纤维固相微萃取的应用
GC-MS分析样品前处理方法——固相微萃取(SPME)
GC-MS分析样品前处理⽅法——固相微萃取(SPME)固相微萃取(Solid-Phase Microextraction,简写为SPME)是⽬前较为常⽤的⾹⽓⾹味提取技术,具有简单,快速,集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体的特点。
1990年由加拿⼤Waterloo⼤学的Arhturhe和Pawliszyn⾸创,1993年由美国Supelco公司推出商品化固相微萃取装置,1994年获美国匹兹堡分析仪器会议⼤奖。
内容提要:⼀、固相微萃取 (SPME)基本原理⼆、固相微萃取(SPME)操作⽅法三、固相微萃取(SPME)特点四、固相微萃取(SPME)应⽤范围五、固相微萃取(SPME)操作条件选择六、固相微萃取(SPME)操作注意事项七、固相微萃取(SPME)定量⽅法⼋、固相微萃取(SPME)⼲扰物九、固相微萃取(SPME)应⽤实例⼀固相微萃取 (SPME)基本原理固相微萃取主要针对有机物进⾏分析,根据有机物与溶剂之间“相似者相溶”的原则,利⽤⽯英纤维表⾯的⾊谱固定相对分析组分的吸附作⽤,将组分从试样基质中萃取出来,并逐渐富集,完成试样前处理过程。
在进样过程中,利⽤⽓相⾊谱进样器的⾼温将吸附的组分从固定相中解吸下来,由GC/GCMS来进⾏分析。
⼆固相微萃取(SPME)操作⽅法有⼿动和全⾃动两种⽅式,下⾯以⼿动操作为例。
1、样品萃取①将SPME针管穿透样品瓶隔垫,插⼊瓶中。
②推⼿柄杆使纤维头伸出针管,纤维头可以浸⼊⽔溶液中(浸⼊⽅式)或置于样品上部空间(顶空⽅式),萃取时间⼤约2-30分钟。
③缩回纤维头,然后将针管退出样品瓶2、GC/GCMS分析①将SPME针管插⼊GC/GCMS仪进样⼝。
②推⼿柄杆,伸出纤维头,热脱附样品进⾊谱柱。
③缩回纤维头,移去针管。
3、全⾃动固相微萃取(SPME),⾃动提取和进样解析:三固相微萃取(SPME)特点简单,快速,集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体。
⼀般不需要有机溶剂。
⼀般⾹⽓⾹味组分(挥发性特强的部分除外)提取⽐静态顶空的灵敏度⾼好多倍或能够提取出来。
固相萃取与固相微萃取应用之原理
固相萃取与固相微萃取应用之原理一固相萃取固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)是一种基于液-固分离萃取的试样预处理技术,由柱液相色谱技术发展而来。
SPE技术自70年代后期问世以来,由于其高效、可靠及耗用溶剂量少等优点,在环境等许多领域得到了快速发展。
在国外已逐渐取代传统的液-液萃取而成为样品预处理的可靠而有效的方法。
SPE技术基于液相色谱的原理,可近似看作一个简单的色谱过程。
吸附剂作为固定相,而流动相是萃取过程中的水样。
当流动相与固定相接触时,其中的某些痕量物质(目标物)就保留在固定相中。
这时用少量的选择性溶剂洗脱,即可得到富集和纯化的目标物。
固相萃取可分为在线萃取线萃取前者萃取与色谱分析同步完成;而后者萃取与色谱分析分步完成,两者在原理上是一致的。
一般固相萃取的操作步骤包括固相萃取柱(即吸附剂)的选择、柱子预处理、上样、淋洗、洗脱。
在实验过程中需要具体考虑的因素如下:1)吸附剂的选择a.传统吸附剂在环境分析中最为常用的反相吸附剂较适用于水样中的非极性到中等极性的有机物的富集和纯化。
其中有代表性的键合硅胶C18和键合硅胶C8等。
该类吸附剂主要通过目标物的碳氢键同硅胶表面的官能团产生非极性的范德华力或色散力来保留目标物。
正相吸附剂包括硅酸镁、氨基、氰基、双醇基键合硅胶及氧化铝等,主要通过目标物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团的极性相互作用(氢键作用等)来保留溶于非极性介质的极性化合物。
由于其特殊的作用原理,在环境分析中常用于与其它类型的吸附柱联用,吸附去除干扰物,实现样品纯化。
离子交换吸附剂则主要包括强阳离子和强阴离子交换树脂,这些树脂的骨架通常为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物,主要是通过目标物的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团相互静电吸引实现吸附的。
b.抗体键合吸附剂(Immunosorbents-IS)这类新型吸附剂充分利用了生物免疫抗原-抗体之间的高灵敏性和高选择性,尤其适应于水中痕量有机物的富集与分离。
药物分析中固相微萃取法的应用
药物分析中固相微萃取法的应用药物分析中,固相微萃取法(Solid-Phase Microextraction,SPME)是一种灵敏、快速、有效的样品前处理技术。
它的原理是利用特殊的固相萃取纤维,在样品中吸附目标分析物,然后在热解仪或气相色谱仪中进行分离和检测。
本文将探讨固相微萃取法在药物分析中的应用。
一、固相微萃取原理固相微萃取是基于分子扩散和吸附原理。
它使用特定材料的固相萃取纤维作为吸附剂,将目标分析物从样品中吸附到纤维表面上。
固相纤维通常包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚酰胺(PA)等材料。
在吸附平衡达到后,纤维上的吸附物质可以通过热解仪或气相色谱仪进行分析。
二、固相微萃取的优点1. 灵敏度高:固相微萃取能够集中目标分析物,提高检测灵敏度。
2. 快速:相比传统的样品前处理方法,固相微萃取不需要繁琐的提取步骤,缩短了分析时间。
3. 低成本:固相纤维的制备和使用成本相对较低。
4. 高选择性:通过选择不同类型的固相纤维,可以实现对不同化合物的选择性吸附和富集。
三、固相微萃取在药物分析中的应用1. 药物残留分析:固相微萃取常用于食品和环境样品中药物残留的提取与测定。
例如,可以用于蔬菜中农药残留的分析,以及水体中抗生素和激素残留的检测。
2. 药物药代动力学研究:固相微萃取可以用于药物在生物样品(如血液、尿液)中的提取和浓缩,从而实现对药物的药代动力学研究。
这对于了解药物在体内的分布和代谢过程具有重要意义。
3. 药物质量控制:固相微萃取可用于药物质量控制中的固定和有机污染物的检测。
例如,可用于药物片剂中批号不合格或有疑问的成分的提取和分析。
4. 药物研发:固相微萃取可以用于药物研发过程中各阶段的样品前处理。
通过对合成中间体和产物等样品的分析,可以帮助研发人员快速了解反应过程和产物纯度。
5. 药物安全性评价:固相微萃取可以用于药物安全性评价中的药物代谢产物的提取和分析。
对于了解药物代谢途径、副作用等有重要作用。
固相微萃取原理及使用
三、SPME装置及萃取步骤方法
萃取步骤
SPME方法是通过萃取头上的固定相涂层对样品中的待测物进行萃 取和预富集。SPME操作包括三个步骤:A涂有固定相的萃取头插 入样品或位于样品上方;B待测物在固定相涂层与样品间进行分配 直至平衡;C将萃取头插入分析仪器的进样口,通过一定的方式解 析后进行分离分析。
溶液pH值
• 对不同酸离解常数的有机弱酸碱选择性萃取。溶液 酸度应该使待萃物呈非聚合单分子游离态,使涂层与 本体溶液争夺待萃物的平衡过程极大的偏向吸附涂 层
四、SPME的影响因素
衍生化
• 减小酚、脂肪酸等极性化合物的极性,提高挥发 性,增强被固定相吸附的能力。
• SPME前衍生和SPME后衍生
萃取头的选择
二、SPME的原理
吸附达到平衡时,待测物在固定相与水样间的分配系数K 有如下关系:
K= C1 / C2
(2)
平衡时固相吸附待测物的量WS= C1 •V1,固C1 = WS / V1
பைடு நூலகம்
由式(1)得: C2= ( C0 • V2– C1 • V1 ) / V2
将C1、 C2代入式(2)并整理后得:
K= WS • V2/[V1• ( C0 • V2 – C1 • V1 ) ]
固相微萃取与液相色谱技术的联用
SPME-HPLC-MRM分析环境水中的雌激素
XDB-C8 (50mm×2.1 mm), 0.01% 氨水/乙睛 (60/40), 0.2 mL/min. Supel-Q PLOT(60 cm×0.32mm, 厚 12 um) 萃取柱; 40μl 样品, 100ul/min,20 次反复萃 取, 搬阀进样。线性范围:10 200 pg/ml (r≥0.9996), 检测限 2.7 to 11.7 pg/ml. 86% 回收率,RSD 0.9–8.8%.
