有机物样品预处理技术2016-16——环境仪器分析课件PPT
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样品前处理技术ppt课件
痕量组分的分离与 富集
样品前处理技术
（1）NaOH沉淀法 解而于其它氢氧化物沉淀分离。
用氢氧化钠进行沉淀分离的情况
定量沉淀的离子
部分沉淀的 留于溶液中的离子 离子
Mg2+,Cu2+,Ag+,Au+, Cd2+,Hg2+,Ti4+,Zr4+, Hf4+,Th4+,Bi3+,Fe3+, Co2+,Ni2+,Mn2+,稀土等
样品前处理技术
Logo
1、概述 2、传统的样品前处理方法 3、现代的样品前处理方法
样品前处理技术
概述
完整的样品分析过程
样品采集
样品前处理
27%
分析测定
6%
数据处理
痕量有 机物
方法重6% 现性
费用
61%
方法的误差
样品采集 样品前处理 分析测试 数据处理与报告
报告结果
色谱分析过程时间分配示意图
样品前处理技术
样品前处理的目的 复杂的体系
概述 检测痕量组分
将待测组分与母体
或基体分离
浓缩痕量的被测组分
样品预处理新技术与方法的探索与研究已成为当 代分析化学的重要课题与发展方向之一。
样品前处理技术
概述
回收率
R=Q/Qo R的数值？
加标回收法测量回收率 空白样品
回收率的要求 组分含量为1% 痕量组分
100%左右
90%-110%
没有待测物， 只有溶剂 及其它试 剂的溶液
样品前处理技术
分离因数
概述
将被测物质A与干扰物质B分离开来。
SB/ A
RB RA
样品前处理技术
（1）NaOH沉淀法 解而于其它氢氧化物沉淀分离。
用氢氧化钠进行沉淀分离的情况
定量沉淀的离子
部分沉淀的 留于溶液中的离子 离子
Mg2+,Cu2+,Ag+,Au+, Cd2+,Hg2+,Ti4+,Zr4+, Hf4+,Th4+,Bi3+,Fe3+, Co2+,Ni2+,Mn2+,稀土等
样品前处理技术
Logo
1、概述 2、传统的样品前处理方法 3、现代的样品前处理方法
样品前处理技术
概述
完整的样品分析过程
样品采集
样品前处理
27%
分析测定
6%
数据处理
痕量有 机物
方法重6% 现性
费用
61%
方法的误差
样品采集 样品前处理 分析测试 数据处理与报告
报告结果
色谱分析过程时间分配示意图
样品前处理技术
样品前处理的目的 复杂的体系
概述 检测痕量组分
将待测组分与母体
或基体分离
浓缩痕量的被测组分
样品预处理新技术与方法的探索与研究已成为当 代分析化学的重要课题与发展方向之一。
样品前处理技术
概述
回收率
R=Q/Qo R的数值？
加标回收法测量回收率 空白样品
回收率的要求 组分含量为1% 痕量组分
100%左右
90%-110%
没有待测物， 只有溶剂 及其它试 剂的溶液
样品前处理技术
分离因数
概述
将被测物质A与干扰物质B分离开来。
SB/ A
RB RA
《环境仪器分析》课件
《环境仪器分析》PPT课 件
本课程介绍环境仪器分析的重要性，以及学习此课程的目标和意义。同时概 述了课程的内容和主要模块。
仪器分类与原理
常见环境分析仪器分类
介绍了常见的环境分析仪器 分类，如气相色谱、液相色 谱、光谱分析仪和离子色谱 仪。
仪器原理简介
解释了各种环境分析仪器的 基本原理，包括检测方法和 相关技术特点。
环境样品
探讨了环境样品的不同类型，包括土壤、水、空气和生物样品。介绍了采集、 保存和处理样品的最佳实践。
课程总结与展望
总结了《环境仪器分析》课程的内容和要点，并展望了环境分析技术的未来 发展方向。
离子色谱仪
解释了离子色谱仪的工作原理和适用领域，以及在 环境样品分析中的应用案例。
仪器操作与注意事项
1
样品制备与处理技巧
2
提供了样品制备和处理的实用技巧，以确
保准确的分析结果。
3
Байду номын сангаас
仪器操作流程
详细阐述了环境仪器的正确操作流程，包 括仪器预热、样品准备和数据记录等关键 步骤。
常见故障与排除方法
讨论了常见的仪器故障和如何解决它们， 以保持仪器的稳定性和准确性。
技术特点与适用领域
说明了每种仪器的技术特点 以及在环境分析中的适用领 域。
常用环境仪器
气相色谱质谱联用仪
介绍了气相色谱质谱联用仪的原理和应用领域，以 及在环境样品分析中的重要性。
液相色谱
详细描述了液相色谱技术的工作原理和在环境分析 中的应用，包括样品预处理和分析方法。
光谱分析仪
介绍了光谱分析仪的类型和使用方法，以及在环境 领域中光谱分析的重要作用。
本课程介绍环境仪器分析的重要性，以及学习此课程的目标和意义。同时概 述了课程的内容和主要模块。
仪器分类与原理
常见环境分析仪器分类
介绍了常见的环境分析仪器 分类，如气相色谱、液相色 谱、光谱分析仪和离子色谱 仪。
仪器原理简介
解释了各种环境分析仪器的 基本原理，包括检测方法和 相关技术特点。
环境样品
探讨了环境样品的不同类型，包括土壤、水、空气和生物样品。介绍了采集、 保存和处理样品的最佳实践。
