样品前处理技术及应用(20100801)
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黑.
• 散装SPE填料和QuEChERS 填料– 多种可选
的分散剂填料，用户可自行填装；完整的 QuEChERS 方法所需的填料。
Page 29
聚合物
SampliQ OPT SampliQ pSCX SampliQ pWCX
NEW
SampliQ pSAX SampliQ pWAX
SampliQ PS-DVB
5982-1111 5982-1132 5982-1135 5982-1165 5982-1160 5982-1182
Normal Phase (Polar) SiPhenyl Silica Diol Cyano Amino
C18EC
C8
C2
Mixed Mode SiC8/SCX EVDX
Ion Exchange Si-SAX Si-SCX
Sample Processing (61%)
误差来源
(R.E. Majors, LC/GC Magazine, 2002)
时间消耗
Page 4
重要性
样品前处理在色谱分析过程中是一个既耗时又极易引进误差 的步骤，样品处理的好坏直接影响色谱分析的最终结果，因此 ，为了提高分析测定效率，改善和优化色谱分析样品制备方法 和技术是一个重要问题。
Page 16
原理及特点
利用杂质或目标化合物与样品基体溶剂和吸附剂之间亲 和力的相对大小差异实现净化分离。与传统的液液萃取相 比具有明显的优势。
更有效的是分析物与杂质分离 回收率、富集倍数高
特点
有毒溶剂用量少 无 相 分 离 操作简单、易自动化
Page 17
固相萃取的一般机理
固定相
化合物A
化合物B
注: 大量储存、使用和处置溶剂可对操作者的长期健康产生负面影响 ，并可带来火灾隐患。
Page 10
固相萃取技术 (SPE)
依据目标化合物在固定相和流动相间分配系数的不同将 其从液相提取至固定相中（ 本质上为色谱分离方法）
可同时取得对样品的净化与富集效果，彻底去除干扰物并浓缩样品 分析结果呈高度可靠性 使得检测灵敏度和选择性大大提高 明显延长色谱柱寿命，减小系统维修的频度 样品制备快速、涉及人工少、溶剂用量少 分析结果的精密度提高(偏差常 <5%) 多样化的产品设计迎合不同样品通量要求
样品前处理技术及应用
Agilent Technologies
Page 1
主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
Page 2
为什么要进行样品前处理？
样品收集 样品分析
X
原形样品不适合直接进行进一步分析!!!…
Page 35
SampliQ 产品填料类型
Silica
Reversed Phase (Non-Polar) C18 1ml 100mg, 100/pk 3ml 200mg, 50/pk 3ml 500mg, 50/pk 6ml 500mg, 30/pk 6ml 1000mg, 30/pk 96 Well Plate 50mg Bulk 25g Bottle
填料：SCX/SAX
Page 28
安捷伦全新固相萃取(SPE)产品------SampliQ!
• 新！ 聚合物基质填料
• 与硅胶填料相比，保留较强，回收率较高，而且 有很好的重现性。可以耐受较宽范围的溶剂。
• 硅胶基质填料– 提供反相，正相，离子交换的
填料。三键键合机理，保证更加稳定的键合相。
• 其它填料 – Florisil PR, 三氧化二铝和石墨化炭
Carbon/NH2 (500mg/500mg) 适用于日本肯定列表方法
500mg carbon/500mg NH2, 6mL SPE cartridge, 30/pk
250mg carbon/500mg PSA, 6mL SPE cartridge, 30/pk
250mg carbon/500mg PSA, 6mL SPE cartridge, 30/pk
5982-1311 5982-1011 5982-1411 5982-1511 5982-2211 5982-1332 5982-1032 5982-1432 5982-1532 5982-2232 5982-1335 5982-1035 5982-1435 5982-1535 5982-2235 5982-1635 5982-1365 5982-1065 5982-1465 5982-1360 5982-1382 5982-1082 5982-1460 5982-2265 5982-2260 5982-1582 5982-2282
流动相
Page 18
The Relationship between SPE and HPLC
容量因子 k’, 色谱保留的指标
k’ = tR - to to
SPE and HPLC – similar but different
K’ (B) = 2 - 0.5 = 3 0.5
0.5 1.0
2.0
0.2 << K << 20
Digital chromatography (SPE) lies far outside this range: Retention Elution
ON OFF
K = > 1000 K = < 0.001
应用领域
已被广泛的应用于：
化学、化工行业 制药行业 临床医学研究
为什么?
