一 样品预处理2-Solid phase extraction
固相萃取SPE
固相萃取SPE一、概念和原理固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是一项从八十年代中期开始发展起来的样品前处理技术。
主要用于液体中的半挥发性、难挥发性物质的检测基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。
SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
其分离机理是利用杂质或目标化合物与样品技术基体溶剂和吸附剂之间亲和力的相对大小。
二、SPE的模式及原理1、正相SPE采用比样品本身更强极性的溶剂洗脱吸附的分析物质①吸附剂（固定相）：极性键合相和极性吸附剂，如硅胶键合－NH2、－CN，-Diol（二醇基）silica、florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等．②原理：分析物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。
③作用机理：极性-极性、偶极-偶极、偶极-诱导偶极、氢键，π-π键等。
④流动相：非极性、中等极性⑤固定相：极性。
⑥分析物质：极性、中等极性、非极性⑦应用：从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。
⑧常用正相固相萃取柱极性官能团键合硅胶-CN，-NH2，-Diol极性吸附物质ProElut TM-Silica，ProElutTM-Florisi ProElutTM-Alumina2、反相SPE用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。
①吸附剂（固定相）：非极性或弱极性，如硅胶键合C18,C8, C4,C2,-苯基等。
②分析物中的CH键+ 硅胶表面官能团→吸附→极性溶液中的弱有机分析物→保留在SPE。
③作用机理：非极性-非极性相互作用，如范德华力或色散力。
④流动相：极性（水溶液）或中等极性⑤固定相：非极性⑥分离对象：中等到非极性物质⑦应用：强极性的溶剂中（如水样）萃取是非极性或弱极性的化合物。
固相萃取
MSPD 所用的填料与固相萃取（SPE）相同，但是作 用的方式不同。 MSPD 中，固相载体在研磨过程中提供剪切力，破坏 样品组织结构，将样品研磨成更小的部分，键合的有 机相将样品组分溶解并更好地分散在载体表面。
样品在载体表面的分散状态取决于其组分的极性大小。 极性分子与载体表面未被键合的硅烷醇结合， 或形成 氢键； 弱极性分子则分散在键合相/组织基质形成的两相物质 表面。
基体分散固相萃取（MSPD，matrix solid-phase dispersion）一种快速样品处理技术。 其原理是将涂渍有C18 等多种聚合物的担体固相萃取 材料与样品一起研磨，得到半干状态的混合物并将其 作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种 待测物洗脱下来。根据分析物在聚合物/组织基质中 的分散和溶剂的极性将分析物迅速分离。 其优点是浓缩了传统的样品前处理中的样品匀化、组 织细胞裂解、提取、净化等过程，不需要进行组织匀 浆、沉淀、离心、pH调节和样品转移等操作步骤， 避免了样品的损失。
2. 上样 将液态或溶解后的固态样品倒入活化后的固相 萃取小柱，然后利用抽真空，加压，或离心的 方法使样品进入吸附剂。
3. 洗涤和洗脱 在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可 先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉，然 后再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加 以收集。
淋洗和洗脱同前所述一样，可采用抽真空、加 压或离心的方法使淋洗液或洗脱液流过吸附剂。
如Supecol公司提供了给单个固相萃取小柱加 压的单管处理塞，可方便的与固相萃取小柱配 套使用。 又如，为了能使多个固相萃取小柱同时进行抽 真空，Supecol公司提供了十二孔径和24孔径 的真空多歧管装置，可同时处理多个固相萃取 小柱。
下图给出了如何根据样品的基体（溶剂），目标化合物和干扰化 合物的性质来选择固相萃取模式的流程图。
体内药物分析中的样品预处理技术
体内药物分析中的样品预处理技术体内药物分析是指体内样品（生物体液、器官或组织）中药物及其代谢产物或内源性生物活性物质的定量分析。
通常药物进入体内后，其化学结构与存在状态就可能发生显著变化。
在体液中，药物的存在形式多样化，除游离型的原料药物或其代谢物，也有原形药物或其代谢物与葡萄糖醛酸等内源性小分子经共价结合的结合物（或缀合物），还有与蛋白质分子经氢键及其他分子间力结合的结合型药物；而且药物及其代谢物的浓度通常很低、干扰物质多。
因此，在测定时，除少数情况将体液作简单处理后可直接测定外，通常在测定前要对体内样品进行分离净化与浓集等样品前处理，从而为体内样品中药物的测定提供良好的环境和条件。
常用的样品前处理方法有：去除蛋白质、缀合物水解、化学衍生化、分离浓集及微波萃取和微透析技术等。
一、体内样品种类：体内药物分析采用的体内样品包括血液、尿液、唾液、头发、脏器组织、乳汁、精液、脑脊液、泪液、胆汁、胃液、胰液、淋巴液、粪便等样品。
这些大都具有：①采样量少；②待测物浓度低；③干扰物质多的特点。
二、体内样品预处理的目的：⑴使待测药物游离，以便测定药物或代谢物的总浓度；⑵满足测量方法的要求，纯化浓集样品；⑶保护仪器性能、改善分析环境。