课程总结与展望
总结了《环境仪器分析》课程的内容和要点，并展望了环境分析技术的未来 发展方向。
离子色谱仪
解释了离子色谱仪的工作原理和适用领域，以及在 环境样品分析中的应用案例。
仪器操作与注意事项
1
样品制备与处理技巧
2
提供了样品制备和处理的实用技巧，以确
保准确的分析结果。
3
Байду номын сангаас
仪器操作流程
详细阐述了环境仪器的正确操作流程，包 括仪器预热、样品准备和数据记录等关键 步骤。
常见故障与排除方法
讨论了常见的仪器故障和如何解决它们， 以保持仪器的稳定性和准确性。
技术特点与适用领域
说明了每种仪器的技术特点 以及在环境分析中的适用领 域。
常用环境仪器
气相色谱质谱联用仪
介绍了气相色谱质谱联用仪的原理和应用领域，以 及在环境样品分析中的重要性。
液相色谱
详细描述了液相色谱技术的工作原理和在环境分析 中的应用，包括样品预处理和分析方法。
光谱分析仪
介绍了光谱分析仪的类型和使用方法，以及在环境 领域中光谱分析的重要作用。
环境仪器分析PPT课件
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第四章 荧光及磷光光谱法
4.1 原理 4.2 荧光光谱仪 4.3 荧光分析方法 4.4 荧光光谱法在环境监测中的应用 4.5 磷光分析法
-
11
第五章 化学发光监测技术
5.1 原理 5.2 化学发光反应的类型 5.3 化学发光监测仪器
-
12
第六章 色谱分析法理论基础6.1 色谱法理论础➢定量校正因子
➢
定量方法
-
14
第八章 高效液相色谱分析法
8.1 高效液相色谱仪
➢ 高压输液系统 ➢ 进样系统 ➢ 色谱柱 ➢ 检测系统 ➢ 附属系统
-
15
第二章 原子吸收分光光度法 2.1 原子吸收分光光度法基本原理
原子吸收分光光度法是基于空心阴极灯发射出 的待测元素的特征谱线，通过试样蒸气，被蒸 气中待测元素的基态原子所吸收，由特征谱线 被吸收的程度，来测定试样中待测元素含量的
※选择监测项目应遵循如下原则：
① 对污染物的自然性、化学活性、毒性、扩散性、持久
性、生物可分解性和积累性等全面分析，从中选出影响 面广、持续时间长，不易或不能被微生物所分解而且能 使动植物发生病变的物质作为日常例行的监测项目。对 某些有特殊目的或特殊情况的监测工作，则要根据具体
情况和需要选择要监测的项目。
完善监测网络、实现监测信- 息网络化管理。
Back 8
第二章 原子吸收分光光度法
2.1 基本原理 2.2 原子吸收分光光度计 2.3 测定条件的选择 2.4 定量分析方法 2.5 灵敏度及检出极限 2.6 原子吸收光谱法在环境监测中的应用
-
9
第三章 原子荧光光谱法
3.1 概述 3.2 原理 3.3 原子荧光光谱仪 3.4 定量分析方法及应用
环境仪器分析 第一章 绪论PPT课件
38
领域 ：环境水质、空气、固废、土壤和生物等 方向：金属污染物、非金属无机污染物和有机污
染物等 尤其是在有机污染物的定性、定量、结构分析、
迁移、转换等的研究中
13
环境仪器分析的特点
优势：
灵敏度高，检测下限低，样品用量少--适于微量、 痕量和超痕量成分的测定；
选择性好--适于复杂组分试样的分析； 操作简单，分析速度快--适于批量试样的分析； 组合能力和适应性强--可在线分析，实现数据采
9
化学分析
重量法 化学法
仪器分析
物理分析法 物理化学分析法
10
环境仪器分析？
环境分析及监测中常用的仪器分析方法
仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基
础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号 与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对物 质进行定性、定量、形态和结构分析
11
环境仪器分析的内容
整体与局部 分析仪器—结构流程—关键部件
基础知识 无机化学、有机化学、分析化学、物理化学
7
目标和要求
理解、掌握各类仪器分析方法的基本组成和工作 原理；
掌握各类仪器分析的定性、定量方法； 初步掌握根据需要进行方法选择和基本应用。
8
第一章 绪论
环境仪器分析的内容 环境仪器分析的特点 环境仪器分析常用术语 环境仪器分析的应用实例
质谱分析法
其他分析法
联用技术
20
环境分析中最常用的仪器方法
气相色谱法 紫外可见分光光度法 原子吸收光谱法
21
环境仪器分析应用实例
光分析法：
原子发射光谱法测定土壤、水系沉积物中的微量 银
火焰原子吸收光谱测定空气中的铅 紫外分光光度法测定水体中油类含量 非色散红外吸收法测定固定污染源排气中的一氧
领域 ：环境水质、空气、固废、土壤和生物等 方向：金属污染物、非金属无机污染物和有机污
染物等 尤其是在有机污染物的定性、定量、结构分析、
