分離介質(zhì),以濃度差為推動力的液體混合物的膜分離操作。它與溶劑萃取的傳質(zhì)機理雖然不同,但都屬于液-液系統(tǒng)的傳質(zhì)分離過程。

它是以支撐體（如多孔的聚四氟乙烯）上涂有與水互不相溶的有機溶劑浸透形成液膜，將樣品水溶液和萃取劑分割成兩相。水相萃取相液膜2023/2/120

通過加入化學(xué)反應(yīng)試劑和控制反應(yīng)條件，使待測組分形成易溶于多孔的聚四氟乙烯有機膜相的活化態(tài)的中性分子（即轉(zhuǎn)化為疏水性的物質(zhì)），中性分子通過擴散作用溶入有機液膜中，并進一步擴散進入萃取相，再離解為非活化態(tài)的離子，從而無法返回液膜，達到分離富集的效果。

它是將液液萃取的選擇性富集和透析技術(shù)的特點相結(jié)合，能有效除去共存干擾組分，具有富集效率高、富集倍數(shù)大、操作簡便快速、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。2023/2/121§2.2.3.3固相萃取分離法和固相微萃取法p16

固相萃取分離法采用高效、高選擇性的固定相，能顯著減小溶劑用量，簡化樣品預(yù)處理過程，目前廣泛用于各種分離方法的樣品預(yù)處理。一、固相萃取分離法：（一）方法原理固相萃取分離法是20世紀70年代初發(fā)展起來的試樣預(yù)分離富集方法，它集試樣預(yù)處理和進樣于一體，將試樣純化、富集后，可與各種分析方法相結(jié)合而特別適用于有機物的分析測定。2023/2/122（二）固相萃取裝置的核心是萃取柱：柱管材料可用聚丙烯塑料、玻璃或不銹鋼等，內(nèi)部填充顆粒直徑約40μm、總質(zhì)量為0.1g-1g的固定相填料。常用的固定相填料有硅膠、氧化鋁、聚酰胺、離子交換樹脂及鍵合C18、Ｃ８、氰基的硅膠等。2023/2/123二、固相微萃取分離法p17

這種方法是在固相萃取分離法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的樣品前處理技術(shù)。與液-液萃取、固相萃取相比，具有操作時間短、所需樣品少不需萃取溶劑及重現(xiàn)性好等優(yōu)點。

固相微萃取分離技術(shù)的核心是固相微量萃取器。固相微量萃取器由手柄和萃取頭或纖維頭兩部分組成。萃取頭是一根涂漬有色譜固定相的熔融石英纖維，接不銹鋼絲，外套不銹鋼針管，石英纖維可以在針管內(nèi)伸縮。手柄用于安裝萃取頭。根據(jù)被測物質(zhì)性質(zhì)的不同，可選不同的固定相。萃取方法有直接和頂空兩種。2023/2/124（一）直接固相微萃取分離法

將涂有高分子固相液膜的石英纖維直接插入試樣溶液或氣樣中，對待分離物質(zhì)進行萃取，經(jīng)過一定時間在固相涂層和水溶液兩相中達到分配平衡，即可取出進行色譜分析。（二）頂空固相微萃取分離法

涂有高分子固相液膜的石英纖維停放在試樣上方進行頂空萃取，這是三相萃取體系，要達到固相，氣相，和液相的分配平衡，由于纖維不與試樣基體接觸，避免了基體干擾，提高了分析速度。2023/2/125

1、石英纖維表面涂有高分子固相液膜，對有機物具有吸附和富集作用；2、定位器用于精確調(diào)節(jié)不銹鋼針套伸出的位置；壓桿卡持螺釘可通過Z型槽使不銹鋼針套內(nèi)石英纖維伸出或收入；3、不銹鋼注射管對石英纖維起保護作用，以免石英纖維在穿過密封隔膜時受到損失。此法簡單，操作方便，已實現(xiàn)自動控制，而且特別適用于現(xiàn)場分析。2023/2/126P17圖2-4所示：當萃取被測物時，先將涂有固定相的纖維拉入針頭內(nèi)，將針頭插入樣品瓶中，推進手柄使固定相浸入到樣品溶液或樣品瓶的頂空中，萃取2-30分鐘后，將萃取頭拉回針頭內(nèi)，拔出針頭，完成萃取過程。2023/2/127§2.2.2.3.4超臨界流體萃取分離方法（一）特點之一：超臨界流體的密度很大，與液體相仿，所以它與溶質(zhì)分子的作用力很強，像大多液體一樣，很能容易溶解其它的物質(zhì)。（二）特點之二：它的粘度很小，接近于氣體，所以傳質(zhì)速率會很高；加上表面張力小，容易滲透固體顆粒，并保持很大的流速，可使萃取過程在高效快速又經(jīng)濟的條件下完成。一、基本原理：