三、常用生物样品预处理技术：⒈有机破坏法：湿法破坏：电热消化器法、电热板消化法、烘箱消化法干法破坏：高温电阻炉灰化法、低温等离子灰化法氧瓶燃烧法⒉去蛋白质法：溶剂解法（加入与水相混溶的有机溶剂）、加入中性盐、加入强酸、加入含锌盐或铜盐的沉淀剂、超滤法、酶水解法、加热法⒊分离、纯化和浓集法：液﹣液萃取法、固相萃取法⒋缀水物的水解法：酸水解法、酶水解法⒌化学衍生化发：硅烷化、酰化、烷基化、紫外衍生化、荧光衍生化、点化学衍生化、生成非对映异构体衍生化发四、新兴生物样品预处理技术：⒈微波消解⒉自动化固相萃取⒊固相微萃取⒋液相微萃取⒌微透析技术⒍超临界流体萃取⒎分子印迹固相萃取这里就固相微萃取技术和超临界流体萃取技术进行简单说明：⑴固相微萃取固相微萃取( Solid phase micro2-extraction,SPME) 是80年代末发展起来的样品预处理方法, 其装置简单, 操作方便, 已实现自动控制, 适用于现场分析。
固相萃取技术上
洗脱
分析物
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第三节 固相萃取装置
固相萃取的基本装置包括固相萃取柱和固相萃取过滤装置。固相萃取柱是整个固相萃取装置的核心。
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（1）固相萃取柱
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常见固相提取小柱的构造
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SPE 产品常见形式
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固相提取技术
Solid Phase Extraction (SPE)
色谱填料颗粒填装小柱1978年由Waters首次推出商品化产品：
“Sep-Pak Cartridges”Sample Enrichment & Purification非常成熟的技术数千化合物的参考文献
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分离模式
正相萃取 （非极性液体相，极性改良固体相） 亲水性相互作用极性—极性相互作用氢键π-π相互作用偶极－偶极相互作用偶极－诱导偶极相互作用 极性键合相，如硅胶键合－NH2、－CN，-Diol（二醇基）；极性吸附剂，如Silica、Florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等，可以从强极性的溶剂中吸附是非极性到中等极性的化合物。
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分离模式
反相吸附原理离子交换原理
复合模式
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2、操作步骤
固相提取技术的基本要求：样品必须呈液态驱动力(Driving Forces)－操作方式重力压力真空
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固相提取技术的基本要求
样品必须呈液态驱动力(Driving Forces)－操作方式重力压力真空
溶剂极性图
反相溶剂洗脱强度
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固相萃取技术的原理和应用
固相萃取技术的原理和应用概述固相萃取技术（Solid Phase Extraction，简称SPE）是一种常用的样品前处理方法，通过选择特定的固相吸附剂从复杂的样品基质中选择性地富集目标化合物，达到提高分析灵敏度和准确性的目的。
本文将介绍固相萃取技术的原理和应用。
固相萃取的原理固相萃取的原理基于固相吸附剂的选择性吸附和解吸过程。
固相吸附剂通常是由非极性或有机物基团修饰的多孔硅胶材料、聚合物、磁性微球等。
其原理主要包括以下几个步骤：1.样品处理：将待分析样品通过过滤、离心等操作预处理，去除杂质和固体颗粒。
2.萃取柱装填：将选定的固相吸附剂装填进SPE柱中，形成固相吸附层。
3.样品进样：待分析的样品通过SPE柱，使目标分析物与固相吸附剂接触。
4.杂质洗脱：通过选择性地改变洗脱溶剂的性质，洗脱掉非目标化合物和干扰物质。
5.目标物解吸：使用有选择性的溶剂或者梯度洗脱的方法，将目标分析物从固相吸附剂上解吸下来。
6.浓缩：将目标物溶液通过浓缩操作，减少体积，方便后续分析。
固相萃取的应用固相萃取技术广泛应用于环境、食品、化学、制药、生命科学等领域，以下为几个典型的应用案例：1.环境监测–土壤和水体中有机污染物的富集和分析。
–大气中挥发性有机物的采集和测定。
–水体中微量金属离子的富集和测定。
2.食品安全检测–农药残留的分离和测定。
–食品中毒理物质的富集和分析。
–食品中添加剂的富集和鉴定。
3.药物代谢研究–生物样品（血液、尿液等）中药物代谢产物的富集和分析。
–药物合成中间体的提取和分离。
4.生物分析–生物体中蛋白质、核酸等生物大分子的纯化和分析。
–制备高纯度的生物样品用于质谱分析。
固相萃取技术的优势固相萃取技术相比于传统的液液萃取和固液萃取方法具有以下优势：1.简便易行：操作简单，无需大量溶剂和复杂的操作步骤。
2.富集效果好：固相吸附材料提供了大表面积和大吸附容量，对样品中的目标分析物有较好的富集效果。
3.高选择性：通过选择不同的固相吸附剂和洗脱条件可以实现对目标化合物的高选择性富集。
固相萃取分类
固相萃取分类固相萃取（Solid-phase extraction，简称SPE）是一种常用的样品前处理方法，广泛应用于化学分析、环境监测、食品安全等领域。
它通过将待分析样品中的目标化合物吸附到固定相上，再用洗脱剂将目标化合物从固相上洗脱下来，从而实现对目标化合物的分离和富集。
固相萃取的分类主要包括以下几种：1. 正相固相萃取（Normal phase solid-phase extraction）：正相固相萃取是指固定相表面具有极性官能团，适用于极性化合物的富集。