迁移、转换等的研究中
13
环境仪器分析的特点
优势：
灵敏度高，检测下限低，样品用量少--适于微量、 痕量和超痕量成分的测定；
选择性好--适于复杂组分试样的分析； 操作简单，分析速度快--适于批量试样的分析； 组合能力和适应性强--可在线分析，实现数据采
9
化学分析
重量法 化学法
仪器分析
物理分析法 物理化学分析法
10
环境仪器分析？
环境分析及监测中常用的仪器分析方法
仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基
础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号 与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对物 质进行定性、定量、形态和结构分析
11
环境仪器分析的内容
整体与局部 分析仪器—结构流程—关键部件
基础知识 无机化学、有机化学、分析化学、物理化学
7
目标和要求
理解、掌握各类仪器分析方法的基本组成和工作 原理；
掌握各类仪器分析的定性、定量方法； 初步掌握根据需要进行方法选择和基本应用。
8
第一章 绪论
环境仪器分析的内容 环境仪器分析的特点 环境仪器分析常用术语 环境仪器分析的应用实例
质谱分析法
其他分析法
联用技术
20
环境分析中最常用的仪器方法
气相色谱法 紫外可见分光光度法 原子吸收光谱法
21
环境仪器分析应用实例
光分析法：
原子发射光谱法测定土壤、水系沉积物中的微量 银
火焰原子吸收光谱测定空气中的铅 紫外分光光度法测定水体中油类含量 非色散红外吸收法测定固定污染源排气中的一氧
样品前处理技术讲座.ppt
13
二、样品的制备和分解要求 固体样品转化为液体样品过程中虽带来 了问题，但溶液进样仍具有许多突出的 优点，所以目前仍然为极大多数实验室 所采用。 固体样品经化学方法处理成液体样品应 注意以下几点： 1）称取的固体样品应该是按规定的要 求加工的（如粉碎、分样等），是均匀 有代表性的；
14
2）样品中需要测定的被测元素应该完 全溶入溶液中（样品是否“全溶”可根 据需要来定）。设定一个合理、环节少、 易于掌握、适用于处理大量样品的化学 处理方法。 3）在应用化学方法处理时，根据需要 可将被测元素进行伏击分离，分离的目 的是将干扰被测元素测定的基体和其他 元素予以分离以提高测定准确度。必须 考虑的前提是“被测元素必须富集完全， 不能有损失，而分离的组分。不必分离
3
于是就发展了很多的科学技术来检测我 们的食品、环境和自身的健康、而原子 吸收光谱法、原子荧光分析、等离子体 发射光谱法则是人们在检验和监测中最 常用的方法之一。随着科学技术的发展， 现代分析手段也越来越向着高效率、高 精密度、高准确性、高自动化的方向发 展，样品的分析时间基本在20—30min， 痕量样品的检测可达10-9—10-12μg，但 是在实验前的样品前处理却存在不少问 题。
20பைடு நூலகம்
2）样品加工 样品加工应将从现场取得的原始样品进 行破碎（研磨）、过筛、缩分和混匀， 进行逐级破碎，逐级缩分混匀至需要的 粒度，得到少量均匀的有代表性的分析 用样品。破碎、过筛过程中的污染问题， 常用破碎机等设备及筛网等都是由金属 制成。这对需要测定样品中微量元素时 引入污染问题。采用玛瑙、刚玉、陶瓷 等的破碎设备及尼龙网筛来解决粉碎进 程中污染问题。
5
第二章样品预处理方法 ppt课件
第二章 样品预处理方法
一、概述： 1、样品处理的目的
色谱分析技术 气相色谱 高效液相色谱 高效毛细管电泳
气相色谱—质谱
联用技术 液相色谱—质谱
液相色谱—核磁
2020/11/29
气相色谱—红外
1
色谱法应用
石化过程分析 工业卫生调查和评价 药物动力学和毒理学研究 食品分析 法庭取证分析 医疗诊断 核能和燃料分析 制药过程监测 化妆品和香料组成分析 商品质量检验
工业的大量应用
2020/11/29
20
ASE工作流程
加样品
加溶剂
时间 (min) 0.5–1
加热
5
加压
静态萃取 新溶剂冲洗
5 循环
0.5
溶剂
泵 吹扫阀 萃取池
炉体
氮气吹扫
1–2
静态阀
萃取结束 准备分析
2020/11/29
Total (min) 12–18
收集瓶
氮气瓶
21
食品安全评价中ASE的应用
2020/11/29
4
❖ 占样品分析时间的比例（ > 60%） 样品预处理所用时间远大于色谱分离的时间
❖ 占分析的消耗总成本最大 消耗大量的溶剂及其他化学品 是决定性的步骤
❖ 实验的重复性及准确性最差的环节 影响实验结果好坏的最重要因素
2020/11/29
5
3、样品处理的原则
（1）样品中可能存在的物质组成？浓度水平？ （2）样品中的主要组分？ （3）采样方法是非破坏性的还是破坏性的？ （4）收集的样品必须有代表性。 （5）采用方法必须和分析目的保持一致。 （6）样品制备过程中尽可能防止和避免待测定