超臨界流體萃取分離法是利用超臨界流體作萃取劑在兩相之間進行的一種萃取方法。超臨界流體是介于氣液之間的一種既非氣態(tài)又非液態(tài)的物態(tài)，它只在物質(zhì)的溫度和壓力超臨界點時能存在。2023/2/128

超臨界流體萃取中萃取劑的選擇隨萃取對象的不同而改變，通常用二氧化碳作超臨界萃取劑分離萃取低極性和非極性的化合物；用氨或氧化亞氮作超臨界流體萃取劑分離萃取極性較大的化合物。

選擇二氧化碳具有臨界值低、易于操作；化學(xué)穩(wěn)定性好，不易與被萃取物反應(yīng)；純度高，價格低；無毒、無嗅、無味，不會造成二次污染；沸點低，容易從萃取后的組分中除去，后處理簡單。所以是分離萃取低極性和非極性化合物較好的萃取劑。2023/2/129（二）超臨界萃取部分：由試樣萃取管及附屬裝置組成。處于超臨界態(tài)的萃取劑在這里將被萃取的溶質(zhì)從試樣基體中溶解出來，隨著流體的流動，使含被萃取溶質(zhì)的流體與試樣基體分開。二、超臨界萃取裝置（一）超臨界流體發(fā)生源：由貯取劑貯槽，高壓泵及其它附屬裝置組成。其功能是將萃取劑由常溫常壓轉(zhuǎn)化為超臨界流體。2023/2/130（三）溶質(zhì)減壓吸附分離部分：由噴口及吸收管組成。萃取出來的溶質(zhì)及流體，必須由超臨界態(tài)經(jīng)噴口減壓降溫轉(zhuǎn)化成常溫常壓態(tài)，此時流體揮發(fā)逸出，而溶質(zhì)吸附在吸收管內(nèi)多孔填料表面。用適合溶劑淋洗吸收管就可把溶質(zhì)洗脫收集備用。2023/2/131三、特點（一）超臨界流體萃取分離法具有高效，快速，后處理簡單等特點，它特別適用于處理烴類及非極性脂溶化合物，如醚，酯，酮等。此法既有從原料中提取和純化少量有效成分的功能，又能從粗制品中除去少量雜質(zhì)，達到深度純化的效果。（二）超臨界流體萃取的另一個特點是它能與其它的儀器分析方法聯(lián)用，從而避免了試樣轉(zhuǎn)移時的損失，減少了各種人為的偶然誤差，提高了方法的精密度和靈敏度。如超臨界流體萃取—氣相色譜等。2023/2/132§2.2.2.3.5濁點萃取法二、濁點現(xiàn)象：非離子型表面活性劑，在水溶液中的溶解度隨溫度上升而降低，在升至一定溫度值時出現(xiàn)渾濁，經(jīng)放置或離心可得到兩個液相，這個溫度被稱之為該表面活性劑的濁點。一、濁點萃取法(cloudpointextraction，CPE)是近年來出現(xiàn)的一種新興的液—液萃取技術(shù)，它不使用揮發(fā)性有機溶劑，不影響環(huán)境。它以中性表面活性劑膠束水溶液的溶解性和濁點現(xiàn)象為基礎(chǔ)，改變實驗參數(shù)引發(fā)相分離，將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離。目前該法已成功地應(yīng)用于金屬螯合物、生物大分子的分離與純化及環(huán)境樣品的前處理中。2023/2/133

溶液靜置一段時間（或離心）后會形成兩個透明的液相：一為表面活性劑相（約占總體積的5％）；另一為水相。外界條件（如溫度）向相反方向變化，兩相便消失，再次成為均一溶液。

溶解在溶液中的疏水性物質(zhì)如膜蛋白，與表面活性劑的疏水基團結(jié)合，被萃取進表面活性劑相，親水性物質(zhì)留在水相，這種利用濁點現(xiàn)象使樣品中疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離的萃取方法就是濁點萃取。實驗顯示了由溫度變化引發(fā)的這種相分離現(xiàn)象。溫度的改變，引起水化層的破壞，增強了表面活性劑的疏水性。2023/2/134