固相微萃取技术在环境监测分析中的应用
固相微萃取技术在环境监测分析中的应用摘要:在我国社会环境快速发展的背景下,大众在开展日常生产生活过程中会产生大量有毒有害气体,而这些气体会严重影响生态环境,导致大众生活质量下降,并且会危及到大众安全,因此为了保障我国社会稳定发展,相关部门需要做好环境治理。
环境监测作为环境治理的主要依据,其监测分析工作会直接决定环境治理水平,所以相关部门需要对其引起重视,提高我国环境监测工作水平,优化传统监测体系,合理应用各类新技术,做好创新与优化,充分发挥环境监测的作用与优势。
基于此,本文就以固相微萃取技术为例,对其在环境监测分析过程中的应用进行深入分析。
关键词:固相微萃取技术;环境监测;应用引言:固相微萃取技术作为新型监测技术,与传统技术相比具有一定优势,可以简化监测人员工作流程,减轻监测人员工作压力,提高监测水平,实现高效监测工作目标,进而保证环境监测工作质量与效率,相关部门需要做好研究,充分了解该技术的应用原理与优势,根据环境监测工作最终目标制定合理的应用方案,提高该技术应用水平和范围,为我国环境监测工作发展提供技术依据,进而实现我国可持续发展理念,落实环境保护政策。
一、固相微萃取技术概述该技术主要是通过吸附方式开展监测,工作人员会使用固相吸附剂与石英纤维开展监测工作,吸附监测目标中所有成分,再通过其余方式来确保吸附平衡性,如传质、扩散等,进而保证吸附效果,提高监测工作质量与效率,因此该技术主要是由萃取头和微量注射剂组建而成,其中萃取头是由石英纤维为主,并且其长度通常为1厘米,具有涂层,工作人员会通过不锈钢管将其与微量注射器相连接,在采样过程中会应用其余流动相开展监测工作,如气相色谱进样器、液相色谱、毛细血管电泳等,在应用该技术开展监测时会从固相中收集相应的样品,再通过其余方式进行分析,如气相色谱、液相色谱、电泳等,完成监测工作,获取到相应的监测数据。
该技术主要分为直接萃取、顶空萃取以及膜保护萃取,工作人员需要根据不同物质监测需求选择萃取方式,例如直接萃取,直接萃取主要是在干净的水体以及气体中应用,而顶空萃取主要是在固态以及水体中进行应用,能消除基质的影响,避免背景吸收过多导致物质平衡时间延长,并且该技术还能在一定程度上延长萃取头使用寿命。
固相微萃取技术在纺织品检测中的应用[论文]
固相微萃取技术在纺织品检测中的应用摘要:固相微萃取技术是一项新型的纺织品检测技术,在现代的纺织品检测工作中被广泛的采用,在纺织品检测方面发挥着很大的作用。
本文通过对固相微萃取技术的相关介绍,分析了固相微萃取技术在纺织品各项检测工作中的应用。
关键字:固相微萃取技术纺织品检测应用一、固相微萃取技术纺织品检测的原理固相微萃取技术简称spme,属于非溶剂选择性萃取方法的范畴。
固相微萃取采用的是形状类似于色谱注射器的小巧型进样器,该工具主要由手柄以及萃取头(纤维头)组成,固相微萃取过程中,将纤维头在样品溶液以及顶空气体中浸入,然后通过一定速率的搅拌来实现两相间的平衡,然后将纤维头取出,放入气相色谱汽化室中,在汽化室中将纤维头上的溶剂进行热解、吸附操作,最后将萃取物导入色谱柱中,这就是整个固相微萃取的操作过程。
固相微萃取萃取头是一根石英纤维细管,细管上涂有固相微萃取涂层,涂层为不同色谱的固定相或吸附剂。
细管外套保护作用的不锈钢管,通过固相微萃取纤维头在不锈钢管内的伸缩来进行样品的萃取和吸附操作,固相微萃取的手柄用来进行萃取头的固定工作。
在我国传统的纺织品检测中,利用固相微萃取进行纺织品检测时,样品前处理一般采用分液漏斗来进行检测液的萃取,利用这种萃取方法进行萃取工作时往往需要大量的有机溶剂,萃取操作过程极为复杂,而且萃取的溶剂多为有毒溶剂,一方面会对萃取人员的身体造成危害,同时也容易造成环境污染;此外,这种传统的萃取方法萃取效率低,浪费了大量的时间,而且萃取检验结果也不是很准确,因此效果不是很好。
随着现代萃取技术的发展,纺织品检测萃取技术逐渐朝着少溶剂甚至是无溶剂的方向发展。
现在常用的萃取技术方法主要有:固相萃取法、静态上空间采样法以及薄膜萃取法等。
这些萃取方法萃取的效果都比较好,使用的萃取溶剂量也比较少,但是萃取操作所耗费的成本比较高,操作方法同样比较繁琐,在实际的纺织品检测中操作性不强。
因此,固相微萃取法在纺织品检测中逐渐的被广泛采用。
固相微萃取及其在生物样品分析中的应用
收稿日期: 2011-11-03
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分析。 1. 2 固相微萃取纤维头涂层
SPME 的选择性可以从其过程来考虑。第一步是 样品从基体中萃取到固定相( 涂层) 上。其中分析物固定相和分析物-溶剂的相互作用应适合选择性的要 求; 第二步是样品从固定相上解吸到仪器中,其中可通 过选择解吸条件来增加选择性。此时必须考虑到涂层 本身的性质( 如耐热温度) 及涂层与分析物的相互作 用。萃取头的涂层在很大程度上决定了 SPME 的选择 性和萃取效率。因此,涂层的选择是整个分析过程中 至关重要的一步。在 SPME 应用中,没有一种单一的 涂层可以萃取所有的物质,涂层的性质必须与分析物 的性质相匹配。极性较强的涂层将萃取极性较强的化 合物,而非极性涂层则萃取非极性化合物[2]。选用的 固定相涂层首先要对目标分子有较强的萃取富集能 力,即要有较大的分配系数; 其次还需要有合适的分子 结构,保证分析物在其中有较快的扩散速度,能在较短 时间内达到分配平衡,并在热解析或洗脱时能迅速脱 离固定相涂层,而不会造成峰的扩宽。若是与 GC 联 用,分析物是在高温下被解吸,所选涂层还必须有良好 的热稳定性。
SPME 是根据“相似相溶”原理,通过选用具有不 同涂层材料的纤维萃取头,使分析物在涂层和样品中 达到分配平衡来实现采样、萃取和浓缩的目的。SPME 方法包括吸附和解吸两步: 吸附过程主要是物理吸附 过程,待测物可在样品及纤维萃取头外涂渍的固定相 中快速达到平衡分配,涂层上吸附的待测物的量与样 品中待测物浓度成正比。解吸过程则随 SPME 后续分 离检测手段的不同而不同,对于 GC,萃取纤维头插入 进样口后进行热解吸,而对于 HPLC,则是通过溶剂进 行洗脱。萃取过程中,将萃取器针头插入样品瓶内,压 下活塞,使具有吸附涂层的萃取纤维暴露在样品中进 行萃取,经过一段时间后,拉起活塞,使萃取纤维缩回 到起保护作用的不锈钢针头中,然后拔出针头完成萃 取过程。在 GC 分析中采用热解吸法来解吸萃取物 质,将己完成萃取过程的萃取器针头插入 GC 进样装 置的气化室内,压下活塞,使萃取纤维暴露在高温载气 中,并使萃取物不断地被解吸下来,进入后序的 GC 分 析柱。在 HPLC 中,采用溶剂洗脱的方法将分析物带 入流动相。根据萃取过程中纤维头和被萃取液体的相 对位置,SPME 技术主要分为以下几种萃取模式:
固相微萃取技术的应用发展
1 SPME技术介绍
目录
CONTENTS
2 SPME的应用发展
3 SPME与质谱的联用
4 总结与展望
固相微萃取技术简介
• 固相微萃取技术(Solid phase microextraction,SPME)
• 90年代由Pawliszyn提出 • 非耗尽萃取 • 减少溶剂消耗量和前处理工序 • 重复性可靠、易自动化
•75um car/PDMS纤维萃取45min,TD/GC •分析5种白酒中86种香味物质的含量 •确定香味物质和对应芳香型的相关性
J. Chromatogr. B 945– 946 (2014) 92– 100
SPME在食品分析中的应用
农药残留检测
•商业PDMS/DVB纤维外涂一层25um PDMS •选择性/灵敏度 + 重复性/强度 •检测葡萄果肉中三唑类杀虫剂 寿命130cycles
测定全血中卡马西平和心得静,LOD达到0.2ppb Anal. Chem. 2016, 88, 12188−12195
SPME在生物分析中ห้องสมุดไป่ตู้应用
血液分析 • 基质效应 • 快速分析、低耗样量 • 生物相容性 • 复合萃取材料
SPME与质谱的联用
优势
• 消除分离步骤 • 简化萃取过程中的洗脱/解吸附过程 • 消除质谱分析复杂基质的离子抑制效应
• SPME-DART
不锈钢纤维网涂覆20um HLB颗粒萃取 1min萃取 4minDART解吸附 葡萄汁、橙汁中农残测定 LOQ 0.1ppb
Anal. Chem. 2016, 88, 8617−8623
SPME与质谱的联用
• SPME-DESI
Anal. Chem. 2010, 82, 7502–7508
固相微萃取及其在食品分析中的应用
, 适 于 极 性 化 合 物, 已用于有机氮农 @BG) [H] [I] [J C %?] 药 、 脂肪酸 、 食品中香味、 酚 等的分
[%?] 析检测, 如 K:++2 采用 LH! ( @F 检测了葡 萄酒芳香成分, 共分析出了 >? 种物质; 另一
类为非极性涂层, 如聚二 甲 基 硅 氧 烷 ( ;*+DE , 适于非极性和弱极性 /0(249D50+*M:62, @7A=) 化合物, 已用于有机氯、 有机磷、 有机氮农药, 药品和麻醉品, 食品中的香味、 咖啡因、 卤代
[??] 和甲苯 。对于样品而言存在着最佳萃取
温度的问题, 一般萃取温度为 ?0 3 @0A 。 !"$ 其他优化措施 (-) 搅拌。搅拌可促进样品均一化, 使液 态样品连续产生新鲜液面, 加快分析物从样 品到顶空的质量转移过程, 尽快达到分配平
?
在食品分析中的应用 自从 "$%& 的出现就有研究者采用这一
第 !( 卷
第Q期
刘
源等: 固相微萃取及其在食品分析中的应用
固相微萃取及其在食品分析中的应用
刘 源 周光宏 徐幸莲
(南京农业大学食品科技学院,南京,!’""()) 摘 要 是在固相萃取 ( *+-) 的基础上发展起来的新型萃取分离技术。 固相微萃取 ( *+,-)
该技术集采样、 萃取、 浓缩、 进样于一体, 简便、 快速、 经济安全、 无溶剂、 选择性好且灵敏度高。 文中介绍了固相微萃取的装置、 原理、 操作, 论述了其工作条件选择及优化以及在食品分析中 的应用, 并对其前景进行了展望。 关键词 固相微萃取,萃取分离,食品分析,风味
[’]
机物成分, 取得了良好的结果。 *+,- 装 置 形 状 类 似 于 一 个 微 量 进 样 器, 很小巧, 由萃取头 ( P1P69) 和手柄 ( 4/0269) ! 部分构成。萃取头有 ! 种类型, 一种是由一 根熔融的石英细丝表面涂渍某种色谱固定相 或吸附剂做成的, 另一种萃取头是内部涂有 固定相的细管或毛细管, 称为管内 *+,( 1<I 。萃取头长约 ’ 87, 接不锈钢丝, ;AP6 *+,-) 平时收纳于萃取头鞘以防损坏。手柄用于固 定纤维头, 可连接不同的萃取头。目前用于 食品分析的主要是第 ’ 种 *+,- 装置。如图 [’] : ’ 所示
固相微萃取
有机氯农药
管内固相微萃取(in-细管的内表面,可采用气相色谱毛细管
优点:毛细管柱方便易得,使用寿命长,内径小涂层薄,样
品扩散快,平衡时间短。
In-tube-SPME-GC联用方式
热解析:用注射器将样品溶液注入毛细管柱,萃 取平衡后将水吹出,然后用石英压接头将萃取柱与分 析柱连接,放入气相色谱仪炉箱中热解吸。这种方法
盐的作用和溶液酸度的影响
① 由于被分离物质在固相和液相之间的分配 系数受基体性质的影响,当基体变化时分配系 数也会改变。
② 在水溶液中加入NaCl,Na2SO4等可增强水 溶液的离子强度,减少被分离有机物的溶解度, 使分配系数增大提高分析灵敏度。 ③ 控制溶液的酸度也可改变被分离物在水中的 溶解度。
与气相色谱或高效液相色谱仪联用样品前处理技术。
固相微萃取装置
最初的SPME是将高分 子材料均匀涂渍在硅 纤维上 ,形成圆柱形 的涂层,根据相似相溶 原理进行萃取的。
与SPE 相比SPME具有以下优点:
(1 ) 不使用有机溶剂萃取,降低了成本,避免了二次污 染; (2) 操作时间短,从萃取进样到分析结束不足1h; (3) 样品用量少,几mL—几十mL; (4) 操作简便,可减少待测组分的挥发损失 ; (5) 检测限达 μg/L—ng/L水平;
(6) 适于挥发性有机物、半挥发性有机物及不具挥发性
的有机物。
利用特殊的固相对分析组分的吸
附作用,将组分从试样基质中萃 取出来,并逐渐富集,完成试样前
处理过程。
当萃取体系处于动态平衡状态时,待测物的富集量: n = kvfvsc0/(kvf+vs) 由于芯片上固定液的总体积 (Vf) 仅几十微升,远远地 小于水相的体积 (Vs),而多数有机待测物的 k值并不大, 容易满足Vf <<Vs的条件,因此简化为 n = kvfc0
固相微萃取原理及使用
固相微萃取原理及使用固相微萃取(SPME,Solid-Phase Microextraction)是一种新型的样品前处理技术,通过固定在纤维上的固相吸附剂从气态、液态或固态样品中萃取目标分析物,并将其直接转移到气相色谱仪(GC)或液相色谱仪(LC)进行定性和定量分析。
固相微萃取的原理基于固相吸附剂对目标分析物的亲合性。
通常使用的固相吸附剂是聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其他官能化的聚合物。