常用的固定相材料包括硅胶、氨基硅胶等。
正相固相萃取的原理是通过样品溶剂与固定相之间的亲和作用，使样品中的目标化合物在固定相上发生吸附。
随后，使用洗脱剂将目标化合物从固定相上洗脱下来。
2. 反相固相萃取（Reverse phase solid-phase extraction）：反相固相萃取是指固定相表面具有疏水性官能团，适用于非极性或疏水性化合物的富集。
常用的固定相材料包括C18、C8等疏水性材料。
反相固相萃取的原理是通过样品溶剂与固定相之间的疏水作用，使样品中的目标化合物在固定相上发生吸附。
随后，使用洗脱剂将目标化合物从固定相上洗脱下来。
3. 混合模式固相萃取（Mixed-mode solid-phase extraction）：混合模式固相萃取是指固定相表面同时具有正相和反相性质的官能团，适用于同时富集极性和非极性化合物的样品。
通过在固定相上引入具有不同官能团的化合物，可以实现对不同性质的化合物的选择性富集。
4. 选择性固相萃取（Selective solid-phase extraction）：选择性固相萃取是指通过选择特定的固定相材料或添加适当的修饰剂，实现对特定化合物的选择性富集。
常用的选择性固相萃取方法包括分子印迹固相萃取、固相微萃取等。
分子印迹固相萃取通过在固相上引入与目标化合物具有亲和性的模板分子，实现对目标化合物的高选择性富集。
样品前处理常用技术
Two-Step Liquid-Liquid-Liquid Microextraction
Conventional liquid-liquid extraction (LLE) requires large amounts of toxic organic solvents and is tedious and time-consuming. Solid-phase extraction (SPE) is relatively expensive and the enrichment factors obtained are relatively low without solvent evaporation
除草剂
杀虫剂 有机磷农药 有机磷农药
有机氯农药
管内固相微萃取(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。
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
不适于日常分析。
溶剂解吸：水样用氮气以极缓慢的流速吹入毛细
管萃取柱中，再将水吹出萃取柱，将适当溶剂注入萃
取柱中解吸，收集解吸溶液注入气相色谱中分析。
说明：1）萃取毛细管柱为长33cm，内径0.53mm，膜厚3.5µm的OV-1
毛细管柱； 2）在11处与GC冷柱头进样器相连，实现柱上进样。 将管内固相微萃取与GC法结合，采用溶剂解吸，通过两个六通阀
2）微孔膜液液萃取
微孔膜液液萃取装置与液膜萃取装置基本一样。它
固相萃取基本原理与操作
固相萃取基本原理与操作固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种常用的样品前处理技术，用于从复杂的样品基质中富集和纯化目标化合物。
它在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到广泛应用。
固相萃取的基本原理是利用固定在固相材料上的吸附剂选择性地吸附目标化合物，然后通过洗脱过程将目标化合物从吸附剂上解吸下来。
固相萃取操作一般包括以下几个步骤：1.准备固相柱：将固相柱安装在固相萃取仪器上，并根据需要装填合适的固相填料（如吸附剂）。
常用的吸附剂有C18矽胶、环烷基、聚合物和细碳纤维等。
2.样品预处理：将样品通过一系列的预处理方法，如过滤、离心浓缩、酸碱调节、转化、净化等，进行初步的处理，以去除杂质和提高目标化合物的浓度。
3.样品加载：将经过预处理的样品通过进样装置加载到固相柱中，将目标化合物以及其他可能的干扰物吸附在固相填料上。
4.洗脱：根据目标化合物和干扰物的亲水性和疏水性差异，选择适当的洗脱溶液进行洗脱，将目标化合物从固相填料上洗脱下来。
洗脱过程中通常使用有机溶剂，如乙腈、甲醇等。
5.浓缩和回溶：将洗脱液浓缩到一定体积，以提高目标化合物的浓度。
通常使用氮气吹扫、蒸发浓缩等方法进行浓缩。
浓缩后，可以选择适当的溶剂进行回溶，以获得满足实验要求的样品溶液。
固相萃取的基本原理包括如下几点：1.吸附选择性：固相柱上所选用的吸附剂可以根据目标化合物的亲水性或疏水性选择，从而将目标化合物吸附在固相填料上，不同的吸附剂对目标化合物和干扰物的选择性有所差异。
2.大体相分离：固相柱中的固相填料具有较大的比表面积，可以有效地与待吸附化合物进行物质交换，并将目标化合物从溶液中吸附到固相填料上，实现目标化合物和其他组分的分离。
3.清洗淋洗：通过选择适当的洗脱溶液，可以有效地去除吸附剂上非目标化合物的残留，提高目标化合物的纯度。
4.吸附静态平衡：吸附剂对目标化合物的吸附速度和平衡时的吸附量是固相萃取过程的一个重要参数，需要通过实验调整吸附时间和洗脱溶剂的体积，以达到最佳的吸附效果。
固相萃取简介
固相萃取基础知识固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是近年发展起来一种样品预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率，更有效的将分析物与干扰组分分离，减少样品预处理过程，操作简单、省时、省力。
广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。
原理：SPE是一个包括液相和固相的物理萃取过程。
在SPE过程中，固相对分析物的吸附力大于样品母液，当样品通过SPE柱时，分析物被吸附在固体表面，其他组分则随样品母液通过柱子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来。