對于臨界膠束濃度（criticalmicelleconcenteation,CMC）大于1mol/L的表面活性劑如兩性離子表面活性劑可用透析法將萃取物與表面活性劑分離，但操作時間較長（24小時左右）。對于CMC較小的表面活性劑可以通過色譜柱分離除去。濁點萃取法(cloudpointextraction，CPE)目前已成功應(yīng)用到金屬螯合物、生物大分子的分離與純化及環(huán)境樣品的前處理。2023/2/135§2.2.2.3.6沉淀與共沉淀分離法一、沉淀分離法：是利用沉淀反應(yīng)有選擇地沉淀某些離子，而其它離子則留于溶液中從而達到分離的目的。它發(fā)生的必要條件是溶液體系對某些離子是飽和的。二、共沉淀現(xiàn)象：

當沉淀從溶液中析出時，溶液中的某些原本可溶的組分被沉淀載帶而混雜于沉淀中，這種現(xiàn)象稱為共沉淀現(xiàn)象。正是利用共沉淀劑對某些微痕量組分的定量沉淀能力，產(chǎn)生了在分離和富集上有廣泛應(yīng)用的共沉淀分離法。2023/2/136§2.2.2.3.7氣化分離法一、原理：利用物質(zhì)的揮發(fā)性差異進行分離的方法。二、作用：①干擾組分揮發(fā)除去；②分出的被測組分進行再測定。三、特點：①具有高的選擇性（如無機物中具有揮發(fā)性性質(zhì)的物質(zhì)并不多：砷的氫化物、硅的氟化物和鍺、砷、銻、錫等的氯化物都具有揮發(fā)性）②根據(jù)不同物質(zhì)的餾出溫度，可控制溫度將不同組分蒸出；③餾出的組分用一適當?shù)奈找何蘸?再進行測定。2023/2/137

組分

揮發(fā)性物質(zhì)

分離條件

應(yīng)用BB(OCH3)3酸性溶液中加甲醇B的去除或測定CCO2100℃通氧燃燒C的測定SiSiF4HF＋H2SO4Si的去除SSO2300℃通氧燃燒S的測定H2SHI＋H3PO4S的測定Se,TeSeBr4,TeBr4H2SO4＋HBrSe,Te的測定或去除FSiF4SiO2＋H2SO4F的測定CNHCNH2SO4CN－的測定一些元素的揮發(fā)和蒸餾分離條件(1)2023/2/138

組分

揮發(fā)性物質(zhì)

分離條件

應(yīng)用GeGeCl4HClGe的測定AsAsCl3、AsBr3、AsBr5HCl或HBr＋H2SO4去除AsAsAsH3Zn＋H2SO4微量As的測定SbSbCl3、SbBr3、SbBr5HCl或HBr＋H2SO4去除SbSnSnBr4HBr＋H2SO4去除SnCrCrO2Cl2HCl＋HClO4去除CrOs、RuOsO4、RuO4KMnO4＋H2SO4痕量Os、Ru的測定TiTiBr3HBr＋H2SO4去除Ti銨鹽NH3NaOH氨態(tài)氮的測定一些元素的揮發(fā)和蒸餾分離條件(2)2023/2/139§2.2.2.2.7樣品的衍生化處理一、

衍生化最為主要的目的：就是提高目的物的可檢測性。對于GC來講，多數(shù)是為了增強目的物揮發(fā)性或者改善目的物極性；對于HPLC來講多數(shù)是為了提高檢測器對目的物的響應(yīng)。二、適用的化合物：生物酸/堿、胺類、抗生素（聚醚類抗生素多見）和氨基酸類。三、衍生化要求1、衍生劑必須過量且穩(wěn)定；不過量，反應(yīng)不完全，檢測不充分；不穩(wěn)定，重現(xiàn)性差。2023/2/1404、常用的衍生化反應(yīng)有酯化、?；⑼榛?、硅烷化、硼烷化、環(huán)化和離子化等。3、衍生反應(yīng)快速完全。反應(yīng)慢，柱前衍生還可以，但柱后不行。因為流速固定，衍生池管路長度一定，留給衍生化的時間是一定的。柱前衍生可以在系統(tǒng)外等衍生完畢后進樣，但也是影響效率的。2、衍生物、衍生產(chǎn)物和衍生副產(chǎn)物容易分離。如果只能檢測到衍生產(chǎn)物最好。2023/2/141缺點:引入了過多的物質(zhì)，如：衍生劑、衍生產(chǎn)物（當然這個