PDMS 纤维富含非极性表面,能够吸附疏水性的目标分析物。
在样品中,目标分析物与固相吸附剂表面发生吸附作用,达到平衡后,可以将纤维直接放入分析仪器进行进一步分析。
固相微萃取的使用步骤包括样品处理、纤维曝气和分析步骤。
样品处理通常涉及样品的预处理,如溶解、稀释、搅拌等,以便将目标分析物从样品基质中释放出来。
然后将固相吸附剂纤维插入样品中,使其与目标分析物接触,并允许吸附达到平衡。
曝气步骤是将纤维暴露在空气或惰性气体中,以去除吸附在纤维上的水分和挥发性杂质。
最后,将纤维放入色谱仪进行分析。
固相微萃取的优点包括简便、快速、高效、灵敏、环境友好以及无需有机溶剂等。
相比于传统的样品前处理方法,如液-液萃取和固相萃取,固相微萃取不需要大量的溶剂、操作步骤和设备,大大简化了样品前处理的流程。
此外,由于固相微萃取仅使用微量吸附剂,其分析结果更具可重复性和可比性。
同时,固相微萃取可以在不破坏或减少样品中目标分析物含量的情况下实现富集,避免了样品基质对分析结果的干扰。
固相微萃取在环境、食品、生物、医药等领域中得到了广泛应用。
例如,可以用于食品和饮料中残留农药和有害物质的分析,环境水样中的挥发性有机物的监测,空气中的挥发性有机物的测定,以及生物样品中药物或代谢物的分析等。
此外,固相微萃取还可以与其他技术结合,如气相色谱质谱联用、高效液相色谱质谱联用等,以实现更高的分析灵敏度和选择性。
总之,固相微萃取是一种新颖的样品前处理技术,具有简便、高效、灵敏且环境友好的特点,被广泛应用于各种样品的分析和监测,并为分析化学领域带来了极大的便利。
固相萃取和固相微萃取的其他应用
02
在实际应用中,可以根据目标化合物 的性质选择合适的萃取柱。例如,对 于极性有机污染物,可以选择极性萃 取柱;对于非极性有机污染物,可以 选择非极性萃取柱。此外,还可以通 过添加盐或其他添加剂来调节水样的 pH值或离子强度,以提高目标化合 物的萃取效率。
03
经过固相萃取或固相微萃取处理后的水 样,可以用于后续的检测分析,如液相 色谱法(LC)或质谱法(MS)。这些 分析方法能够提供较高的灵敏度和选择 性,有助于准确测定水中的有机污染物 浓度。
固相萃取和固相微萃取的 其他应用
• 固相萃取和固相微萃取的基本原理 • 固相萃取和固相微萃取在环境分析中
的应用 • 固相萃取和固相微萃取在食品分析中
的应用
• 固相萃取和固相微萃取在生物分析中 的应用
• 固相萃取和固相微萃取在其他领域的 应用
01
固相萃取和固相微萃取的基本原理
定义与工作原理
定义
蛋白质的分离与纯化
蛋白质分离
固相萃取和固相微萃取技术可用于蛋白质的分离与纯化,通过选择合适的吸附剂和洗脱条件,实现对蛋白质的有 效分离。
蛋白质研究
对于蛋白质的结构与功能研究、蛋白质组学和生物信息学等领域具有重要意义,有助于揭示生命活动的奥秘。
05
固相萃取和固相微萃取在其他领域的
应用
在制药工业中的应用
残留量分析
固相微萃取技术可以用于分析食品中 农药残留的量,结合色谱分析方法, 能够快速、准确地测定农药残留量。
食品中的添加剂和污染物
添加剂提取
固相萃取可以有效地提取食品中的添加剂,如色素、防腐剂等,为食品安全检测 提供技术支持。
污染物分离
固相微萃取可用于分离食品中的有害污染物,如重金属、二噁英等,为污染物的 控制和预防提供依据。
固相微萃取原理与应用
固相微萃取原理与应用固相微萃取(SPME, solid-phase microextraction)是一种无溶剂、非破坏性的预处理技术,用于提取和浓缩分析样品中的目标化合物。
它采用了一种特殊的固相纤维,通常是聚二甲基硅氧烷(PDMS),将目标分析化合物从样品中以固相吸附的方式捕集起来。
其优点包括简便、快速、高效,可以应用于多种样品类型和化合物类别。
SPME的原理基于分配系数(partition coefficient)的概念。
分析目标物分布在气相、液相和固相之间,SPME纤维通过吸附和解吸过程在气相和固相之间平衡分配,实现了目标物从样品到纤维上的转移。
SPME的应用广泛涉及环境、食品、药物、生物、石油化工等领域。
例如在环境领域中,SPME可用于挥发性有机化合物(VOCs)和揮發性残留有机物(VROs)的分析。
在食品领域中,SPME被广泛应用于食品中的香气和风味分析,如葡萄酒、咖啡、奶制品等。
SPME的操作流程简单。
首先,选择合适的纤维类型和形式,比如直接插入纤维或通过样品瓶盖压合等方式使纤维与样品接触。
然后,通过吸附、温度控制、搅拌等条件,使目标化合物在固相纤维上固定。
最后,将纤维转移到分析设备中,如气相色谱(GC)、液相色谱(HPLC)等进行分析。
SPME的优点包括:1.无需溶剂:与传统的液液萃取相比,SPME不需使用有机溶剂,减少了对环境的污染。
2.非破坏性:SPME不需要破坏样品结构,适用于有限样品量或不可再生样品。
3.高灵敏度:SPME可实现对低浓度目标物的捕集和浓缩,提高了灵敏度。
4.快速:SPME操作简便,分析时间短。
5.可在线监测:SPME技术可以与其他分析方法(如气相色谱质谱联用)相结合,实现实时或在线分析。
然而,SPME技术也存在一些限制:1.纤维选择:选择合适的纤维类型和形式对于捕集目标物的选择性和灵敏度至关重要。
没有一种纤维可以适用于所有化合物。
2.矩阵效应:复杂样品基质中的共存物可能会影响分析结果,例如干扰分析目标物的捕集或解吸。
关于固相微萃取技术及其在分析中的应用(综述)
3 定量方法
由于固相微萃取属于一种动态平衡技术,因此定量需要对某些外部条件进行校正。当分析气体试样时,因为试样既不是在开放的空间,体积又不是很大,结果只和分析组分和固定相之间的分配系数有关,它决定于温度和湿度,故分析结果在对温湿度校正后直接以气相色谱测定值定量。分析杂质较少的液体试样可采用外标法,将标准加至相对清洁的基质中进行固相微萃取,制作校正曲线,试样通过查找校正 曲线上的点而定量。基质比较复杂的试样一般使用标准添加法或内标法。使用标准添加法需注重,试样中的分析组分不一定能象加入的标准那样轻易被提取,分析时要筛选条件保证分析组分的提取率。使用内标法需要筛选出和分析组分分配系数相同或相近的内标物,在这方面成功的实验方法较多,例如Ishii在检验人体液中的麻醉、止痛剂phencyclidine的量时选用diphenylpyraline hydrochloride作为内标,〔11〕Kumazawa在检测人体液中的乙醇量时选用异丁醇作为内标。〔26〕