• 水果和蔬菜中的农药
• 动物组织中的二噁英和多氯联苯
一、概述： 1、样品处理的目的
色谱分析技术 气相色谱 高效液相色谱 高效毛细管电泳
气相色谱—质谱
联用技术 液相色谱—质谱
液相色谱—核磁
2020/11/29
气相色谱—红外
1
色谱法应用
石化过程分析 工业卫生调查和评价 药物动力学和毒理学研究 食品分析 法庭取证分析 医疗诊断 核能和燃料分析 制药过程监测 化妆品和香料组成分析 商品质量检验
工业的大量应用
2020/11/29
20
ASE工作流程
加样品
加溶剂
时间 (min) 0.5–1
加热
5
加压
静态萃取 新溶剂冲洗
5 循环
0.5
溶剂
泵 吹扫阀 萃取池
炉体
氮气吹扫
1–2
静态阀
萃取结束 准备分析
2020/11/29
Total (min) 12–18
收集瓶
氮气瓶
21
食品安全评价中ASE的应用
2020/11/29
4
❖ 占样品分析时间的比例（ > 60%） 样品预处理所用时间远大于色谱分离的时间
❖ 占分析的消耗总成本最大 消耗大量的溶剂及其他化学品 是决定性的步骤
❖ 实验的重复性及准确性最差的环节 影响实验结果好坏的最重要因素
2020/11/29
5
3、样品处理的原则
（1）样品中可能存在的物质组成？浓度水平？ （2）样品中的主要组分？ （3）采样方法是非破坏性的还是破坏性的？ （4）收集的样品必须有代表性。 （5）采用方法必须和分析目的保持一致。 （6）样品制备过程中尽可能防止和避免待测定
• 水果和蔬菜中的农药
• 动物组织中的二噁英和多氯联苯
样品预处理PPT课件
2020/7/18
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25
钽-碘绿分光光度法
滤膜放入铂坩埚中，加1.5g焦硫酸钾，在酒精喷灯上熔融到 透明。冷却后，加入10ml 50g/L柠檬酸溶液，加热溶解凝 块，用水定量转移入100ml容量瓶中，并稀释至刻度。
二氧化锡-栎精分光光度法
滤膜放入铁坩埚或铂坩埚中，在电炉上加热炭化后，加入 1.5ml 氢氧化钠溶液（400g/L），在电炉上加热除去水份， 移入300C高温炉内加热，升温至700C，保持15min，取 出冷却；熔物用8ml 水煮沸溶解，溶液煮沸至体积留下约 1/2 时，用慢速定量滤纸过滤入具塞比色管中，用2ml 沸水 洗涤坩埚和沉淀，洗涤液过滤入比色管中，放冷后，用水稀 释至10.0ml。
2020/7/18
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16
4）邻苯二甲酸二丁酯的溶剂洗脱－气相色谱法 :微孔滤 膜放入清洁具塞刻度试管内,加入1.0ml二硫化碳，在 液体快速混合器上振摇30min，振摇程度以液体超过 滤膜但低于管塞为宜。
5) 三甲苯磷酸酯的紫外分光光度法 :玻璃纤维滤纸放入 清洁具塞刻度试管内 ,加5.0ml 洗脱液 (95%乙醇）， 振摇150次左右 。
测试洗脱效率时滤膜上加入钡的三个剂量分别为 562.5、1125、2250μg
如果钡标准溶液的浓度为225 mg/ml，则在滤膜 上添加2.50、5.00、10.0μl三种不同量的标准溶 液
2020/7/18
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影响洗脱效率的因素
（1）洗脱液的性质：包括极性、对待测物的溶解度和化学 活性等理化性质。
2020/7/18
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8
样品预处理方法
滤料—洗脱和消解 吸收液—稀释、浓缩、溶剂萃取等 固体吸附剂管—解吸
2020/7/18
样品前处理技术痕量的有机物课件
有机物在环境中的来源和分布
有机物的来源多样，包括生物过程、人类活动和自然环境。它们在土壤、水体和大气中广泛存在，并对生态系 统和人类健康产生重要影响。
环境中有机物的影响因素
1 源头排放
工业、农业和交通等活动 都会产生有机物的排放， 影响环境质量。
2 环境条件
3 生物作用
温度、湿度和pH等环境条 件对有机物的分布和转化 有重要影响。
1
固相微萃取
通过固体吸附剂对有机物进行富集和分离，提高灵敏度。
2
液-液萃取
利用不同溶剂之间的亲疏性差异，将有机物从样品中提取出来。
3
超临界流体萃取
利用具有超临界性质的流体对有机物进行萃取和分离。
有机物样品前处理技术的选择和优化
样品性质
根据样品的物理和化学特性选择合适的前处理技术。
目标分析物
考虑待测有机物的特性和目标测量的灵敏度要求。
生物降解和吸附等生物作 用可以改变有机物在环境 中的行为。
传统的有机物分析方法
气相色谱
通过蒸发和气相分离技术，对 有机物进行定性和定量分析。
液相色谱
利用液体载流相和固定相之间 的相互作用，分离和检测有机 物的方法。
毛细管电泳