利用被测样品中的化合物与背景杂质在SEP柱不同填料中的分配系数差异，匹配相应的洗脱溶剂，将化合物和杂质分离。
固相萃取(SPE)是一种用途广泛而且越来越受欢迎的样品前处理技术,它建立在传统的液-液萃取(LLE) 基础之上,结合物质相互作用的相似相溶机理和目前广泛应用的HPLC、 GC中的固定相基本知识逐渐发展起来的。
SPE具有有机溶剂用量少、便捷、安全、高效等特点。
SPE根据其相似相溶机理可分为四种:反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。
SPE大多数用来处理液体样品,萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物,也可用于固体样品,但必须先处理成液体。
用途：1、被测样品的富集2、除去干扰的杂质3、改变被测样品的基体，使其适合分析时的需要。
目前国内主要应用在水中多环芳烃(PAHs) 和多氯联苯(PCBs)等有机物质分析,水果、蔬菜及食品中农药和除草剂残留分析,抗生素分析,临床药物分析等方面。
SPE装置由SPE小柱和辅件构成。
SPE小柱由三部分组成, 医用聚丙烯柱管、烧结垫（多孔聚丙烯筛板）和填料（多为40-60μm，80-100μm）。
常见规格：实际中常用的是100mg/1ml,200mg/3ml,500mg/3ml,1g/6ml等。
固相萃取步骤
固相萃取步骤固相萃取步骤固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种常用的样品前处理技术，其主要作用是将复杂的样品中所需分离的化合物从其他杂质中提取出来。
SPE技术具有选择性好、灵敏度高、重现性好等优点，被广泛应用于环境分析、食品检测、药物代谢动力学等领域。
下面将详细介绍固相萃取的步骤。
一、样品预处理在进行固相萃取之前，需要对待测样品进行预处理。
这一步骤通常包括样品研磨、溶解或提取等操作。
对于不同的样品类型，预处理方法也会有所不同。
二、选择适当的SPE柱根据待测化合物的特性和所需分离纯度要求，选择适当的SPE柱非常重要。
通常情况下，SPE柱可以分为正相柱和反相柱两种类型。
正相柱适用于极性化合物的富集和纯化，如酚类、羧酸类化合物；反相柱适用于非极性化合物富集和纯化，如脂肪族化合物。
三、条件调试在进行固相萃取之前，需要对SPE柱的条件进行调试。
主要包括洗脱剂的选择和浓度、样品溶液的pH值和盐度等。
四、样品处理将经过预处理的样品加入SPE柱中，通过吸附和洗脱等步骤，将目标化合物从其他杂质中分离出来。
具体步骤如下：1.样品加载：将处理好的样品加入SPE柱中，使其与固相材料接触。
2.洗脱：用适当的溶剂或溶液对SPE柱进行洗脱，去除非目标化合物。
3.吸附：用适当的溶剂或溶液对SPE柱进行吸附，将目标化合物富集在固相材料上。
4.洗脱：用适当的溶剂或溶液对SPE柱进行再次洗脱，将富集在固相材料上的目标化合物洗脱下来。
五、浓缩和进一步纯化经过固相萃取后得到的目标化合物通常需要进一步浓缩和纯化。
常用方法包括旋转浓缩法、氮吹法、溶剂萃取法等。
六、检测经过浓缩和纯化后的目标化合物可以进行分析检测。
常用的检测方法包括高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）、质谱（MS）等。
总结固相萃取是一种重要的样品前处理技术，在环境分析、食品检测、药物代谢动力学等领域有着广泛的应用。
其步骤主要包括样品预处理、选择适当的SPE柱、条件调试、样品处理、浓缩和进一步纯化以及检测等。
液相色谱样品预处理
论文题目：液相色谱样品预处理技术摘要样品预处理在样品分析中具有极为重要的地位，样品预处理方法研究已经成为分析化学学科的热点问题。
本文在对液液萃取、固相萃取及膜分离等几类在液相色谱分析中应用广泛的样品前处理方法的原理及特点进行详细阐述的基础上，进一步从原理上推导和指明了改进的方向。
并介绍了上述方法的常用装置、基本操作过程及实验条件选择，对不同基质样品的液液萃取中萃取溶剂的选择、固相萃取中吸附剂及洗脱条件的选择、固相微萃取条件的选择及膜分离中膜种类选择及膜清洗等进行了综述。
为液相色谱样品预处理操作提供系统的参考。
关键词液相色谱；样品预处理；原理及特点AbstractSample pretreatment plays a very importent role in anlytical chemistry, and the research of sample pretreatment has been the hot topic of anlytical chemistry discipline. Base on the expansion of the mechanism and characteristic of liquid-liquid extraction, solid phase extraction and membrane separation, which have been widely used in liquid chromatography, in detail, the improvement direction of these samle pretreatment methods are put forward in this paper. Moreover, the common devices, operation processes and the operate conditions of those sample pretreatment methods are introduced. The selection of extracting sovents in liquid-liquid extration, adsorbing materials and washing sovent in solid phase extration, extraction time, tempreture and