2.1.3 萃取时间 萃取时间是从石英纤维和试样接触到吸附平衡所需要的时间。为保证试验结果重现性良好,应在试验中保持萃取时间一定。影响萃取时间的因素很多,例如分配系数、试样的扩散速度、试样量、容器体积、试样本身基质、温度等。在萃取初始阶段,分析组分很轻易且很快富集到石英纤维固定相中,随着时间的延长,富集的速度越来越慢, 接近平衡状态时即使时间延长对富集也没有意义了,因此在摸索实验方法时必须做富集—时间曲线,从曲线上找出最佳萃取时间点,即曲线接近平缓的最短时间。一般萃取时间在5~60 min以内,但也有非凡情况。
2.1.5 改变pH值 改变pH值同使用无机盐一样能改变分析组分和试样介质、固定相之间的分配系数,对于改善试样中分析成分的吸附是有益的。由于固定相属于非离子型聚合物,故对于吸附中性形式的分析物更有效。调节液体试样的pH值可防止分析组分离子化,提高被固定相吸附的能力。例如,Garcia在实际检测中发现,pH=4时对酒香味组成成分检测效果最好;〔24〕Pan在分析极性化合物脂肪酸时选用了一系列pH值,其中pH=5.5效果最佳。〔22〕
固相微萃取
采用固相微萃取和液相色谱-质谱联用法对果汁中氨基甲酸酯类及苯基脲类农药残留进行分析摘要:采用一种固相微萃取及液相色谱-单一四极(LC/MS)、液相色谱-四极离子阱质谱的方法对果汁中的氨基甲酸酯类及苯基脲类农药残留进行检测。
提取果汁中水基质中农药残留用三种类型的纤维:50-μm 聚乙二醇/类树酯(CW/TPR)、60-μm 聚二硅烷氧/二乙烯基苯(PDMS/DVB)、85-μm 聚丙烯酸酯。
综合不同提取条件得出,时间为90分钟,温度为20度,体积1毫升为最佳。
萃取后,一种静态模式下的解吸是在SPME/HPLC的特定界面室执行的(先在该界面室填满70%甲醇和30%水)。
以果汁两种固定含量(0.2mg/kg-1和0.5mg/kg-1)为例,最佳回收率获得是采用PDMS/DVB和CW/TPR纤维萃取,范围为25%-82%(绿谷隆、敌草隆、乙霉威),相对标准偏差为1%-17%。
意大利和西班牙的立法规定果汁中农药定量限为0.005-0.05μgml-1,任何情况下只能等于或小于最大残留限量(MRLs)。
质谱分析通过电离雾化源以正离子模式下,在单一四极和QIT质量分析器可以有选择性离子监测和多反应监测两种模式操作分析。
提出的这种新方法适应于选定的果汁中农药含量的测定。
前言对食物中农药残留评估的最重要目的是确保食品质量和防止消费者的可能健康风险。
随着农药残留频繁的在柑橘类水果和葡萄中发现,消费者很容易把视角转移到相关的果汁上,然后变成一种消费者健康的风险担忧。
为了在食品复杂的基质中获得一种实用、快速的检测农药残留方法,一些简单的处理办法已发展起来,包括液液萃取[1]、超临界流体萃取[2]、固相萃取[3]和固相微萃取[4],然而,对于液液萃取和固相萃取,最大的缺点就是要使用大量的溶剂,步骤操作繁琐,在分析物和干扰物很可能被共同萃取之前对萃取物浓缩。
固相微萃取,1990年由Arthur和Pawliszyn提出来[5],是一种使用硅纤维涂在合适的固定相上而可以进行萃取的技术。
固相微萃取(SPME)技术基本理论及应用进展
86 Modern Scientific Instruments 2006 2n = Kfs即为SPME的定量基础[4]则达平衡时待测物在萃取纤维涂层中的量可由下式表达V1溶液(或固相)及顶空的体积在实际体系中K2不仅与同一组分的不同浓度有关严格地讲可以假设不同组分的浓度往往很低只在分母处多了K2 V3一项因而1.2 操作步骤图1所示SPME装置为针状套管结构内层为石英光导纤维材料SPMESPME首创于1989年SPME以熔融石英光导纤维或其它材料为基体支持物的特点对待测物进行提取SPME的基本原理和萃取机制可以描述为待测物在介质相和/或顶空相在一定条件下达动态平衡时以此作为定量分析的依据[1-3]在单相待测物在萃取纤维涂层中的量可由下式表达 Kfs为待测物在样品及涂层间的分配系数Vs为样品体积式 2006-03-22作者简介渍不同固定相薄膜其一是将涂渍或键合了固定相的熔融石英玻璃纤维表面暴露于样品介质或顶空将待测物分离与定量不难看出萃取纤维涂层是影响SPME萃取选择性及灵敏度的重要部分可以改变对不同待测化合物的选择特性和吸附量一般而言可以提高萃取选择性选用非极性的萃取涂层PDMS乙醇而对乙酸乙酯等极性较弱的化合物有非常明显的吸附增量选用极性较强的PA萃取涂层相对极性较强选用部分交联和复合键合相的萃取涂层显然增加了对待测物质的选择性数据显示另外表2增加萃取纤维涂层的厚度有助于待测物质萃取回收率的提高表2的数据表明m的PDMS涂层对低分子量和中等分子量的化合物萃取回收率较高m和7对分子量高的化合物提取效率较高萃取涂层的厚度和长度受到萃取纤维支持材料的限制能在其表面涂渍高分子固定相薄膜的种类及数量有限高分子固定相涂层对有机物的萃取和富集是一种动态平衡过程即需要较大的固-气和固-液分配系数保证待测物质在涂层中有较快的扩散速度并且能在GC的进样口迅速热解析另外在光滑的石英纤维表面上保持均匀的涂层厚度及重复性是该技术的关键所在)待测物质*100m膜厚71甲苯51SPME萃取样品时间为15分钟Supelco Bulletin No.923m85m65萃取效率与待测物质在各相之间的分配系数有关温度是直接影响分配系数的重要参数然而SPME表面吸附过程一般为放热反应综合考虑参数条件而萃取纤维表面保持低温现代科学仪器 2006 2 87一般的测试系统均为多组分因而存在萃取吸附竞争萃取纤维的种类等因素[8-9]而挥发性弱的待测物质则需要相对较长的平衡时间萃取温度和时间等参数外pH样品体积进样方式解析温度和时间等2 SPME技术应用进展SPME作为样品前处理技术的特点萃取进样为一体可以大大提高分析灵敏度它是真正的无溶剂绿色装置便于携带操作成本低廉并且可以实现野外采样液体样品的萃取和进样过程可以使用常规自动进样器实现全面自动化操作[13-18]目前SPME可以对空气泥浆及固体的顶空中挥发及半挥发性化合物进行采集及分析定量[19-20]其应用范围扩展到较强极性化合物的分析与SPME-GC联用技术不同其解吸过程是通过使用微量溶剂洗涤萃取纤维将萃取物带入HPLC进行分析SPME-HPLC接口技术的突破蛋白质如今的SPME技术如GC-MSD离子阱质谱毛细管电泳ICP-MSSPME与多种分析仪器联用本身如Liu等应用SPME和毛细管等电聚焦大大拓展了联用技术的应用范围特别是环境与食品分析领域应用研究的开展把SPME作为快速筛选方法应用于环境评价研究和环境保护领域分析研究了生物样本中甲基汞研究了土壤沉积物中丁基锡化合物[36];诸多研究人员将SPME技术与各种分析仪器联用开展了环境激素持久性环境有机污染物阻燃剂及食品中芳香成分的研究[37-40]ICP-MS3 