第十一章 采样和试样预处理
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取样与样品预处理方法
纯化
通过一系列分离纯化步骤，将样品中的目标组分提纯，以便 于后续分析。常用的纯化方法有层析、蒸馏、结晶等。
样品保存与标记
保存
为保证样品在分析前不受污染或变质，需选择适当的保存方法和条件。根据样 品性质和实验要求，可采用低温、干燥、避光等措施。
标记
为便于识别和管理，每个样品都应进行唯一标识。标识应包括样品名称、编号、 取样日期等信息，以确保分析结果的溯源性。
环境监测
环境取样
环境监测中，取样是获取环境状况数据的关键步骤，需要选取具有 代表性的地点和时间进行采样。
样品预处理
环境监测中，需要对采集的样品进行适当的预处理，如分离、纯化、 富集等，以便于后续的检测和分析。
环境质量评估
通过取样和预处理，可以对环境中的污染物进行检测和分析，评估环 境质量状况和影响。
智能化取样
利用传感器技术、机器学习等方法， 实现取样的智能化控制和优化，减少 人为误差和操作时间。
高通量与高灵敏度预处理技术
高通量预处理
通过多通道并行处理、微流控技术等手段，实现样品的高通量预处理，提高处理速度和 效率。
高灵敏度预处理
采用新型分离纯化技术、纳米材料等手段，提高预处理的灵敏度，降低检测限，提高检 测精度。
适用于总体数量较大、个体差异较小的场景。
系统取样
01
02
03
定义
系统取样是从总体中按照 一定的间隔进行取样，确 保每个间隔内的样本被选 中的概率相等。
特点
系统取样操作简便，适用 于具有周期性特征的总体。
适用场景
适用于具有周期性特征的 总体，如时间序列数据。
分层取样
定义
分层取样是将总体按照一定的特征分成若干层， 然后在各层内随机取样。
通过一系列分离纯化步骤，将样品中的目标组分提纯，以便 于后续分析。常用的纯化方法有层析、蒸馏、结晶等。
样品保存与标记
保存
为保证样品在分析前不受污染或变质，需选择适当的保存方法和条件。根据样 品性质和实验要求，可采用低温、干燥、避光等措施。
标记
为便于识别和管理，每个样品都应进行唯一标识。标识应包括样品名称、编号、 取样日期等信息，以确保分析结果的溯源性。
环境监测
环境取样
环境监测中，取样是获取环境状况数据的关键步骤，需要选取具有 代表性的地点和时间进行采样。
样品预处理
环境监测中，需要对采集的样品进行适当的预处理，如分离、纯化、 富集等，以便于后续的检测和分析。
环境质量评估
通过取样和预处理，可以对环境中的污染物进行检测和分析，评估环 境质量状况和影响。
智能化取样
利用传感器技术、机器学习等方法， 实现取样的智能化控制和优化，减少 人为误差和操作时间。
高通量与高灵敏度预处理技术
高通量预处理
通过多通道并行处理、微流控技术等手段，实现样品的高通量预处理，提高处理速度和 效率。
高灵敏度预处理
采用新型分离纯化技术、纳米材料等手段，提高预处理的灵敏度，降低检测限，提高检 测精度。
适用于总体数量较大、个体差异较小的场景。
系统取样
01
02
03
定义
系统取样是从总体中按照 一定的间隔进行取样，确 保每个间隔内的样本被选 中的概率相等。
特点
系统取样操作简便，适用 于具有周期性特征的总体。
适用场景
适用于具有周期性特征的 总体，如时间序列数据。
分层取样
定义
分层取样是将总体按照一定的特征分成若干层， 然后在各层内随机取样。
分析化学-样品的采集与处理
体的集合体称之为样品。
采样（sampling）:从总体中抽取样品的操作过程。
一 样品采集的原则 1.代表性
液体样品： 应充分混匀后再进行采集。
固体样品： 需按不同部位取出少量样品， 将其混合均匀后再用四分法 进行缩分得到代表性样品。
2.典型性 根据检测目的，采集能充分说明此目的
的典型样品。 3.适时性
可利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及 无损检测等。
（五）膜分离法 (membrane separation) 过滤：用滤纸将沉淀从溶液中分离出来。 膜分离： 采用具有渗透性的膜作为分离材料，利
用外界能量或化学位差（浓度差、压力差等）为动 力，使组分从膜的一侧渗透至另一侧。
膜分离方法
分离动力 浓度差 压力差 电位差
E% coVo 100% coVo cwVw
E% D 100% D Vw / Vo
萃取百分率与分配比和萃取剂的体积比有关。 提高萃取率的方法：
✓ 提高萃取剂的分配比 ✓ 进行多次萃取或连续萃取
多次萃取后，水相中剩余物质的质量：
mn
m0 (
Vw DVo Vw
)n
例1：有100.0ml含I210.00mg的水溶液，用90.00ml CCl4萃取，萃取效率为97.50%，求此时的分配比？若 每次用30.00ml CCl4分三次萃取，萃取效率又是多少？
水、酸性水溶液、碱性水溶液、有机溶剂。
（三）分解法(decomposition)
破坏样品中的有机物，使之分解或呈气体逸出， 将被测物转化为离子状态，故又称为无机化处理法。
适用于被测组分为结合状态的无机成分的测定。 常用分解法：干灰化法、干灰化法、微波溶样法
1.干灰化法(dry ashing) （1）高温灰化
分析化学：取样与样品预处理方法
3、吸附法
利用组分的挥发性和沸点不同， 提取挥发性组分。
5、溶剂萃取法
（1）提取溶剂的选择原则：相似相溶
（2）常用溶剂的种类
强极性溶剂：水 中等极性溶剂：乙醇、甲醇、丙酮 低极性溶剂：石油醚、氯仿、乙酸乙酯
（3）常用提取方法
萃取法（分液漏斗中） 冷浸法（适用于热不稳定组分的提取） 回流法 超声波和微波辅助溶剂提取法