pH value in Solid Phase microextraction, membrane type and washing conditions are summarized for common samples, aiming for supplying systematic consults for sample pretreatment in liquid chromatography analysis.Key wordsliquid chromatogram ;sample pretreatment; mechanism and characteristi目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第一章样品预处理方法 (2)1.1液体样品预处理 (2)1.1.1固相萃取 (2)1.1.2液液萃取 (2)1.1.3稀释 (2)1.1.4蒸发 (3)1.1.5蒸馏 (3)1.1.6微渗析 (3)1.1.7冷冻干燥 (3)1.2悬液样品预处理 (3)1.2.1过滤 (3)1.2.2离心 (4)1.2.3沉降 (4)1.3固体样品预处理 (4)1.3.1固液萃取 (4)1.3.2索氏提取 (4)1.3.3强制流动浸出 (5)1.3.4均匀化 (5)1.3.5超声 (5)1.3.6溶解 (5)1.3.7加速溶剂萃取(ASE) (5)1.3.8自动索氏提取 (6)1.3.9超临界流体萃取 (6)1.3.10微波辅助提取 (6)1.3.11热提取 (6)第二章液-液萃取 (8)2.1液-液萃取的基本操作 (9)2.2液-液萃取溶剂的选择 (9)2.3液液萃取常用装置 (11)第三章固相萃取 (12)3.1固相萃取的原理及特点 (12)3.2固相萃取常用的吸附剂 (13)3.3洗脱剂 (15)3.4固相萃取装置及操作 (16)3.4.1固相萃取装置 (16)3.4.2固相萃取操作 (18)3.5 固相微萃取 (18)3.5.1固相微萃取技术的工作原理 (19)3.5.2固相微萃取装置及操作步骤 (20)3.5.3固相微萃取条件选择 (22)第四章膜分离 (24)4.1膜分离原理 (24)4.2膜的分类 (24)4.3膜分离过程的类型及特点 (25)4.4膜分离装置 (26)4.5膜分离技术存在的问题及解决方法 (27)4.5.1浓差极化 (27)4.5.2膜污染 (27)4.5.3膜清洗 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (33)前言随着科学技术的进步，仪器分析方法的自动化程度、灵敏度越来越高，所涉及到的样品也越来越复杂，因此，对样品预处理技术的要求也越来越高，并得到广泛关注。
环境样品前处理技术
整理课件
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1、正相固相萃取原理
•取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的 极性官能团之间相互作用，其中包括了氢键， π—π键相互作用，偶极－偶极相互作用和偶极－ 诱导偶极相互作用以及其他的极性－极性作用。
•用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。
整理课件
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2、常用正相固相萃取柱
① 极性官能团键合硅胶 LC-CN， LC-NH2， LC-Diol
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1 、阴离子（负电荷）交换
LC-SAX、LC-NH2：脂肪族季铵类盐 + 硅胶
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2、阳离子交换
LC-SCX：磺酸基；LC-WCX：羧酸基团
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29
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31
①
流
动
②
相
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（四） 溶剂极性的影响
① 目标化合物在极性/非极性溶剂中的 溶解度，这主要涉及淋洗液的选择。
环境样品前处理新技术
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1
样品前处理的重要性
为什么要进行样品前处理？ * 环境样品欲测成分含量低（ppm，ppb， ppt 级）
* 干扰
* 有些样品不能直接进样、无响应、污染测试系统 • 样品前处理的目的
* 浓缩被测定组分的作用 * 消除基体对测定的干扰，提高监测灵敏度 * 便于样品的储存和运 * 减少对仪器的损伤，延长仪器的使用寿命
占整个分析过程所用 的时间
6.0%
61.0%
6.0%
报告结果
27.0%
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4
2 分离与富集的概念
分离（Separation）：分离是将欲测组分从试 样中单独析出，或将几个组分一个一个地分开，或 者根据各组分的共同性质分成若干组。
固相萃取wax柱
固相萃取wax柱固相萃取（Solid-phase Extraction，SPE）是一种常用的样品前处理技术，广泛应用于环境、食品、药物等领域。
其中，wax柱是一种常见的固相萃取柱，被广泛用于富集和纯化样品中的蜡类化合物。
在固相萃取过程中，样品溶液首先通过wax柱，固定相中的蜡类化合物会与其发生相互作用，从而被吸附下来。
而其他杂质化合物则会被洗脱掉。
通过这种方式，可以将目标化合物从复杂的样品基质中分离出来。
使用wax柱进行固相萃取有许多优点。