SPME技术在环境与食品分析领域的应用进展3.1 在环境分析中的应用进展SPME主要用于挥发性及半挥发性有机物的分析研究由于SPME技术和现代分析仪器技术在近十余年来都有迅速发展分析介质及所用技术多样灵活表3 SPME技术在环境分析中的应用待测化合物分析介质应用技术文献有机磷农药河水GC-ICP-MS41酚水在线衍生,GC-MS42ppt级烷烃硫醇废水在线衍生,GC-MS43有机锡水和土壤同位素稀释GC-MS44雌激素环境水样In-tube-SPME-LC-MS/MS45化学战剂土壤SPME-IMS46双酚塑料容器GC-MS47乙酸博物馆室内空气离子阱-GC-MS48二噁英土壤GC-MS34雌激素水样GC-MS/MS49有机磷阻燃剂该技术在食品分析领域也有新的进展表4 SPME技术在食品分析中的应用待测化合物分析介质应用技术文献VOC牛奶HS-SPME-GC-MS58VOC茶GC-MS59OC水果HS-SPME-GC-MS60氯酚红酒GC-MS61甲基汞鱼体组织同位素稀释质谱62甲氧基吡嗪酒同位素稀释-2DGC63芳香成分咖啡豆GC-MS64农药及其代谢物牛奶GC-MS/MS6588 Modern Scientific Instruments 2006 2有机磷农药蔬菜气体传感器66微曲霉素食品GC-MS67芳香成分啤酒GC-MS68VOC咖啡豆2D-GC-TOF-MS69农药残留食品CE-MS704 展 望SPME技术以其简便易操作等特点研究分析领域广泛预计未来的研究热点应为提高SPME技术的自动化程度开发研制多组分将现代仪器分析技术在食品芳香成分分析领域开展更多参考文献[1] Gyorgy Vas and Karoly Vekey. 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固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用的现状
固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用的现状一、概述固相微萃取技术(SolidPhase Microextraction,简称SPME)自20世纪90年代初期兴起以来,凭借其独特的优势,已在多个领域得到广泛应用。
作为一种非溶剂型选择性萃取法,固相微萃取技术集采样、萃取、浓缩、进样于一体,极大地简化了分析流程,提高了分析效率。
该技术的出现,不仅克服了传统样品前处理技术的缺陷,还避免了有机溶剂的使用,从而降低了对环境的二次污染。
在固相微萃取技术中,熔融石英纤维或其他材料作为基体支持物,表面涂渍有不同性质的高分子固定相薄层。
这些固定相利用“相似相溶”能够对待测物进行高效的选择性吸附。
通过直接或顶空方式,固相微萃取技术能够从复杂基质中快速、准确地提取目标化合物,为后续的分析检测提供可靠的样品。
随着研究的深入和技术的不断完善,固相微萃取技术在仪器装置、萃取纤维涂层、联用技术等方面均取得了显著的进展。
新型萃取纤维涂层材料的研发,提高了固相微萃取的选择性和灵敏度;联用技术的不断发展,使得固相微萃取能够与其他分析技术(如气相色谱、液相色谱、质谱等)相结合,实现更精确、更全面的分析。
在食品分析领域,固相微萃取技术因其独特的优势而备受关注。
食品中的添加剂、农药残留、营养成分以及风味成分等都可以通过固相微萃取技术进行高效提取和分析。
该技术还广泛应用于食品安全检测、质量控制以及新产品研发等方面。
对固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用现状的深入研究,具有重要的理论意义和实践价值。
1. 固相微萃取技术的定义与特点固相微萃取(SolidPhase Microextraction, SPME)技术是一种革命性的样品前处理技术,其最早由加拿大Waterloo大学的Pawlinszyn及其合作者于1989年提出。
固相微萃取技术的核心在于使用涂有固定相的熔融石英纤维来吸附、富集样品中的待测物质。
这种技术不仅克服了传统样品前处理技术的诸多缺陷,而且集采样、萃取、浓缩、进样于一体,显著提高了分析检测的速度与效率。
固相微萃取头种类
固相微萃取头种类以固相微萃取头种类为标题,写一篇文章。
引言:固相微萃取是一种常用的样品前处理技术,广泛应用于环境分析、食品安全检测、药物代谢研究等领域。
固相微萃取头作为固相微萃取的关键部分,具有选择性强、灵敏度高、操作简便等优点。
本文将介绍固相微萃取头的几种常见类型及其应用。
一、固相萃取柱固相萃取柱是最常见的固相微萃取头类型之一。
它由一定长度的管状吸附剂填充而成,常见的吸附剂有活性炭、硅胶、C18等。
固相萃取柱广泛应用于环境水样中有机污染物的富集与分离。
其原理是通过样品溶液经过固相萃取柱时,目标分析物与吸附剂表面发生吸附作用,从而实现目标物的富集。
固相萃取柱具有操作简便、选择性强、灵敏度高等优点,成本较低,因此在实验室内广泛使用。
二、固相微萃取针固相微萃取针是一种采用固相微萃取技术的自动化样品前处理设备。
它由固相萃取柱、进样针和进样器等组成。
固相微萃取针广泛应用于食品安全检测、药物代谢研究等领域。
其原理是通过固相萃取柱对样品进行富集,然后将富集的目标物转移到进样器中,再通过进样器进入色谱仪进行分析。
固相微萃取针具有高效、快速、灵敏度高等优点,能够有效减少样品前处理时间和操作步骤。
三、固相微萃取膜固相微萃取膜是一种采用固相微萃取技术的薄膜材料。
它通常由聚合物材料制成,具有大孔径和高比表面积等特点。
固相微萃取膜广泛应用于食品安全检测、环境监测等领域。
其原理是通过固相微萃取膜对样品中的目标物进行吸附,然后将目标物转移到溶剂中进行分析。
固相微萃取膜具有灵敏度高、选择性强、操作简便等优点,能够有效提高分析效率。
四、固相微萃取纤维固相微萃取纤维是一种采用固相微萃取技术的纤维材料。
它通常由聚合物材料制成,具有高比表面积和良好的化学稳定性。
固相微萃取纤维广泛应用于环境水样、生物体液等复杂样品的分析。
其原理是通过固相微萃取纤维对目标物进行吸附,然后将纤维转移到溶剂中进行分析。
固相微萃取纤维具有选择性高、操作简便等优点,能够有效减少样品前处理时间和操作步骤。
固相微萃取SPME
其它领域的应用
SPME在日用品有害物质的质量监测,纺织品 中偶氮染料的测定,建材中甲醛的分析以及烟 叶中有机酸含量的分析等各个方面都被广泛应 用。
第四组
展望