二、降解法
因化学分析是在溶液中进行，故需要先将试样分解， 使被测组分定量转入溶液中，然后进行其它预处理和测 定。
1、碱熔法：固体样品+碱熔剂→高温熔融→加适当
酸 溶解→样品溶液
2、燃烧法 3、干式消化（灰化）：
高温干式消化（500～800℃）（有机物灼烧破坏） 低温干式消化（100～150℃）（有机物缓慢氧化）
2、原则： 均匀、合理
二、取样的方法 代表性
气体、液体：均匀，易达到 固体：四分法 不均匀个体大的固体样品（如中药材）：
1、破碎 2、过筛 3、混合 4、缩分（四分法）
三、样品的保存 应防止污染、分解及基体变化
第二节 经典样品预处理方法
一、分离技术： 利用待测组分与共存干扰组分和基质理
化性质的差异，对样品进行分离纯化处理。 1、过滤与离心
4、湿式消化：加高浓度酸或混酸加热分解样品 三、（样硝酸品、浓硝缩酸技-硫术酸、硝酸-高氯酸）
当样品组分浓度较小时，可通过挥发溶剂浓集样品。
第三节 现代样品预处理技术
一、固相萃取技术：基于液-固分离萃取的样品预处理技术
固相萃取可近似看成是一个简单的液相色谱过程，吸附剂作 为固定相，当样品溶液与吸附剂相接触时，其中的某些组分 （杂质或待测组分）保留在吸附剂上，然后待测组分再被适当 的洗脱剂洗脱，即可得到纯化和富集的待测组分。
样品的预处理方法
质量监控
对制备过程中的关键环节进行监控，确保样 品制备过程的准确性和稳定性。
质量记录
对制备过程中的所有操作进行详细记录，以 便追溯和审查。
05 样品纯化与分离
重力沉降法
总结词
利用重力作用使颗粒自然沉降下来，实现固液分离的方法。
详细描述
重力沉降法是一种简单而常用的样品预处理方法，适用于颗粒较大、密度与液体相差明显的固体颗粒的分离。通 过在静止或缓慢流动的液体中放置一段时间，固体颗粒会因重力作用逐渐沉降到容器底部，从而实现固液分离。 该方法操作简便，但分离速度较慢，可能需要较长时间才能达到分离效果。
规和标准。
禁止吸烟和饮食
02
在实验室工作区域内严禁吸烟和饮食，以防止意外事故发生。
正确使用实验设备和仪器
03
严格按照操作规程使用实验设备和仪器，避免因误操作导致安
全事故。
废弃物处理与环保要求
分类存放废弃物
根据废弃物的性质进行分类存放，避免混合存放导致意外事故。
正确处理危险废弃物
对于具有危险性的废弃物，应按照相关规定进行妥善处理，不得 随意倾倒或排放。
采集方法
随机抽样
从总体中随机选取一部分样品 作为样本，以评估整体特性。
系统抽样
按照一定的间隔或顺序从总体 中抽取样品，确保每个部分都 有机会被选中。
分层抽样
将总体分成若干层，从每层中 随机抽取样品，以提高样本的 代表性。
目的抽样
根据研究目的和需求，有针对 性地选择具有代表性的样品。
采集工具与设备
04 样品制备
破碎与混合
破碎
将大块样品破碎成小块，便于后续处理。破碎方法有机械破碎和物理破碎两种。
混合
将破碎后的样品混合均匀，以确保样品的代表性。混合方法有干法和湿法两种。
样品的采集、保存和预处理—样品的采集、保存和预处理(理化检验技术)
样品的采集、保存和预处理
（一） 血液
血液标本通常采集的是静脉血或末梢血，容器一般用 聚四氟乙烯、聚乙烯或硬质具塞玻璃管。
采集量至少是0.1ml，当样品量要求大于0.5ml时，应 取静脉血。
血液样品若不能及时检测，应于-20℃长期冷冻干燥保 存，4℃冰箱冷藏短期保存。
样品的采集、保存和预处理
（二）尿液
终末呼出气：先尽力吸气，在平和呼出气后，再尽力呼出气至不能呼出气为 止的最后一段呼出气 采集呼出气常用的有玻璃管或塑料袋等。
采集呼出气时，应记录采样点的气温和气压，以便将采集的呼出气体积换算 成20℃和101.3kPa时的采样体积。
样品的采集、保存和预处理
（四）头发
采集发样要尽量避免年龄、性别、染发、生理状态和疾病等各种因素的影响。 在同一时期内，采得的发样只能代表该时期机体的代谢情况。 通常采集的是枕部发根处头发，用不锈钢剪刀剪下距头皮约2.5cm的发段
方法一、尿比重校正
c校正＝1.0d201.010.0000 c Kc
C 校正 为经校正后尿液中待测成分的浓度(mg/L)； C 为测得尿液中待测成分的浓度(mg/L)；
d
为实际测得的尿液比重；
样品的采集、保存和预处理
（二）尿液
方法二、肌酐校正
尿液中待测组分含量（mg
/
g肌酐）=
实测浓度（mg 肌酐浓度（g /
/ L） L）
尿样应尽快分析，如不能立即分析，则应储存于4℃冰箱；如需长期保存，则 贮存于-20℃冰箱。
当检验金属元素含量的尿样时，可加0.5%~1%硝酸酸化 需要抑制细菌生长时，可加入5~10mg/L 的三氮化钠，也可加入1%三氯甲烷
样品的采集、保存和预处理
（三）呼出气
（一） 血液
血液标本通常采集的是静脉血或末梢血，容器一般用 聚四氟乙烯、聚乙烯或硬质具塞玻璃管。
采集量至少是0.1ml，当样品量要求大于0.5ml时，应 取静脉血。
血液样品若不能及时检测，应于-20℃长期冷冻干燥保 存，4℃冰箱冷藏短期保存。
样品的采集、保存和预处理
（二）尿液
终末呼出气：先尽力吸气，在平和呼出气后，再尽力呼出气至不能呼出气为 止的最后一段呼出气 采集呼出气常用的有玻璃管或塑料袋等。
采集呼出气时，应记录采样点的气温和气压，以便将采集的呼出气体积换算 成20℃和101.3kPa时的采样体积。
样品的采集、保存和预处理
（四）头发
采集发样要尽量避免年龄、性别、染发、生理状态和疾病等各种因素的影响。 在同一时期内，采得的发样只能代表该时期机体的代谢情况。 通常采集的是枕部发根处头发，用不锈钢剪刀剪下距头皮约2.5cm的发段