首先，wax柱具有良好的选择性，可以选择性地吸附蜡类化合物，同时去除其他杂质。
其次，wax柱操作简便，不需要复杂的设备和操作步骤。
只需将样品溶液通过柱子，再用适当的洗脱剂洗脱即可。
此外，wax柱还具有较大的样品处理量和较高的富集倍数，可以满足分析的需求。
除了以上的优点，wax柱还存在一些限制。
首先，wax柱对样品基质的耐受性较差，有些样品基质会影响柱子的寿命。
其次，wax柱在一定程度上对样品的溶剂选择性较强，只适用于一部分溶剂体系。
此外，柱子的使用寿命较短，需要经常更换。
在实际应用中，使用wax柱进行固相萃取需要注意一些问题。
首先，样品的预处理非常重要，需要将样品处理成适合固相萃取的形式。
其次，洗脱剂的选择也很关键，需要根据不同的目标化合物选择适合的洗脱剂。
另外，操作时需要控制柱子的流速，以保证萃取效果。
最后，为了提高富集效果，可以考虑多次萃取或使用多个wax柱串联进行固相萃取。
wax柱作为固相萃取的一种常用工具，在样品前处理中发挥了重要作用。
通过选择合适的wax柱和优化操作条件，可以实现对目标化合物的富集和纯化。
然而，在使用wax柱进行固相萃取时，需要注意样品的预处理、洗脱剂的选择、流速的控制等问题，以保证萃取效果。
希望这篇文章能够帮助读者更好地了解和应用固相萃取技术。
液相微萃取与固相微萃取的区别
液相微萃取与固相微萃取的区别来源：上海禾工科学仪器有限公司保管其中被测物质，固相萃取装置（SPE利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂。
再选用适当强度溶剂冲去杂质，然后用少量良溶剂洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出；或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。
随着环境分析技术的发展而发展起来的一种快速、精确、灵敏度高、环境友好的样品前处理技术。
从广义上讲，该技术主要包括以下两个方面：1基于悬挂液滴的SDMESuspended/SinglDropMicroextract形式的微滴液相微萃取；2基于中空纤维的两相模式或三相模式的液-液微萃取或液-液-液微萃取。
由于该方法具有操作简便、快捷、利息低廉、易与色谱系统联用等优点。
近来年，作为一种新型的样品前处理技术，已经引起了环境分析领域的许多研究人员的注意。
液相微萃取（LiquidPhaseMicroextraction, LPME技术是自1996年以来。
一般为几到几十微升，液相微萃取的特点：有机溶剂用量小。
污染少；集目标物的萃取、纯化、浓缩于一步，操作简单，劳动强度小；无需特殊设备，利息低；通过调节萃取用溶剂的极性或者酸碱性，可实现选择性萃取，可减少基质干扰。
液相微萃取的萃取模型静态液相微萃取和动态液相微萃取。
实现对样品的分离，纯化和富集。
主要目的于降低样品基质干扰，提高检测灵敏度。
固相萃取（SolidPhaseExtraction,简称SPE从八十年代中期开始发展起来的一项样品前处理技术。
由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来。
主要通过固相填料对样品组分的选择性吸咐及解吸过程。
固相萃取仪的基本原理和方法：采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，SP E技术基于液-固相色谱理论。
一种包括液相和固相的物理萃取过程；也可以将其近似的看作一种简单的色谱过程。
固相萃取操作指南
固相萃取操作指南引言：固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种常用的样品前处理技术，广泛应用于化学、环境、食品、生物医药等领域。
其主要原理是通过吸附剂（固相萃取柱）对目标物进行选择性吸附，而非吸附物质则通过洗脱步骤去除。
本文将为您介绍固相萃取操作的基本步骤和注意事项。
一、准备工作：1. 萃取柱选择：根据实验所需选择合适的固相萃取柱。
常见的固相萃取柱包括正相、反相、芳烃相、离子交换相以及混合相柱等。
2. 样品处理：根据要分析的样品类型和目标物性质选择合适的样品前处理方法，例如萃取、浓缩、溶解等。
3. 洗脱溶剂选择：根据目标物的亲水性或疏水性选择合适的洗脱溶剂，确保能够有效地洗脱目标物。
二、操作步骤：1. 准备样品：将待处理的样品根据需求进行前处理，例如使用离心机将样品离心沉淀，得到上清液。
2. 柱条件调节：根据柱的要求，将固相萃取柱放置在流动相中，并使用适当的溶剂进行条件调节。
例如，正相柱常用的溶剂是甲醇或醋酸乙酯，而反相柱则使用水等。
3. 样品加载：将经过前处理的样品注入固相萃取柱，控制流速使样品逐渐渗透到固相萃取柱中。
4. 清洗步骤：通过使用洗脱溶剂进行清洗，去除干扰物，保留目标物质。
注意，清洗溶剂的选择应根据不同固相柱的要求进行。
5. 目标物洗脱：选择适当的洗脱溶剂，并将其通过固相萃取柱进行洗脱，使目标物质从固相吸附相中洗脱出来。
6. 浓缩步骤：将洗脱溶剂中的目标物质进行浓缩处理，以便后续的分析检测。
可以使用旋转蒸发仪、氮吹仪等设备进行浓缩。
7. 实验结果分析：对浓缩后的目标物样品进行分析检测，例如使用色谱仪、质谱仪等仪器进行定量或定性分析。
三、操作注意事项：。
8.4体内样本前处理-2
体内样品前处理--固相萃取法及其他方法由于高效液相色谱，尤其是反相高效液相色谱的成功应用，启示人们利用色谱理论，采用装有不同填料的小柱进行体内样品的预处理，而发展了固相萃取（solid-phase extraction，SPE）技术。
SPE技术亦称液--固萃取技术，它的应用大大缩短了样品处理时间，同时可避免乳化现象，而且便于自动化操作。
一、固相萃取法（solid-phase extraction，SPE）（一）SPE原理将不同填料作为固定相装入微型小柱，当含有药物的体内样品溶液通过小柱时，由于受到“吸附”、“分配”、“离子交换”或其他亲和力作用，药物及内源性物质同时被保留在固定相（填料）上，用适当溶剂洗除干扰物质，再用适当溶剂洗脱药物。