基于溶质在电场中的迁移速率 差异，对有机物进行分离和定 量分析。
有机物样品的前处理技术
随着技术的不断创新和发展，有机物前处理技术将更加高效、灵敏，并在环 境监测、食品安全等领域发挥重要作用。
课程总结和学习建议
通过本课件的学习，你将对有机物样品前处理技术有更深入的理解，并能够应用于实际的分析工作中。建议多 进行实验训练和案例学习，加深对技术的掌握。
设备和成本
根据实验室设备和成本因素选择适合的前处理技术。
样品的预处理方法 PPT课件
基本原理：萃取+富集
[16] Heemken O P, Theobald N, Wenclawiak B W. Anal. Chem.,1997, 69: 2171–2180
超临界流体萃取
超临界流体萃取的工艺流程
CO 泵
2
萃取管
气相色谱分析
净化、脱水
限流器 收集装 置
超临界流体萃取
超临界流体萃取技术的应用
1、大量使用有机溶剂 2、影响操作人员健康 3、污染周围环境 4、操作步骤多 5、较大误差 6、处理时间长
样品前处理的发展趋势
1、减少甚至不用有毒有机溶剂 2、能适应处理复杂介质、痕量成分、 特殊性质成分分析的要求 3、减少操作步骤 4、尽量集采样、萃取、净化、浓缩、 5、预分离、进样于一身
加速溶剂萃取（ASE）
加速溶剂萃取（ASE）
图1.分子印迹聚合物模板脱落曲线 1.索氏萃取法；2.超声波辅助萃取法；
3加速溶剂萃取（ASE） [2]
图2.在后处理过程中脱落模板的尼古丁产量； 1.索氏萃取法；2.超声波辅助萃取法；3加速
溶剂萃取（ASE） [2]
[2].Wu Peng-Ju, Yang Jun1, Su Qing-De, Gao Yun, Zhu Xiao-Lan, Cai Ji-Bao. Rapid Removal of Template from
辽宁城乡环境科技,1999 ,19 (3) :50～52
[11] [8]陈文蕾,邵光灼,杨瑞康. 离子色谱法分析食用色素中无
[12]
机阴离子的预处理方法,北京科技大学学报,1996 ,18 (6) :585～589
[11 ]蒋文捷. 银预处理柱技术在检测盐酸中SO2 -
样品预处理方法课件
液-液萃取法
利用不同极性的溶剂进行萃取，将目标代谢产物从生物样品中提取 出来。
固相萃取法
利用固相萃取柱对生物样品进行萃取和净化，去除干扰物质。
07
结论与展望
样品预处理方法的总结
重要性
样品预处理是确保分析准确性和可靠性的关键环节，对于不同样品类型和分析方法，选择 适当的预处理方法至关重要。
常用方法
实现目标化合物的分离和富集。
优点
02
分辨率高、选择性好、操作简便、适用于生物大分子的分离和
纯化。
应用领域
03
广泛应用于蛋白质、多肽、DNA等生物大分子的分离和纯化，
以及天然产物中高分子化合物的分离和分析。
超临界流体萃取技术
原理
利用超临界流体（如二氧化碳）作为萃取剂，在高压和适宜温度 下将目标化合物从样品基质中萃取出来。
3
微生物
常用培养、离心、过滤等方法进行分离和提取。
预处理方法的优化方向
提高回收率
减少干扰
通过改进预处理方法，如优化萃取条件、 选择更合适的吸附剂等，提高目标成分的 回收率。
通过去除或减少样品中的干扰物质，如基 质效应、共存物质等，提高检测方法的准 确性和灵敏度。
降低成本
实现自动化
通过简化预处理步骤、使用更经济的试剂 和设备等，降低样品预处理的成本。
消解法
利用化学或物理方法破坏样品 的基质，使目标物质释放出来 ，便于后标物质从大量样品中富集到 较小体积中，提高检测灵敏度
。
02
样品前处理技术
萃取技术
01
02
03
04
液-液萃取
利用不同物质在两种不相溶溶 剂中的溶解度差异进行分离。
固-液萃取
利用不同极性的溶剂进行萃取，将目标代谢产物从生物样品中提取 出来。
固相萃取法
利用固相萃取柱对生物样品进行萃取和净化，去除干扰物质。
07
结论与展望
样品预处理方法的总结
重要性
样品预处理是确保分析准确性和可靠性的关键环节，对于不同样品类型和分析方法，选择 适当的预处理方法至关重要。
常用方法
实现目标化合物的分离和富集。
优点
02
分辨率高、选择性好、操作简便、适用于生物大分子的分离和
纯化。
应用领域
03
广泛应用于蛋白质、多肽、DNA等生物大分子的分离和纯化，
以及天然产物中高分子化合物的分离和分析。
超临界流体萃取技术
原理
利用超临界流体（如二氧化碳）作为萃取剂，在高压和适宜温度 下将目标化合物从样品基质中萃取出来。
3
微生物
常用培养、离心、过滤等方法进行分离和提取。
预处理方法的优化方向
提高回收率
减少干扰
通过改进预处理方法，如优化萃取条件、 选择更合适的吸附剂等，提高目标成分的 回收率。
通过去除或减少样品中的干扰物质，如基 质效应、共存物质等，提高检测方法的准 确性和灵敏度。
降低成本
实现自动化
通过简化预处理步骤、使用更经济的试剂 和设备等，降低样品预处理的成本。
消解法