方法一、尿比重校正
c校正＝1.0d201.010.0000 c Kc
C 校正 为经校正后尿液中待测成分的浓度(mg/L)； C 为测得尿液中待测成分的浓度(mg/L)；
d
为实际测得的尿液比重；
样品的采集、保存和预处理
（二）尿液
方法二、肌酐校正
尿液中待测组分含量（mg
/
g肌酐）=
实测浓度（mg 肌酐浓度（g /
/ L） L）
尿样应尽快分析，如不能立即分析，则应储存于4℃冰箱；如需长期保存，则 贮存于-20℃冰箱。
当检验金属元素含量的尿样时，可加0.5%~1%硝酸酸化 需要抑制细菌生长时，可加入5~10mg/L 的三氮化钠，也可加入1%三氯甲烷
样品的采集、保存和预处理
（三）呼出气
二、样品采集预处理PPT课件
.
49
基质固相分散萃取法（MSPDE）
将试样直接与适量的填料研磨，混合制 成半固态装柱淋洗。 将样品匀化、提取、萃取、净化合为 一体，减少有机溶剂用量、简化操作步 骤，缩短分析时间，提高分析的准确度。
.
50
AU
苏 丹 I红 苏 丹 I I红
苏 丹 I I I 红 苏 丹 I V 红
自动标尺色谱图
每层的中心和四角各取少量 ↓
合并、混匀 ↓四分法缩分
分析样
（检样） （原始样）
.
12
2、半固体样品
① 有包装的按有包装的固体样执行 ② 无包装的分上、中、下三层取样
→混匀
.
13
3、液体样
① 包装体积不太大的
确定采样数量 ↓ 抽样
打开包装、混合 ↓ 摇匀
分取到所需数量
.
14
② 大桶及散装样
分层虹吸法 ↓
每层 500 ml ↓混匀
分取到所需数量
.
15
组成不均匀的固体样品
分别取不同部位的少量样）
↓ 四分法缩分
所需数量
（分 析 样）
原则：纵向取样
.
16
怎么取？
.
17
里外一样吗？
.
18
横着？竖着？
.
19
取哪儿啊？
.
20
挑大个儿 的？
.
21
这个？
.
22
六、采样数量
检验、复检、备查 每份不少于 0.5 Kg
.
23
七、采样工具
指采样器、容器、包装纸等 应清洁、干燥、无异味、不应带入杂质
石蜡
×
× ×
.
24
第十三 章试样的采集和预处理
二、生物试样和有机试样的预处理(消化)
4、酶消化： （主要用于药物测定）
与组织蛋白键合牢固的药物，如苯并二氧杂 菲,酚噻嗪，保泰松等，须用酶消化，使结合 的药物释出，再用溶剂提取。 最常用为：
分析化学
枯草菌蛋白水解酶，它能水解任何键合在蛋白 链上的肽，能水解肝、脑和血液等各种生物试 样。
药学院药物分析教研室
灼烧
2KHSO4
K2S2O7
K2S2O7+H2O
K2SO4+SO3
使碱性、中性氧化物转变为可溶性盐 例 TiO2+2K2S2O7
熔融
Ti（SO4）2+2K2SO4 药学院药物分析教研室
第三节
一、无机试样的分解
2、熔融法 ⑵碱性熔剂：
试样的分解
分析化学
Na2CO3，NaOH，Na2O2等 例，BaSO4 + Na2CO3 熔融 BaCO3+ NaSO4 注：熔融试样时，必须根据溶剂选择适 宜材料的坩埚。
分析化学
第 十三 章 试样的采集和预处理
药学院药物分析教研室
第一节
试样分析的全过程：
概述
分析化学
试样采集— 试样预处理（包括溶解或分 解，干扰组分掩蔽和分离）— 测定— 计算和数据处理。
药学院药物分析教研室
第二节
试样的采集与制备
分析化学
采集的试样应具有代表性： 指试样组成和整体物料的平 均组成相一致，否则分析结 果无意义。 选择性采样 采样方法 随机采样 选择性采样： 在刑侦、食品、环境保护等领域，常 常依据投诉、检验性观察或其他线索 进行针对性取样（即选择性取样）。 随机采样： 整体物料的每一部分都有被取作试 样的机会，以保证试样的代表性 药学院药物分析教研室
分析试样的采取和预处理
kg·mm-2之间。 d（mm）：试样的最大粒度直径
计算例如
例：采集矿石样品，假设试样的最大直径为10 mm， k =0.2 kg/mm2, 那么应采集多少试样？
解： mQ ≥ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg) 例： 有一样品 mQ = 20 kg ， k =0.2 kg / mm2, 用6号筛过筛, 问应缩分
采集平均试样时的最小质量
筛号/目
3 6 10 20 40 60 80
筛孔直 径/mm K=0.1
6.72 4.52 3.36 1.13 2.00 0.40 0.83 0.069 0.42 0.018 0.25 0.006 0.177 0.003
最小质量/Kg
0.2
0.3
0.5
9.03 13.55 22.6
微波消解一般采用密闭容器，如此能够加热到较高温度和较高压力， 使分解更有效，同时也可减少溶剂用量和易挥发组分 (As,B,Cr,Hg,Se,Sb，Sn等）的损失 微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用于难熔无机材 料的分解
2.26 3.39 5.65
0.80 1.20 2.00
0.14 0.21 0.35
0.035 0.053 0.088
0.013 0.019 0.031
0.006 0.009 0.016
1.0 45.2 11.3 4.00 0.69 0.176 0.063 0.031
食品试样
依照试样种类、分析项目和采用的分析方法制定试样 的处理步骤。 可用“随机取样”和“缩分”, 防止污染要求更严 预干燥：含水试样干燥至衡重，计算水分 脱脂 对含脂肪高的样品，置于乙醚（100g样品需 500ml乙醚）中，静止过夜，除去乙醚层，风干 研磨 成细而均匀的分析试样
计算例如