药物的洗脱方式有两种：①一种是药物比干扰物质与固定相之间的亲和力更强，因而在用冲洗溶剂洗去干扰物质时药物被保留，然后用一种对药物亲和力更强的溶剂洗脱药物；②是干扰物质较药物与固定相之间的亲和力更强，则药物被直接洗脱，干扰物质被保留在萃取柱上，使用较多的是前一种洗脱模式。
SPE的填料种类繁多，可分成亲脂型（大孔吸附树脂、亲脂性键合硅胶）、亲水型（硅胶、硅藻土、棉纤维）和离子交换型三类，其中亲脂型用得最多。
烷基、苯基、氰基键合硅胶都可用作固相萃取吸附剂，其中十八烷基硅烷键合硅胶（ODS或C18）最常用。
亲脂性键合硅胶容易吸附水中的非极性物质，易用有机溶剂洗脱，适用于萃取、净化水基质体液中疏水性药物。
常见的商品SPE柱有Sep-Pak C18、Bond-Elut C18、CN（氰基）、C2（乙基）、Ph（苯基）Baker 10 C18等。
（二）SPE操作步骤使用亲脂性键合相硅胶SPE柱的一般操作步骤如下。
1、活化用甲醇润湿小柱，活化填料，以使固相表面易于和待测组分发生分子间相互作用，同时可以除去填料中可能存在的干扰物质。
2、溶剂交换（平衡）用水或适当的缓冲液冲洗小柱，去除过多的甲醇，但冲洗不宜过分。
固相萃取技术SolidPhaseExtractionSPE
固相萃取技术（Solid Phase Extraction, SPE）液液分配（LLE）有许多局限性，例如需要大量不互溶溶剂；样品处理步骤复杂；样品回收率和精密度不理想；处理过程中乳液的形成，和溶剂蒸发时产生的样品损失等等。
固相萃取（SPE）主要用于样品分析前的净化或浓缩富集。
与传统的液－液萃取相比，由于其采用了高效、高选择性的固定相，能显著减少溶剂用量，简化样品预处理过程，同时所需费用也有所减少，一般来说，固相萃取所需时间为液－液萃取的1／12，费用为液液分配的1／5。
固相萃取能用于气相色谱、液相色谱、红外光谱、质谱、核磁、紫外和原子吸收等各种分析方法的样品预处理。
正因为固相萃取柱独特的性能，自70年代问世以来，其全球需求量迅速增长。
总的来讲，固相萃取法改进了样本制备技术：1可批量进行；2节省时间；3减少溶剂使用和废物产生；4多种键合固定相选择性；5可富集痕量分析物；6可消除乳化现象；7易于自动化；8回收率高、重现性好。
一个固相萃取柱由三部分组成：（l）柱管；（2）烧结垫；（3）固定相。
柱管由血清级的聚丙烯制成，一般做成注射器形状。
一些厂家也提供玻璃的柱管。
柱管下端有一突出的头，此头的尺寸已标准化，可用于各种不同的固相萃取多管真空装置。
烧结垫除能固定固定相外，也能起一些过滤作用。
聚乙烯是常见的烧结垫材料，对于特殊要求也可采用特氟隆或不锈钢片。
固定相是固相萃取柱中最重要的部分。
最常见的固相萃取固定相是键合的硅胶材料。
一般采用孔径60A不规则形状的40u硅胶微粒作为原材料，然后将各种官能团键合上去。
也有一些非硅胶基质的固定相被广泛应用。
其一般操作步骤是：液态或溶解后的固态样品倒入活化过的固相萃取柱，然后利用抽真空、加压或离心等方式使样品进入固定相。
为了同时处理多个样品，往往需要一个固相萃取柱多管真空装置。
一般来说，固相萃取柱将保留所需要的组分和类似的其他组分，并尽量减少不需要的样品组分的保留。
弱保留组分的样品可用一溶剂冲洗掉，然后用另一溶剂把感兴趣的分析物从固定相上洗脱下来。
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涂层
聚甲基丙烯酸甲酯（PA）：适用于分析强极性物质 聚二甲基硅氧烷（PDMS）： 100mPDMS 7
mPDMS
适用于分析低沸点、低极性物质 适用于分析中沸点及高沸点物质 环糊精等。
聚酰亚胺、聚乙二醇、
新型涂层： 石墨碳黑 、活性炭、键合硅胶、高分子冠醚、融胶 —凝胶。
当待测物的分配系数很高时
KV1 >>V2
K1 V1 + V2 K1 V1
w = C0 V 2
完全萃取
当K不太高时 多次萃取，累计进样（GC柱低温）第 n 次萃取后的 萃取量wn
wn = K1 V1 C0 V2 / (K1 V1 + V2)n
2. Head space (HS)-SPME
达到平衡
（3）样品衍生化技术
在样品基质中进行
在SPME萃取纤维层中进行
在萃取的同时进行 先萃取后进行
在GC进样室中进行
在样品基质中进行
在SPME萃取纤维层中进行
在萃取的同时进行
衍生化试剂
烷基பைடு நூலகம்试剂
氢化试剂 螯合物 格试剂
CH3Hg+ /Hg+
四乙基硼化钠的乙醇盐水溶液
优点
抗干扰能力强
使用寿命长
用于复杂样品、特殊样品的萃取
SPME萃取条件的选择
萃取头的种类和膜厚
（关键）
固定相
非键合型: 某些水溶性的有机溶剂，不适用非极性有机溶剂
键合型： 对所有有机溶剂句很稳定 部分交联型：大多数水溶性有机溶剂和某些非极性有机溶剂稳定 交联型：类似于部分交联
待测物处于静止状态
吸附的待测物的质量
D：待测物在涂层、样品中的分配系数 A: 开管柱部分的面积 Z: 针口到涂层位置的距离 C(t): 样品浓度 （仅适用于平衡吸附量的一小部分
w=DA/ZC(t)dt
动态法
待测物由外力推动通过纤维管
流速快产生涡流、分配常数不大时
te=t0.95=(b-a)2/2Df
SPME与其他分析方法
Schematic
diagram of the in-tube SPME–LC–MS system
形态分析
Schematic diagram of the in-tube SPME–LC–ICP/ESI-MS
SPME与其他分析方法
SPME-微波调制蒸馏
SPME-CO2超临界色谱
K1=C1 /C3 和 K2=C3 /C2 C1 = K1C3 = K1 K2 C2
K1 K2 = C1 /C2
C1V1 W=EC0V2=C0V2 C V +C V +C V 1 1 3 3 2 2 CoV2 V1K1K2C2 = = CoV2 V1K1K2
C1V1+C3V3+C2V2