利用化学或物理方法破坏样品 的基质，使目标物质释放出来 ，便于后标物质从大量样品中富集到 较小体积中，提高检测灵敏度
。
02
样品前处理技术
萃取技术
01
02
03
04
液-液萃取
利用不同物质在两种不相溶溶 剂中的溶解度差异进行分离。
固-液萃取
环境样品前处理技术幻灯片PPT
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。
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
（一）、反相固相萃取
流动相：极性（水溶液）或中等极性 固定相：非极性。 分离对象：中等到非极性物质。
1、反相固相萃取原理
分析物中的CH键 + 硅胶表面官能团→吸附→极 性溶液中的有机分析物→保留在SPE。所用的吸
附剂和目标化合物通常是非极性的或极性较弱的， 主要是靠非极性－非极性相互作用，是范德华力或 色散力。
固相萃取分离法
基本原理
固相萃取(SPE)，又称固液微处理小柱技术。 它是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色 谱分离原理，使液体样品通过一吸附剂小柱， 保留其中某些组分，再选用适当的溶剂冲洗 杂质，然后用少量溶剂迅速洗脱，从而达到 快速分离净化与浓缩的目的。固相萃取微处
理小柱通常由粒径为40μm的各种不同的填
料（活性炭、硅藻土、氧化铝、硅胶、反相、 离子交换等）压缩于聚丙烯塑料管
固相萃取仪
优点： 它们具有分离速度快、操作简单、萃取效 率高、无乳化等特点，在环境分析、药物 分析、形态分析等方面有广泛应用，尤其 适用色谱分析样品前处理。
固相萃取(Solid-phase extraction，SPE) 和固相微萃取(Solid-phase microextraction，SPME)是两种从各类 复杂样品中提取净化微量待测组分的新技 术
* 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
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苯酚，次氮基三乙酸，苯胺和极 性衍生物，邻笨二甲酸类
多环芳烃，多氯联苯，有机磷、 有机氯农药类及染料等
18
ENVI-18 DSK 膜片应用
US EPA 506 酞酸酯 525.1 半挥发性有机物 549.1 百草枯和敌草快 550.1 多环芳香烃
。。。。。。
19
固相萃取小柱
硅胶填料：40μm颗粒，60μm孔径 Florisil 填料：硅酸镁，80/120目（净化） 树脂填料：80-160μm 球型颗粒 石墨碳填料：无键合相，网眼颗粒
有机物样品预处理技术
1
固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定人指 甲中的三氯生和三氯卡班
2
环境分析的特点
环境是一个多组分和多变的开放体系，
其中污染物具有：
种类繁多 含量低 组成复杂 具有流动性和不稳定性
仪如 器何 的达 要到 求分 ？析
由于环境样品中有机物具有浓度低、组分复杂、干扰物 质多、易受环境影响等特点，通常需要采用复杂的提取、净 化、浓缩等有机物处理技术才能进行分析测定。
VOCs
卤代烷烃、卤代烯烃 苯系物
SVOCs
多氯联苯、多环芳烃 有机氯农药、POPs来自7样品分离与富集
为了选择与评价分离、富集技术，常涉及下面两 个概念： 回收因数（RT） 指样品中目标组分在分离、富集 过程中回收的完全程度。即：
RT QT QT0
痕量回收：RT<100%; 浓度越低则损失对分析结果的影响越大。
离子交换树脂
抗体键合吸附 剂
分离机理
反相
反相 反相 正相 正相 离子交换 免疫亲和 反应
洗脱溶剂
有机溶剂
有机溶剂 有机溶剂 有机溶剂 有机溶剂 一定pH的 水溶液 甲醇/水溶
液
分析物的性质
非极性～ 弱极性
非极性～ 中等极性
非极性～ 相当极性 极性化合物 极性化合物 阴阳离子型有 机物 特定污染物
环境分析中应用
15
固相萃取膜片
ENVI-18 DSK 膜片( C18键合相)： 含有表面改良硅的多孔玻璃纤维基体，可用于从
大量水中（至少1L）萃取有机污染物，如PAHs、PCBs、 杀虫剂、除草剂、酞酸酯等。
玻璃纤维基体优势：可以实现高流速，同时又能 减少微粒堵塞。
ENVI-Disk基体厚而硬，可以捕获流经的各种微粒。与 之相比，聚四氟乙烯薄膜片薄、软、易于起皱，而且 如果样品含有微粒，易于堵塞。
功能
用于样品分析前的净化或浓缩富集，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。
特点
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（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）。