例：采集矿石样品，假设试样的最大直径为10 mm， k =0.2 kg/mm2, 那么应采集多少试样？
解： mQ ≥ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg) 例： 有一样品 mQ = 20 kg ， k =0.2 kg / mm2, 用6号筛过筛, 问应缩分
采集平均试样时的最小质量
筛号/目
3 6 10 20 40 60 80
筛孔直 径/mm K=0.1
6.72 4.52 3.36 1.13 2.00 0.40 0.83 0.069 0.42 0.018 0.25 0.006 0.177 0.003
最小质量/Kg
0.2
0.3
0.5
9.03 13.55 22.6
微波消解一般采用密闭容器，如此能够加热到较高温度和较高压力， 使分解更有效，同时也可减少溶剂用量和易挥发组分 (As,B,Cr,Hg,Se,Sb，Sn等）的损失 微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用于难熔无机材 料的分解
2.26 3.39 5.65
0.80 1.20 2.00
0.14 0.21 0.35
0.035 0.053 0.088
0.013 0.019 0.031
0.006 0.009 0.016
1.0 45.2 11.3 4.00 0.69 0.176 0.063 0.031
食品试样
依照试样种类、分析项目和采用的分析方法制定试样 的处理步骤。 可用“随机取样”和“缩分”, 防止污染要求更严 预干燥：含水试样干燥至衡重，计算水分 脱脂 对含脂肪高的样品，置于乙醚（100g样品需 500ml乙醚）中，静止过夜，除去乙醚层，风干 研磨 成细而均匀的分析试样
采样样品制备和预处理课件
采集空气中的颗粒物、气体等，通过滤膜过滤或吸收剂吸收，
进行后续的测定和分析。
水样品的采集和预处理
02
采集水体中的溶解物、悬浮物等，通过过滤、沉淀、蒸馏等方
法进行分离，再对分离物进行测定和分析。
土壤样品的采集和预处理
03
采集土壤中的有机物、重金属等，通过破碎、研磨、筛分等方
法进行样品制备，再进行后续的测定和分析。
纯化的目的。
离子交换纯化
利用离子交换剂与溶液 中的离子进行交换，达
到纯化的目的。
04
质量控制
采样质量保证
1 2
采样计划
制定详细的采样计划，明确采样点位、频次、数 量等，确保采样的代表性和可靠性。
采样设备
选择性能稳定、精度可靠的采样设备，定期进行 校准和维护，确保设备准确性和可靠性。
3
采样人员
培训专业的采样人员，熟悉采样技术、操作规程 和质量控制要求，保证采样的规范性和准确性。
样品运
运输方式
选择适当的运输方式，如快递、物流等，确保样 品在运输过程中不受损坏或污染。
运输温度
根据样品性质和检测要求，控制适当的运输温度 ，确保样品在运输过程中保持稳定。
运输包装
选择适当的包装材料和方式，如泡沫、保温袋等 ，确保样品在运输过程中不受损坏或污染。
样品处理
处理方法
根据检测项目和样品类型，选择适当的处理方法，如破碎、研磨、 溶解等。
生物样品制备和预处理
血液样品的采集和预处理
采集动物或人类的血液，通过抗凝处理、离心分离等方法，制备 出血清、血浆等生物样品，再进行后续的测定和分析。
组织样品的采集和预处理
采集动物或人类的组织器官，通过破碎、匀浆等方法制备成组织匀 浆，再进行后续的测定和分析。
采样样品制备和预处理课件
毒物分析 毒物分析用于检测生物样品中的有害物质或毒素。在分析过程中，需要对样品进行适当的制备和预处理， 以提取出目标毒物，进行准确的测定，为中毒事件的诊断和治疗提供依据。
05
采样样品制备和预处理的注 意事项
安全注意事 项
遵守实验室安全规定 在进行采样样品制备和预处理时，应严格遵守实验室的安 全规定，确保实验人员的人身安全。
01
在采样过程中，应保证采样的代表性，避免采样误差对实验结
果的影响。
严格控制实验条件
02
在样品制备和预处理过程中，应严格控制实验条件，如温度、
湿度、压力等，以确保实验结果的准确性和可靠性。
进行重复实验
03
为减小实验误差，应对同一样品进行重复实验，并对结果取平
均值，以提高实验结果的准确性和可靠性。
实验数据处理与分析
分离方法
根据样品的性质和目标成分离等。
纯化技术
通过一系列的纯化技术，如重结晶、 层析、离子交换等，去除样品中的 杂质，提高目标成分的纯度。
操作技巧
在分离和纯化过程中，应注意操作 技巧，避免样品损失或交叉污染。
样品浓缩与干燥
浓缩方法
注意事项
根据样品的性质和目标成分，选择合 适的浓缩方法，如蒸发、冷冻干燥、 吸附等。
在浓缩和干燥过程中，应注意防止样 品损失、变质或成分变化。
干燥技术
通过适当的干燥技术，如自然干燥、 烘箱干燥、真空干燥等，去除样品中 的水分或其他溶剂。
03
样品预处理技术
样品消解
消解目的
将样品中的目标物质溶解或转化 为可分析的形态，以便后续的检
测和分析。
消解方法
采用酸、碱、氧化剂等试剂，通 过加热、搅拌、回流等方法使样
05
采样样品制备和预处理的注 意事项
安全注意事 项
遵守实验室安全规定 在进行采样样品制备和预处理时，应严格遵守实验室的安 全规定，确保实验人员的人身安全。
01
在采样过程中，应保证采样的代表性，避免采样误差对实验结
果的影响。
严格控制实验条件
02
在样品制备和预处理过程中，应严格控制实验条件，如温度、
湿度、压力等，以确保实验结果的准确性和可靠性。
进行重复实验
03
为减小实验误差，应对同一样品进行重复实验，并对结果取平
均值，以提高实验结果的准确性和可靠性。
实验数据处理与分析
分离方法