V1(C1/C2)+V1(C1/C2)+V2
特殊材料的聚合物涂层
离子交换涂层：可用于去除水溶液中的金属离子和蛋白质 液晶膜：萃取平面分子 金属涂层 ：电沉积待测物
萘酚涂层：从非极性基体中吸附极性化合物
纤维双液相涂层：可以克服单一液相涂层萃取有机化合物 范围狭窄的缺点，萃取范围更广。
分子印迹材料
分子印迹材料
MI-SPME
SPME coating technique
W=
C0V2 V1K1K2
K1K2V1+K2V3+V2
W是待测物的固相吸附量
K1是待测物在固相和气相的分配系数, K2 是待测物 在气相和液相的分配系数 V 1、V 2、V 3 分别是固相、液相和气相的体积。
影响HS-SPME取样因素
搅拌情况
最佳温度 顶空体积 顶空压力
PB = X B P
适用于液态样品的预处理(浸渍萃取或顶空萃取）
适用于固态样品的预处理(顶空萃取)
适用于气体样品预处理。
优 点
一种无溶剂，集采样、萃取、浓缩、进样于一体的样品预处理新技术
快速、灵敏、方便、相对独立于仪器设计
易于自动化，适用于气体和液体样品的新颖的样品前处理技术 不用、少用溶剂
易于与其他方法联用
C1V1 C2 Ws EC0V2 C0V2 C0V2 C2V2 C1V1 C2V2 C1V1
C1V1
(1)
C2
C。是待测物在水样中的原始浓度; Cl、C2 分别为待测物达到吸附平 衡后在固定相和水样中的浓度; V1 和 V2 分别为固定相液膜和水样的体 积。
当吸附达到平衡时, 待测物在固定相与水样间的分配系数 K 有如下关系:
理想搅拌状态下，平衡时间主要由分析物在固相中的扩散速率决定 萃取效率达到90％时的时间t0.9 理想搅拌状态下: t0.9 lmin 搅拌方式有多种，其中超声波震荡效果最好。
其他因素
温度
盐析作用
pH值 衍生化
SPME与其他分析方法
SPME-GC
SPME与其他分析方法
SPME-HPLC
K=C1/C2 (2)
由式(1) 得
C2 KV1 Ws C0V2 C0V2 C1 KV1 V2 V2 V1 C2
V1
C1
分配系数很高: K1V1 >>V2 , 上式中 V2可忽略, 整理后得:
Ws = K · 0 · 1 C V 由上式可知, Ws 与 C0 呈线性关系, 并与 K 和 V1 呈正比。 涂层萃取的目标分析物的量与样品的体积无关， ——现场采集水样。
表
项 萃取时间/min 样品体积/ml
液-液萃取、固相萃取和固相微萃取法的比较
目 液-液萃取 60-180 50-100 50-100 固相萃取
20-60
固相微萃取 5-20 1-10 O
挥发性与难挥发性
10-50 3-10
所用溶剂体积/ml
应用范围
检测限 相对标准偏差 费用 操作
难挥发性
ng·-1 L
SPME与其他分析方法
SPME-HPLC
SPME-CE
Coupling of SPME and Capillary Isoelectric Focusing with Laser-Induced Fluorescence Whole Column Imaging Detection for Protein Analysis
固相萃取技术
Solid phase extraction (SPME)
Solid-phase microextraction device
1 推杆 2 手柄筒 3 支撑推杆旋钮 4 Z型支点 5 透视窗 6 针头长度定位器 7 弹簧 8 密封隔膜 9 隔膜穿透针 10 纤维固定管 11 带涂层的熔 融石英 纤维
b-a:吸附层厚度， Df:分配系数
2）方法改进
（1）、缩小液上空间技术
气体中浓度，扩散时间 te w=C0V1V2K1K2/(K1K2V1+K2V3+V2)
Vg w
接触充分
顶空中浓度梯度的影响小，萃取效率
(2)、样品喷洒技术
喷洒成细雾状，表面积
产生对流扩散速度 （液 气）
SPME与其他分析方法
SPME-ICP-MS/AES/AAS/AFS
金属元素
含硫、含 磷有机物
SPME与其他分析方法
SPME-GC-MS/ICP-MS/AES/AAS/AFS
Determination of methylmercury and mercury(II) in a marine ecosystem using SPME-GC-MS
处理时间短、操作简单明了
生命科学领域
其他领域
食品
农残
（DDT,有机磷、氯农药)
饮料、酒水
展望
SPME的连用技术 新型涂层 新型涂渍技术的改进 新的应用领域 代替传统的萃取方法
难挥发性
ng·-1 L 715 高 简便
ng·-1 L <1-12 低 简便
5-50 高 麻烦
环境领域
包括固态
液态
( 如沉积物、 土壤等 )
( 地下水、地表水、饮用水、废水 )
气态
( 空气及废气 ) 中的卤代烃 ( 包括卤代芳烃 ) 有机氯农药、多环芳烃、胺类化合物等
6 SPME 技术的应用
蒸气沉积（Vapour
deposition) technique) technique）
溶胶-凝胶技术（Sol-gel
电化学法（Electrochemical
物理沉积法
（physical deposition)
溶胶-凝胶技术（Sol-gel technique)
Electrochemical technique
5 改进技术
装置改进
1）、萃取头内部冷却系统 冷却涂层吸附物质能力增强 Kfs 冷却 选择性 2）、萃取头内部加热装置
样品基质复杂
（污泥、废水、土壤） 加热有利待测物脱离基体气相检出限
（3）管内SPME技术
在GC毛细管内壁涂覆一层聚合物材料作为萃取纤
维的技术
静态法
萃取头厚度
影响待测物吸附量
影响方法的检出限
影响萃取平衡时间
影响分析时间
萃取时间
分配系数 物质的扩散速率 样品基质 样品体积
萃取头膜厚
萃取温度
萃取时间
t=ds2/(2Ds) Ds=KT/()
d：液膜厚度 D待测物在固相中的扩散速率 K:Bolzmann 常数 ：黏度 ：分子间距离
Solid-phase microextraction process