无机痕量分析: RT>90%。
8
富集倍数（F）或与浓缩系数 定义为欲分离或 富集组分的回收率与基体的回收率之比，即：
F QT / QM
QT0
/
Q0
M RM
RT / RM
式中，QM0 和 QM 分别为富集前、后基体的量； RM 为基体的回收率。
9
针对水样
固相萃取（SPE）
固相萃取法是利用疏水性的固体来分离和富集水溶液中 的有机物的方法，实质上是一种液相色谱分离，所用的吸附 剂也与液相色谱常用的固定相相同，只是在粒度上有所区别。 自70年代问世以来，其全球需求量迅速增长。
丙酮
乙腈 异丙醇
甲醇 水
水 甲醇 异丙醇 乙腈 丙酮 二氯甲烷 乙酸乙酯 四氢呋喃
强
13
洗脱溶剂选择 洗脱强度 检测器因素
溶剂名称
紫外截止波长 /nm
正己烷
190
二硫化碳
380
四氯化碳
265
苯
210
氯仿
245
二氯甲烷
233
四氢呋喃
212
丙酮
330
乙腈
190
甲醇
205
水
187
14
固相萃取技术—水样pH 影响
3
环境预处理技术研究热点
批量化、自动化、环保化 快速、高效、易操作 生物监测技术：酶免疫检测（EIA）
4
样品中有机物萃取技术
液-液萃取法 一滴溶剂萃取 固相萃取法 固相微萃取法
针对水样品
固-液萃取法
针对固体样品
索式萃取法
摇床振荡萃取法
超声萃取法
微波萃取法
5
6
预处理方法
吹扫捕集
顶空
预处理 液液萃取 固相萃取 固相微萃取
b. 石墨碳吸附剂
25
抗体键合吸附剂
26
免疫抗体吸附剂制备技术
27
目标物吸附阶段
23
固相萃取步骤
确定吸附剂类型及用量： 目标物性质和浓度估计
萃取柱条件化：用适量溶剂进行吸附剂的活化， 再用去离子水进行柱条件化；
通过水样：流速控制在2-5ml/min 萃取柱纯化：洗脱某些非目标物 萃取物洗脱：1~5ml的洗脱液，待后续分析
24
不同吸附剂吸附容量比较
a. C18 吸附剂
10
针对水样
分析物 杂 质
痕量有机物萃取技术 —— 固相萃取技术
2020/10/23
11
固相萃取法
研究对象： 水介质中有机物
核心技术： 固相吸附剂（极性、非
极性、离子型、生物型 等）
洗脱溶剂 特点：选择性、高倍富
集、易于实现自动化
12
洗脱溶剂的选择：
正相
弱
反相
四氢呋喃 乙酸乙酯 二氯甲烷
氨基偶氮苯，多氯苯酚类，多氯 联苯类，芳烃类，多环芳烃类， 有机磷和有机氯农药类，烷基苯 类，邻苯二甲酸脂类，多氯苯胺 类，非极性除草剂，脂肪酸类， 胺基蒽醌
苯酚，氯代苯酚，苯胺，氯代苯 胺，中等极性的除草剂（三嗪类， 苯磺酰脲类，苯氧酸类）
醇类，硝基苯酚类，相当大极性 的除草剂，碳水化合物，有机酸 醇，醛，胺，除草剂，杀虫剂， 有机酸，苯酚类，类固醇类
16
膜萃取（大体积样品）
Empore SPE 膜技术，是将SPE 填料颗粒，紧紧地压在PTFE纤维 网中。其更少的填料量、更短的 扩散通道使得萃取更加有效，溶 剂使用量更少，无沟渠和孔穴产 生。
17
SPE不同类型吸附剂及相关应用
吸附剂
键合硅胶 C18、C8
多孔苯乙烯— 二乙烯基苯共 聚物 多孔石墨碳 丙胺键合硅胶 硅酸镁
固相萃取装置（SPE）
20
键合色谱固定相表面结构
21
内嵌三嗪环酰胺极性基团固定相 （碱性化合物分离）
22
化学键合固定相
目前应用最广、性能最佳的固定相。稳定，耐水、耐 光、耐有机溶剂，应用最广。
硅氧碳键型： ≡Si—O—C 硅氧硅碳键型：≡Si—O—Si — C 硅碳键型： ≡Si—C 硅氮键型： ≡Si—N
多环芳烃，多氯联苯，有机磷、 有机氯农药类及染料等
18
ENVI-18 DSK 膜片应用
US EPA 506 酞酸酯 525.1 半挥发性有机物 549.1 百草枯和敌草快 550.1 多环芳香烃
。。。。。。
19
固相萃取小柱
硅胶填料：40μm颗粒，60μm孔径 Florisil 填料：硅酸镁，80/120目（净化） 树脂填料：80-160μm 球型颗粒 石墨碳填料：无键合相，网眼颗粒
有机物样品预处理技术
1
固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定人指 甲中的三氯生和三氯卡班
2
环境分析的特点
环境是一个多组分和多变的开放体系，
其中污染物具有：
种类繁多 含量低 组成复杂 具有流动性和不稳定性
仪如 器何 的达 要到 求分 ？析
由于环境样品中有机物具有浓度低、组分复杂、干扰物 质多、易受环境影响等特点，通常需要采用复杂的提取、净 化、浓缩等有机物处理技术才能进行分析测定。
VOCs
卤代烷烃、卤代烯烃 苯系物
SVOCs
多氯联苯、多环芳烃 有机氯农药、POPs来自7样品分离与富集
为了选择与评价分离、富集技术，常涉及下面两 个概念： 回收因数（RT） 指样品中目标组分在分离、富集 过程中回收的完全程度。即：
RT QT QT0
痕量回收：RT<100%; 浓度越低则损失对分析结果的影响越大。