根据样品的性质和目标成分离等。
纯化技术
通过一系列的纯化技术，如重结晶、 层析、离子交换等，去除样品中的 杂质，提高目标成分的纯度。
操作技巧
在分离和纯化过程中，应注意操作 技巧，避免样品损失或交叉污染。
样品浓缩与干燥
浓缩方法
注意事项
根据样品的性质和目标成分，选择合 适的浓缩方法，如蒸发、冷冻干燥、 吸附等。
在浓缩和干燥过程中，应注意防止样 品损失、变质或成分变化。
干燥技术
通过适当的干燥技术，如自然干燥、 烘箱干燥、真空干燥等，去除样品中 的水分或其他溶剂。
03
样品预处理技术
样品消解
消解目的
将样品中的目标物质溶解或转化 为可分析的形态，以便后续的检
测和分析。
消解方法
采用酸、碱、氧化剂等试剂，通 过加热、搅拌、回流等方法使样
简述样品的预处理方法
简述样品的预处理方法在科学研究和实验中，样品的预处理是非常重要的环节。
样品的预处理方法可以影响到后续的实验结果和分析数据的准确性。
因此，正确的样品预处理方法是保证实验结果可靠性的关键之一。
本文将简要介绍样品的预处理方法。
1. 样品的收集样品的收集是样品预处理的第一步。
样品收集需要严格遵守科学实验的规范，避免污染和误差。
在样品收集前，需要了解样品的来源、性质和处理方法。
例如，如果要收集土壤样品，需要确定采样点的位置、深度和面积，并避免污染和混杂。
在收集样品时，应该使用干净的工具，如无菌手套、无菌勺子、无菌瓶子等，避免污染和误差。
2. 样品的处理样品的处理是样品预处理的重要步骤。
样品处理的方法因样品类型和实验目的而异。
例如，对于生物样品，可以进行细胞培养、离心、冻存等处理方法。
对于环境样品，可以进行挥发性有机物的测定、水分的测定、重金属的测定等处理方法。
在样品处理前，需要对样品进行标识和记录，避免误差和混淆。
3. 样品的分离样品的分离是样品预处理的关键步骤之一。
样品的分离可以分为物理分离和化学分离两种方法。
物理分离包括筛分、离心、过滤等方法，化学分离包括萃取、吸附、离子交换等方法。
在样品分离前，需要选择合适的分离方法，并对样品进行充分的混合和均匀化，避免样品的不均匀性和误差。
4. 样品的提取样品的提取是样品预处理的另一重要步骤。
样品的提取方法因样品类型和实验目的而异。
例如，对于生物样品，可以进行蛋白质提取、DNA提取等方法。
对于环境样品，可以进行挥发性有机物的提取、水分的提取、重金属的提取等方法。
在样品提取前，需要选择合适的提取方法，并对样品进行充分的混合和均匀化，避免样品的不均匀性和误差。
5. 样品的测定样品的测定是样品预处理的最后一步。
样品的测定方法因样品类型和实验目的而异。
例如，对于生物样品，可以进行酶活性测定、蛋白质含量测定等方法。
对于环境样品，可以进行挥发性有机物的测定、水分的测定、重金属的测定等方法。
分析试样的采取和预处理
測定方法可能達到的準確度；
量取試樣所用儀器的精密程度；
以及分析測定的目的要求來確定。
2021-11-6
1
分解試樣的要求
1. 試樣處理必須完全； 2. 不應有損失； 3. 不應引入雜質。
2021-11-6
1
一、溶解法
1.水溶；
2.酸溶（鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、 高氯酸、氫氟酸和混合酸）
3.堿溶
2021-11-6
對一些欲測定的微量或痕量組分， 有時尚須分離和富集。
2021-11-6
1
二、測定方法的選擇
根據被測組分的性質、含量和對分析結果 準確度的要求，以及實驗室的具體條件， 選擇最適合的分析測定方法。
各種分析測定方法的靈敏度、選擇性、準
確度和使用範圍等方面有較大差別，所以
應該熟悉各種方法的特點，做到胸中有數，
以便在需要時能正確選擇。
2021-11-6
1
1
二、熔融法
酸熔融
堿熔融
三、消解法 濕法
幹法
2021-11-6
1
第三節 干擾物質的分離和 測定方法的選擇
一、干擾組分的掩蔽和分離
所測定的試樣中常含有多種組
分，有些共存組分對測定有干擾，
所以在測定之前要進行對干擾組分
的處理。
2021-的測 定反應，或者創造專屬反應條件， 以提高測定反應的選擇性，從而達 到不進行分離即可測定的目的。
對於一些不均勻且顆粒較大的物質， 一次取樣量不能太少，否則就難以保證 樣品的代表性。
2021-11-6
1
一般供化驗室用的樣品有200～500 g即 可，實際供測定使用的樣品往往只有20～50g， 定量分析中所稱取的試樣通常只有零點幾克 至幾克。因此，又須將取來的較多樣品進行 逐步粉碎、混勻，並按照一定的科學方法 （通常採用“四分法”或“多點法”逐步減 少樣品的數量，而又不損害其代表性，這種 縮小樣品數量的處理稱為縮分。
量取試樣所用儀器的精密程度；
以及分析測定的目的要求來確定。
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1
分解試樣的要求
1. 試樣處理必須完全； 2. 不應有損失； 3. 不應引入雜質。
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一、溶解法
1.水溶；
2.酸溶（鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、 高氯酸、氫氟酸和混合酸）
3.堿溶
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對一些欲測定的微量或痕量組分， 有時尚須分離和富集。
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二、測定方法的選擇