随着人们所面对的分析体系越来越复杂,人们采 用的分析手段越来越高。固相微萃取技术作为一 种真正的无溶剂萃取技术,随着性能更好的萃取 头涂层材料的出现,其技术、仪器装置等的不断 完善,它必将拥有更为广阔的发展前景。
第四组
顶空萃取(HS-SPME)
在顶空萃取模式中,萃取过程可以分为两个步骤:① 被分析组分从液相中先扩散穿透到气相中;②被分析 组分从气相转移到萃取固定相中。这种改型可以避免 萃取固定相受到某些样品基质(比如人体分泌物或尿 液)中高分子物质和不挥发性物质的污染。在该萃取 过程中,步骤②的萃取速度总体上远远大于步骤①的 扩散速度,所以步骤①成为萃取的控制步骤。因此挥 发性组分比半挥发性组分萃取速度快。实际上对于挥 发性组分而言,在相同的样品混匀条件下,顶空萃取 的平衡时间远远小于直接萃取平衡时间。
当萃取达到平衡时,进入萃取相的分析物的量为: N=KfsV1CoV2/(KfsV1+V2)
其中,Co为萃取前分析物在样品中的浓度;Kfs 为分析物在萃取相和试样间的分配系数; V1 为 萃取相的体积;V2为样品的体积。
第四组
固相微萃取装置
第四组
固相微萃取装置
SPME的装置由手柄和萃取纤维头两 部分构成,纤维头是一根1cm长涂有 不同色谱固定液的熔融石英纤维,装 在类似于微量注射器的针管内,针管 可以保护纤维头不易折断,当针头穿 过样品瓶中,压下管芯,使纤维头从针 管中伸出,浸入溶液中(浸入方式)或 置于易挥发样品的上部空间(顶空方
第四组
第四组
固相微萃取技术及其应用
固相微萃取技术及其应用潘丽红【摘要】固相微萃取技术是一种安全、高效的样品预处理技术.阐述了固相微萃取技术近几年的发展,应用及影响其工作条件的因素;固相微萃取的连用技术及其弊端,展望了固相微萃取技术的未来发展趋势.【期刊名称】《金陵科技学院学报》【年(卷),期】2013(029)002【总页数】5页(P41-45)【关键词】固相微萃取;食品分析;挥发性物质【作者】潘丽红【作者单位】金陵科技学院龙蟠学院,江苏南京211169【正文语种】中文【中图分类】TS207.3固相微萃取(Solid Phase Micro-Extraction,SPME)技术是一种新兴样品分析前处理技术,它是加拿大Waterloo大学的Pawliszyn于1990年提出的,是在固相萃取的基础上发展而来[1]。
它是一种基于气固吸附(吸收)和液固吸附(吸收)平衡的富集方法,利用分析物对活性固体表面(熔融石英纤维表面的涂层)有一定的吸附(吸收)亲合力而达到被分离富集的目的。
SPME是在固相萃取的基础上发展而来的,但它克服了固相萃取的缺点,相对于传统样品处理方法而言,该技术无需溶剂、简单方便[2],为样品预处理开辟了一个全新的局面。
SPME和其它分析方法相结合可广泛用于大气、水、土壤、食品、药品、生物材料中挥发性、半挥发性有机物的分离,分析速度快,检出限可达到10-10~ 10-12级,相对标准偏差小于30%,线性范围为3~5个数量级。
1 固相微萃取的原理固相微萃取是一种利用有机物和溶剂“相似相溶”的原理制备而来的,是一种基于气固吸附(吸收)和液固吸附(吸收)平衡的富集方法,利用分析物对活性固体表面(熔融石英纤维表面的涂层)有一定的吸附(吸收)亲合力而达到被分离富集的目的[1],高分子固定相涂层对有机物的萃取和富集是一种动态平衡过程,涂层要对有机分子有较强的选择。
2 固相微萃取装置目前国内所用的SPME装置大多为美国Supelco公司的产品,也有一些自制的SPME装置。
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毛细管固相微萃取的装置与操作过程
GC开管毛细管柱安装在HPLC自动进样针和进样管之 间,为避免计量泵的污染,进样管一直置于流路中。 毛细管固相微萃取包括两个步骤:萃取和解吸。 萃取之前需用流动相如甲醇等冲洗毛细管,并使流 动相停留在毛细管中。 萃取开始,进样针在微机控制下,反复将样品瓶中 的样品吸入、排出毛细管若干次,在此过程中,目 标污染物在水相和毛细管内壁高分子固定相之间进 行动态分配。目标分析物就被富集在管壁的固定相 上。
毛细管固相微萃取的装置与操作过程
解吸:萃取结束后,进样针会从溶剂瓶中吸 入流动相或其他溶剂洗脱固定相中富集的分 析物,带入后面的进样管中,待分析物解析 完全之后,将进样管中的分析物带入液相色 谱柱分离测定。
毛细管固相微萃取技术
操作过程中应用自动进样器使萃取、解吸和进样过 程不间断进行,提高分析的准确度和精确密度。 当样品中含有分配系数较高的分析物时,所需的平 衡时间较长,但样品被反复地吸入和排出毛细管, 可以起到搅动样品的作用,缩短到达吸附平衡的时 间。 由于分析物在每次流动相排出毛细管时都会有部分 解吸,因此in-tube SPME不能完全萃取样品中 的分析物。
医药卫生领域的应用
血、尿等生物样本中有机化合物的测定
固相萃取血、尿等生物样品中的化合物时, 全血的萃取效率为0.8%-12.9%,尿样为3.8%40.2%。由于基体复杂程度不同,尿样检测往往 比血样检测具有更高的灵敏度和精密度 固相萃取不适于测定毛发样品的可卡因、 海洛因等生物碱,因为酯类化合物会在碱性环 境中水解。
金属及准金属化合物形态分析的应用
样品基体为复杂的固体时,为提高萃取效率, 还要在萃取前,对样品进行简单的处理。 应用:鱼体内汞化合物的测定,需将组织样 品打碎,浸于25%CH3OH-NaOH溶液中超声振 荡3h,再取浸取液进行衍生和固相微萃取操 作,检测限可达pg级
其他方面的应用
有机化合物在环境中的迁移转化以及对生物的影响程度 均与其在环境中的赋存形态有关。因此研究目标化合物 在整个体系中多相之间的分配,意义重大。 化合物在各相之间的分配是一个平衡过程,若采用完全 萃取方法富集其中一相中的化合物,平衡被破坏,并向 化合物减少的方向移动,得到的浓度分配或赋存形态结 果就不准确。 固相微萃取是非完全萃取过程,萃取相体积小,富集的 化合物量也很少,通常只有总量的1%-20%,因此只 要选择适当的纤维,对目标化合物具有良好选择性的薄 的涂层,并缩短萃取时间,萃取就不会改变体系的性质, 还可以实现实时监控。
进样体积的影响
进样的体积就是完全解吸分析物所需的流动 相的体积。 太大,时间太长 太短,萃取量少
In-tube SPME方法与纤维SPME法的区别
萃取的化合物一个是富集在纤维的表面,一 个是富集在毛细管的内壁。 In-tube SPME使用细径毛细管,为防止柱和 流路的堵塞,必须在萃取前去除样品中的颗 粒物,因此比较适合洁净水样的分析。 纤维SPME就不用去除样品中的颗粒物,因 为可以用顶空萃取消除干扰,或在直接萃取 后用水冲洗纤维清除表面的颗粒物,但纤维 易于折断,还会在进样和搅动中遭到破坏。