离子交换树脂
抗体键合吸附 剂
分离机理
反相
反相 反相 正相 正相 离子交换 免疫亲和 反应
洗脱溶剂
有机溶剂
有机溶剂 有机溶剂 有机溶剂 有机溶剂 一定pH的 水溶液 甲醇/水溶
液
分析物的性质
非极性～ 弱极性
非极性～ 中等极性
非极性～ 相当极性 极性化合物 极性化合物 阴阳离子型有 机物 特定污染物
环境分析中应用
15
固相萃取膜片
ENVI-18 DSK 膜片( C18键合相)： 含有表面改良硅的多孔玻璃纤维基体，可用于从
大量水中（至少1L）萃取有机污染物，如PAHs、PCBs、 杀虫剂、除草剂、酞酸酯等。
玻璃纤维基体优势：可以实现高流速，同时又能 减少微粒堵塞。
ENVI-Disk基体厚而硬，可以捕获流经的各种微粒。与 之相比，聚四氟乙烯薄膜片薄、软、易于起皱，而且 如果样品含有微粒，易于堵塞。
功能
用于样品分析前的净化或浓缩富集，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。
特点
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（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）。
无机痕量分析: RT>90%。
8
富集倍数（F）或与浓缩系数 定义为欲分离或 富集组分的回收率与基体的回收率之比，即：
F QT / QM
QT0
/
Q0
M RM
RT / RM
式中，QM0 和 QM 分别为富集前、后基体的量； RM 为基体的回收率。
9
针对水样
固相萃取（SPE）
固相萃取法是利用疏水性的固体来分离和富集水溶液中 的有机物的方法，实质上是一种液相色谱分离，所用的吸附 剂也与液相色谱常用的固定相相同，只是在粒度上有所区别。 自70年代问世以来，其全球需求量迅速增长。
丙酮
乙腈 异丙醇
甲醇 水
水 甲醇 异丙醇 乙腈 丙酮 二氯甲烷 乙酸乙酯 四氢呋喃
强
13
洗脱溶剂选择 洗脱强度 检测器因素
溶剂名称
紫外截止波长 /nm
正己烷
190
二硫化碳
380
四氯化碳
265
苯
210
氯仿
245
二氯甲烷
233
四氢呋喃
212
丙酮
330
乙腈
190
甲醇
205
水
187
14
固相萃取技术—水样pH 影响
3
环境预处理技术研究热点
批量化、自动化、环保化 快速、高效、易操作 生物监测技术：酶免疫检测（EIA）
4
样品中有机物萃取技术
液-液萃取法 一滴溶剂萃取 固相萃取法 固相微萃取法
针对水样品
固-液萃取法
针对固体样品
索式萃取法
摇床振荡萃取法
超声萃取法
微波萃取法
5
6
预处理方法
吹扫捕集
顶空
预处理 液液萃取 固相萃取 固相微萃取
b. 石墨碳吸附剂
25
抗体键合吸附剂
26
免疫抗体吸附剂制备技术
27
目标物吸附阶段
23
固相萃取步骤
确定吸附剂类型及用量： 目标物性质和浓度估计
萃取柱条件化：用适量溶剂进行吸附剂的活化， 再用去离子水进行柱条件化；
通过水样：流速控制在2-5ml/min 萃取柱纯化：洗脱某些非目标物 萃取物洗脱：1~5ml的洗脱液，待后续分析
24
不同吸附剂吸附容量比较
a. C18 吸附剂
10
针对水样
分析物 杂 质
痕量有机物萃取技术 —— 固相萃取技术
2020/10/23
11
固相萃取法
研究对象： 水介质中有机物
核心技术： 固相吸附剂（极性、非
极性、离子型、生物型 等）
洗脱溶剂 特点：选择性、高倍富
集、易于实现自动化
12
洗脱溶剂的选择：
正相
弱
反相
四氢呋喃 乙酸乙酯 二氯甲烷
氨基偶氮苯，多氯苯酚类，多氯 联苯类，芳烃类，多环芳烃类， 有机磷和有机氯农药类，烷基苯 类，邻苯二甲酸脂类，多氯苯胺 类，非极性除草剂，脂肪酸类， 胺基蒽醌
苯酚，氯代苯酚，苯胺，氯代苯 胺，中等极性的除草剂（三嗪类， 苯磺酰脲类，苯氧酸类）
醇类，硝基苯酚类，相当大极性 的除草剂，碳水化合物，有机酸 醇，醛，胺，除草剂，杀虫剂， 有机酸，苯酚类，类固醇类
16
膜萃取（大体积样品）
Empore SPE 膜技术，是将SPE 填料颗粒，紧紧地压在PTFE纤维 网中。其更少的填料量、更短的 扩散通道使得萃取更加有效，溶 剂使用量更少，无沟渠和孔穴产 生。
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SPE不同类型吸附剂及相关应用
吸附剂
键合硅胶 C18、C8
多孔苯乙烯— 二乙烯基苯共 聚物 多孔石墨碳 丙胺键合硅胶 硅酸镁
固相萃取装置（SPE）
20
键合色谱固定相表面结构
21
内嵌三嗪环酰胺极性基团固定相 （碱性化合物分离）
22
化学键合固定相
目前应用最广、性能最佳的固定相。稳定，耐水、耐 光、耐有机溶剂，应用最广。
硅氧碳键型： ≡Si—O—C 硅氧硅碳键型：≡Si—O—Si — C 硅碳键型： ≡Si—C 硅氮键型： ≡Si—N