根據被測組分的性質、含量和對分析結果 準確度的要求，以及實驗室的具體條件， 選擇最適合的分析測定方法。
各種分析測定方法的靈敏度、選擇性、準
確度和使用範圍等方面有較大差別，所以
應該熟悉各種方法的特點，做到胸中有數，
以便在需要時能正確選擇。
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二、熔融法
酸熔融
堿熔融
三、消解法 濕法
幹法
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第三節 干擾物質的分離和 測定方法的選擇
一、干擾組分的掩蔽和分離
所測定的試樣中常含有多種組
分，有些共存組分對測定有干擾，
所以在測定之前要進行對干擾組分
的處理。
2021-的測 定反應，或者創造專屬反應條件， 以提高測定反應的選擇性，從而達 到不進行分離即可測定的目的。
對於一些不均勻且顆粒較大的物質， 一次取樣量不能太少，否則就難以保證 樣品的代表性。
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1
一般供化驗室用的樣品有200～500 g即 可，實際供測定使用的樣品往往只有20～50g， 定量分析中所稱取的試樣通常只有零點幾克 至幾克。因此，又須將取來的較多樣品進行 逐步粉碎、混勻，並按照一定的科學方法 （通常採用“四分法”或“多點法”逐步減 少樣品的數量，而又不損害其代表性，這種 縮小樣品數量的處理稱為縮分。
分析试样的采集及处理
mQ kd 2 0.2 2 2 0.8kg 1 n 10 （ ） 0.8kg n 3.54 2 继续缩分3次能满足要求。
18
例3.某物料取得8份试样，经分别处理后测得其中硫酸 钙量的标准偏差为0.22％，如果允许的误差为0.20％， 置信度选定为95％，则在分析同样的物料时，应选取多 少个采样单元? 解:E＝0.20％，σ＝0.22％。
金属试样: 经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。钻孔穿过整个物体厚度或厚度的 一般，收集钻屑作为试样。也可以把金属材料不同部位锯断，收集 锯屑作为试样
20
2 液体试样 液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少 当物料的量较小时，首先混合均匀再取样。 当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别采 样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代表性
硫氧化为硫酸盐，用水浸出即可测定。
熔剂
疏松和通气作用
41
3.4 有机式样的分解
1） 干式灰化法
取样的基本步骤：
(1) 收集粗样(原始试样)；
(2) 将每份粗样混合或粉碎、缩分，
减少至适合分析所需的数量； (3) 制成符合分析用的试样。
7
正确取样应满足以下要求：
1. 大批试样(总体)中所有组成部分都有同等的被采集
的几率； 2.将 n 个单元的试样彻底混合； 3.根据给定的准确度，采取有次序的或随机的取样， 使取样费用尽可能低。
39
熔剂
碳酸钠
试样
硅酸盐、粘土、高岭土、碳酸盐、 磷酸盐、氟化物等 铂
坩埚材料
氢氧化钠
过氧化钠 铵盐
硅酸盐、粘土、耐火材料、黑钨矿
几乎所有矿石（钼矿、铬铁矿、黑 钨矿、锆英石等） 方铅矿、黄铁矿、硫化矿等
铁、镍、银
18
例3.某物料取得8份试样，经分别处理后测得其中硫酸 钙量的标准偏差为0.22％，如果允许的误差为0.20％， 置信度选定为95％，则在分析同样的物料时，应选取多 少个采样单元? 解:E＝0.20％，σ＝0.22％。
金属试样: 经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。钻孔穿过整个物体厚度或厚度的 一般，收集钻屑作为试样。也可以把金属材料不同部位锯断，收集 锯屑作为试样
20
2 液体试样 液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少 当物料的量较小时，首先混合均匀再取样。 当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别采 样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代表性
硫氧化为硫酸盐，用水浸出即可测定。
熔剂
疏松和通气作用
41
3.4 有机式样的分解
1） 干式灰化法
取样的基本步骤：
(1) 收集粗样(原始试样)；
(2) 将每份粗样混合或粉碎、缩分，
减少至适合分析所需的数量； (3) 制成符合分析用的试样。
7
正确取样应满足以下要求：
1. 大批试样(总体)中所有组成部分都有同等的被采集
的几率； 2.将 n 个单元的试样彻底混合； 3.根据给定的准确度，采取有次序的或随机的取样， 使取样费用尽可能低。
39
熔剂
碳酸钠
试样
硅酸盐、粘土、高岭土、碳酸盐、 磷酸盐、氟化物等 铂
坩埚材料
氢氧化钠
过氧化钠 铵盐
硅酸盐、粘土、耐火材料、黑钨矿
几乎所有矿石（钼矿、铬铁矿、黑 钨矿、锆英石等） 方铅矿、黄铁矿、硫化矿等
铁、镍、银
试样的预处理方法
试样的预处理方法2010年9月13日在一般分析工作中，除了少量使用干法外，通常都用湿法分析，即先将样品分解，使被测组分定量地转入溶液中，然后进行分析测定。