环境分析领域的应用
土壤、底泥与生物组织等固体样品
固体样品不能直接进行固相微萃取的操作,可加 热样品,使易挥发的分析物进入顶空后采用顶空方式 萃取,对于样品中的挥发性化合物比较适应。 还可使用微波辅助萃取将固体样品中的分析物转 移到液相,这样可以避免使用有机溶剂。 具体:在固体样品中加入适量水,利用水分子对微 波能量的强吸收作用,进行微波加热并加上一定的压 力,使分析物从固体样品转移至水相中,再用固相微 萃取进行富集。
Pollien利用SPME技术测定了12种风味物 质的油-水分配系数,他们分别用顶空方式 和直接浸没方式萃取测定了油相和水相中的 化合物浓度,避免了操作过程中由化合物挥 发造成的误差。
第五节
毛细管固相微萃取技术
固相微萃取技术与GC色谱联用,可以自动完 成萃取和进样的步骤 但是和HPLC不能实现自动化,原因是没有合 适的进样设备 1997年提出了毛细管固相微萃取(in-tube SPME)技术,
涂层的影响
遵循“相似相容原理” 针对极性的化合物,应选择极性的涂层 针对非极性的化合物,应选择非极性的涂层
毛细管长度的影响
毛细管长度在50-60cm范围内最好。毛细管 太短,萃取效率低,毛细管太长,萃取的分 析物在解析时过于分散,就会出现峰展宽的 现象。
样品吸排的影响
增加样品吸排的次数和体积会提高萃取效率, 但经常使色谱峰展宽。 样品吸排的流速会同时影响萃取效率和方法 的精密度。
固相萃取是目前最好的试样前处理方法之 一,具有简单、费用少、易于自动化等一系 列优点。而固相微萃取是在固相萃取基础上 发展起来的,保留了其所有的优点,摒弃了 其需要柱填充物和使用溶剂进行解吸的弊病, 它只要一支类似进样器的固相微萃取装置即 可完成全部前处理和进样工作
Байду номын сангаас
固相微萃取装置
固相微萃取装置外型如一只微量进 样器,由手柄和萃取头两部分构成, 萃取头是一根1㎝长,涂有不同吸 附剂的熔融纤维,接在不锈钢丝上, 外套细不锈钢管(保护石英纤维不 被折断),纤维头在钢管内可伸缩 或进出,细不锈钢管可穿透橡胶或 塑料垫片进行取样或进样。手柄用 于安装或固定萃取头,可永远使用。
医药卫生领域的应用
药物成分分析
固相萃取-气相色谱联用是分析中药材中挥 发性成分的强有力工具。
化工领域的应用
要求采用灵敏的方法对人接触的化工产品进 行检测。 例如:研究报道将纺织品和皮革的碎片置于 柠檬酸缓冲介质中,70oC下还原裂解30min生成不
同的芳香胺化合物,以三氯苯胺和2-甲基-1萘胺作为内 标物进行定量分析,检测限可达0.75μg/ml。与常用的 分析方法相比减少了2/3的时间。
毛细管固相微萃取(in-tube-SPME)
将萃取涂层涂在毛细管的内表 面,可采用气相色谱毛细管
优点:毛细管柱方便易得,使
用寿命长,内径小涂层薄,样品 扩散快,平衡时间短。
毛细管固相微萃取技术
将涂有固定相的GC毛细管柱用于样品萃取并 与商品化HPLC自动进样器相连,无需使用特 殊的接口进行解析,使固相微萃取与液相色 谱的联用实现了自动化。同时还克服了纤维 SPME的涂层经溶剂浸泡洗脱容易造成溶胀脱 落的问题
即较高的吸排速度一方面可以较好地搅动样品, 使分析物的质量传递加快,增加萃取效率; 另一方面又会使流动相中产生气泡,降低萃取的效 率和精密度。 最优的吸排流速为50-100μL/min
平衡时间的影响
平衡时间也很重要,太长效率太低,太短萃 取不能达到要求 萃取时间的优化需要通过萃取量对吸排样品 的次数作优化曲线进行选择。
实物图
固相微萃取装置
关键:石英纤维上涂吸附剂 原则: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性涂层。
第四节
纤维固相微萃取的应用
环境分析领域的应用 食品检测方面的应用 医药卫生领域的应用 化工领域的应用 金属及准金属化合物形态分析的应用 其他方面的应用
环境分析领域的应用
环境水样 固相微萃取在液体样品研究中充分体现 了它的优越性,均匀的液态样品,无需消解, 只要转移到具塞玻璃容器中,调节萃取条件, 盖紧塞子,就可进行萃取操作。 可以测定有机化合物,也可以测定水中无机 离子。
环境水样
文献报道运用固相微萃取/GC/ECD直接 萃取测定水中的三种氯酚的方法,得到了分 析三种氯酚的SHE最佳萃取条件;选取聚丙 烯酸酯(PA)萃取头,水溶液调pH=2,并用 NaCl饱和,室温下在持续磁力搅拌下直接 萃取40min,纤维萃取头在260℃脱附5min。 所建立的方法适于快速、方便地测定水中三 种氯酚,无须浓缩和预处理。
食品检测方面的应用
食品检测主要是评价其营养价值,监测各种食品添 加剂的含量,进行质量控制,由于食品样品基体比 较复杂,一般采用顶空萃取方式。 芳香剂和香料的测定也是食品检测的重要方面,包 括一些小分子的有机化合物和含硫的化合物,含量 低,分离困难,但是挥发性强 可以采用顶空固相萃取方法。 食品被环境污染物玷污后的检测 其他的天然和人造的化合物通过食物链的富集等
环境分析领域的应用
气体样品的分析 主要是挥发性有机物(VOCs)的测定,具有 明显的优势。 传统的方法:一是针对目标化合物的气体采样
即将含有目标化合物的气体通过特定的吸附床或反应剂, 其中的目标化合物通过物理吸附或化学反应被富集, 再经过加热脱附、溶剂解析等方式使化合物适合后续 的色谱分析。 优点:气体组分有效 缺点:现场操作麻烦,不能实时监测,使用有机溶剂
金属及准金属化合物形态分析的应用
固相萃取金属有机化合物,一般用GC测定, 有机金属化合物挥发性较小,需要通过衍生 反应增加其挥发性 对于无机金属离子,更需要通过衍生化反应, 将其转化为有机金属,以利于测定。 常用的衍生试剂 一类是烷基化试剂如格氏试剂和四乙基硼化钠 另一类是氢化试剂如NaBH4、KBH4
医药卫生领域的应用
药品摄入人体后,活性组分是否针对病变组 织发生作用 参与人体代谢过程中又发生了怎样的形态改 变 中药的溶剂残留、农药残留对患者的影响 酒后驾车肇事的鉴定 兴奋剂的鉴定等
医药卫生领域的应用
上述检测都要求高灵敏度、快捷的分析方法。 固相微萃取技术为这些领域的分析工作提供 了无溶剂化、可避免复杂基体干扰的高效方 法。
毛细管固相微萃取原理的数学模型
动态法-在样品反复通过毛细管时萃取分析 物 静态法-样品处于静止状态,分析物通过扩 散的方式迁移到毛细管固定相中,多应用于 现场采用。
毛细管固相微萃取的应用
In-tube-SPME-GC联用方式
热解析:用注射器将样品溶液注入毛细管柱,萃 取平衡后将水吹出,然后用石英压接头将萃取柱与分