分解试样的基本要求是：（1）试样应分解完全，处理后的溶液不应残留原试样的细屑或粉末；（2）试样分解过程中不能引入待测组分，也不能使待测组分有所损失；（3）试样分解时所用试剂及反应产物对后续测定应无干扰。
一、样品的分解方法1．溶解法溶解法是将试样溶解于水、酸、碱或其他溶剂中。
其操作简单、快速，应尽先采用。
溶解法。
2．熔融法熔融法是利用酸性或碱性熔剂与试样混合，在高温下进行复分解反应或氧化还原反应，将试样中的被测组分转化成易溶于水或酸的化合物，如钠盐、钾盐、硫酸盐、氯化物等。
由于熔融时反应物的浓度及反应温度都比用溶解法时高得多，所以分解试样的能力也比溶解法强得多。
但由于熔融时要加入大量的熔剂（一般为试样质量的6~12倍），因而熔剂本身的离子和其中的杂质以及熔融时坩埚材料的腐蚀，都会沾污试液。
所以，尽管熔融法分解试样的能力很强，在实际工作中只有用溶解法分解不了的试样才改用熔融法。
3．烧结法烧结法又称半熔法，是在低于熔点的温度下让试样与固体试剂发生反应。
和熔融法比较，此法的温度较低，加热时间较长，但不易损坏坩埚，可以在瓷坩埚中进行，不需要贵重器皿。
4．闭管法闭管法也叫密闭增压酸溶解法，是将试样和酸或混合酸的溶剂置于合适的容器中，再将容器装在保护套中，在密闭情况下进行分解。
由于蒸气压增高，酸的沸点提高，可以热至较高的温度，溶剂也没有挥发损失，对于难溶物质的分解可取得很好效果。
另外，在加压下消化一些生物试样，可以大大缩短消化时间。
二、有机物试样（生物样品）的消化分解当矿物元素以结合的形式存在于有机物中时，要测定这些元素，须将其从有机物中游离出来，或将有机物分解之后，才能准确测定这些元素。
常用有机物的分解方法有如下几种。
1．干法灰化法（1）直接灰化法适用于含铜、铅、锌、钙、镁等样品的有机物的消化分解。
第十一章 采样和试样预处理
以氢氧化物沉淀分离
pH≥12，NaOH pH 8-9, NH3 pH 5-6, ZnO悬浊液 或有机碱
通过控制 [OH-] 选择性沉淀分离
分离两性离子：Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Sb 不沉淀 分离络氨离子：Ag, Co, Ni, Zn, Cd, Cu,(Mg) 不沉淀 沉淀：Al, Fe(III), Ti(IV), Th(IV), Bi …….
如用 CCl4 萃取 I2
Vo =Vw=100 mL，
m0 = 0.20 g，
D = 85 E % = 98.8
1)、萃取一次 ， m1 = 0.0023 g ， 2)、分两次萃取，每次用50 mL 有机溶剂
m2 = 0.00016 g ，
E % = 99.9
结论：
1） 用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取 的效率高 2）萃取原则：少量多次
Vw 整理得 m1 m0 DVo Vw
萃取 n 次，同理可得
Vw mn m0 ( )n DVo Vw
n 次萃取的萃取率
V /V m0 mn w o E 100 % 1 D V /V m0 w
n
100 %
（2）螯合物萃取 （ chelate extraction）
原理---水合金属离子生成疏水螯合物后萃入有机溶剂
H O 2 CH3 CH3 C N OH C N OH + Ni
2+
O Ni H N C CH3 N C CH3 O + 2 H+
CH3 CH3
C N C N O
被三氯甲烷萃取
常见的螯合萃取剂 Dithizone 双硫腙 （常用于萃取铅离子）
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[MLn]o[H]nw [Mn]w[HL]on
K D(HL)n
Kex
➢ 螯合物萃取中酸度对萃取率的影响
时有 副 反 应 存 在
D(MLn)
KexKD(MKLnD)(HnKL)na(HL)n
D(HL)
lgD ~ pH E% ~ pH
100
E%
Hg2
Bi2+
50
+
控制酸度分别萃取
0
二苯硫腙-CCl4萃取 金属离子的萃取曲线
11.3.1 试样的制备 ➢ 溶解（dissolution)
-用适当的溶剂将试样溶解。 ➢ 提取(extraction）
-用溶剂将待测组分从不溶性的固体基质中溶解出来的过程。 ➢ 分解或消化（decomposition，digestion)
-采用比较苛刻的化学方法，将试样分解或消化后，使待测组 分转入溶液。
亲和力的差异 ion-exchange chromatography
特异反应，亲和力的差异 affinity chromatography
第十一章 采样和试样预处理
(Methods for Sample Collection and Pretreatment)
11.1 实际试样分析的一般过程 11.2 采样方法 11.3 试样的预处理 11.4 分析化学中常用的分离方法
11.1 实际试样分析的一般过程
分析过程的一般流程
样品采集
数据处理
E
溶质在有机相中的量 溶质的总量
co
co cw cwVw Vo
D D
R
mo mo mw
coVo coVo cwVw
其中
R
Vw Vo
称为相比
当 R = 1 时，
E D D 1
R 可近似地反映溶质浓缩的效率
100
D 1 10 100 1000 D
E % 50 91 99 99.9
1.0
增大萃取率
减小相比
1. 间歇萃
取（法batch liquid-liquid extraction） 2. 连续萃 （continuous liquid-liquid extraction）
取法
高密度溶剂萃取
低密度溶剂萃取
索氏萃取
.
连续萃取法（高密度溶剂萃取）
回流冷凝管（Reflux condenser） 冷凝液（Condensate）
蒸馏（distillation） 升华（sublimation） 重结晶（recrystallization） 沉淀分离（precipitation） 电沉积(electrodeposition)
萃取（extraction） 固相萃取（solid phase extraction） 色谱 (chromatography)
从水溶液或油性基体中吸附极性 化合物（如农药，多肽）
分配
二醇基：
CH CH
OH OH从水溶液或油性基体 Nhomakorabea吸附极性 化合物（如：蛋白质，多肽，杀 菌剂）
分配
十八烷基（C-18），-C18H37 从水溶液中吸附疏水性物质（如 咖啡因，多环芳烃，农药等
分配 离子交换 离子交换
辛烷基（C-8）， -C8H17 磺酸基， -SO-3 季铵基团，-N+（C2H5）4
0 246
.
Pb2+
Cd2+
8 10 pH
（3）离子缔合物萃取
阳离子和阴离子通过静电引力相结合形成电中性疏水化合 物而被有机溶剂萃取。 M+(w) + A-(w) = M+A-(o)
例：HCl 介质中乙醚萃取FeCl4-
(CH3CH2)2O + H+ = (CH3CH2)2O+H (CH3CH2)2O+H + FeCl4- = [(CH3CH2)2OH] +[FeCl4] -
萃取分离的实质
将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中。
反萃取 back extraction 萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水溶液中）
.
例：8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取
A l(H 2O )63++
N 3
O H
N Al+ H + 3+ H 2 6O
O3
亲水
疏水 水合离子的正电性被中
➢ 分离原理及分离技术
分离原理 基于分离对象微粒大小的不同
分离技术 过滤（filtration） 透析（dialysis） 体积排阻色谱(size-exclusion chromatography)
基于分离对象质量或密度的不同
离心(centrifugation)
改变分离对象的物理状态 改变分离对象的化学性质 基于两相分配的分离方法
例如常见阳离子的两酸两碱分离
分组
Ⅰ
组试剂 HCl
沉淀出 的离子
Ag+ Hg+ (Pb2+)
Ⅱ
H2SO4
Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+
Ⅲ
NH4Cl - NH3 Fe3+ Mn2+ Al3+ Hg2+ Cr3+
.
Ⅳ
NaOH
Cu2+ Mg2+ Cd2+ Co2+ Ni2+
Ⅴ 可溶组*
Na+ K+ Zn2+ NH4+
➢ 无机机离子的有机沉淀试剂
NO N
O-NH4+
S
N
S Na
铁试剂
铜试剂
N OH
8-羟基喹啉
2.蛋白质的沉淀分离
三氯乙酸、乙腈………，这些有机试剂能破坏了蛋白质表 面的水化层，使蛋白质分子聚集而析出
.
11.4.2 溶剂萃取分离法
1. 萃取分离的基本原理
➢ 萃取分
离的过程
在含有被分离物质的水溶液中，加
.
➢ 分离效果
干扰成分减少至不再干扰
样品中的待测组
？ 待测组分有效回收
分含量是未知的 如何测量回收率
回收率 %） （ 分原 离始 后含 测量 1量0% 0值
质量分数 > 1%， 质量分数 0.01% ~1% 质量分数 < 0.01 %，
回收率 > 99.9 % 以上 回收率 > 99 % 回收率 > 95 % 或更低
11.3.2 试样的预分离与富集
➢ 问题的提出
控制实验条件
实际样品的复杂性
干扰的消除
使用掩蔽剂
分离(separation)
分析方法灵敏度的 局限性
满足对灵敏 度的要求
选择灵敏度高 的方法
如:海水中 U （IV) 的测定
富集 (enrichment)
C = 1 ~ 3 g / L
难以测定
富集为C = 100 ~ 200 g / L. 可以测定
与C-18类似 吸附阳离子 吸附阴离子
.
11.4.4 经典色谱分离法
色谱分离法的分类 ➢按形状分：
➢按作用分：
.
➢按原理分：
吸附色谱
排阻色谱 （凝胶色谱）
分配色谱
离子交换色谱
亲和色谱
吸附能力的差异 adsorption chromatography
分子尺寸的大小不同 exclusion chromatography gel-permeation chromatography 两相中分配系数的不同 partition chromatography
试样预处理
结果报告
试样检测
➢ 气体试样 ➢ 液体试样 ➢ 固体试样 ➢ 生物样品
11.2 采样方法
湖泊水样采样点设计
四分法固体样品取样示意图
(a) 采集的样品堆积成锥形 (b)将锥顶压平 (c) 样品堆的 俯视图 (d)将样品切分四等份，保留其中任一对角的2份。
湖底岩土采样方式
11.3 试样的预处理
溶于CHCl3
和，亲水的水分子被疏
水有机大分子取代
8-羟基喹啉： 萃取剂
CHCl3 ： 溶剂
.
➢ 分配系数与分配比
分配系数 partition coefficient
下标 Water 在水相中 Organic 在有机相中
HA (w)
HA (o)
萃取平衡
KD
[HA]o [HA]w
分配定律
KD——分配系数 热力学常数
Em 0 m 0 m n 10 % 0 1 D V w V /w V o /V n 10 % 0
.
Vo =Vw=100
结论m：L，
m0 = 0.20 g，
D = 85
1） 用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取 的效率高
2）萃取原则：少量多次
? N
.
2. 萃取分离的类型
H OO
C H 3 C H 3
CN NiNCC H 3
CN
NCC H 3
+ 2H +
OH O
被三氯甲烷. 萃取
➢ 常见的螯合萃取剂
Dithizone 双硫腙 （常用于萃取铅离子）
2 C6H5 N
H
C6H5 N
C6H5
H
N
N C6H5
N
2 =1016
C SH + Pb2+
N
N SC N Pb N CS N
被 (CH3CH2)2O 萃取
.
例：碱性染料在酸性介质中萃取络阴离子
(CH3)2N
S
N(CH3)2 +
[BF4] -