浓度太低- 被测物浓度低于定量限
样品太“脏”- 基质组分的存在影响样品测定
太“危险”- 污染物可能成为“色谱柱杀手”
Page 3
一个典型色谱分析中的误差来源和时间消耗对比
Contamination (4%)
Sample Introduction (6%) Chromatography (7%)
Page 9
液液萃取
根据分析物在互不相溶的两相中的溶解度差 异来将分析物从一相提取至另一相中。
有机层
装置简单，操作容易 常被认定为成本低廉 费时费力
水层
常因乳化效益使相间分层不彻底，使得重复样的分析结果存在显 著偏差
若需萃取的样品体积大，则可能消耗大量的有机溶剂。由此可能 在购买、储藏、处置溶剂时花费庞大*。
Resin
O R N R R SO3-
WAX Resin
Resin
WCX Resin
x-Stream
OPT
R1
R2
N R1 R2
R3
SCX Resin
SAX resin
Page 30
特色:
• 高保留，优秀的回收率和极佳的重现性 • 吸附剂耐用性好: 柱子突发性干掉不会造成回收 率和重复性的降低 • 无流失固定相，杂质少 • 与大多数有机溶剂兼容，pH使用范围0-14 • 球形，粒径范围窄
参数:
• 粒径25-35μm
• 孔径74-80Å using BET measure • 孔径1000Å using inverse size exclusion • 表面积475-505 m2/g • 颗粒质量控制 •遥感(大小) •光学显微镜(形状) •质谱(杂质)
聚合物质量控制:
成品柱子测试 •柱纯度测试(GC) •空管纯度测试 (GC) •物料重量测试 •柱子流阻 •萃取残留(%) •浑浊度 (NTU)
Data Management (27%)
Columns (11%)
Integration (6%) Instrument (8%) Collection (6%) Analysis (6%) Calibration (9%)
Operator (19%)
Sample Processing (30%)
4.0
Retention
K’ (C) = 4 - 0.5 = 7 0.5
0.5 1.0
2.0
4.0
The Relationship Between SPE and HPLC
Elution chromatography (HPLC) is defined by the equation of K’ (capacity factor or retentiveness)
Carbon/NH2 SPE小柱是由石墨化碳黑和胺基填料组成的 双层复合材料组成的新型SPE小柱, 广泛适用多种样品基 质中农药的多残留分析
6cc Vac cartridge
Carbon 500mg 去除提取液中多种色素(如叶绿素、 叶黄素和胡萝卜素等
Frits
PSA填料500mg 经离子交换机制有效去除酸性干扰物 （如脂肪酸、有机酸、腐植质和某些 多酚类色素）
Page 5
SPE净化-改善灵敏度
鳄梨中的农残检测（ 未经 SPE处理） 鳄梨中的农残检测 （经过 SPE处理）
0
2 Time (min)
4
6
0
2 Time (min)
4
6
Page 6
主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
食品安全领域
烟草行业 环境保护
中草药研究 ……
Page 23
固相提取技术（SPE）：产品形式
小柱（cartridge） 96孔提取板（plate）
Page 24
常见固相提取小柱的构造
柱体 色谱柱床 (吸附剂) 过滤膜/筛板
插口/出液口
Page 25
固相提取技术的基本要求
样品必须呈液态 驱动力－操作方式 重力
强阴离子交换 (SAX)
强阳离子交换 (SCX) 混合模式
Page 27
吸附剂选择
正相填料 溶剂：正己烷，乙酸乙酯，二氯甲烷，丙酮等
填料：硅胶（ Silica ）/氰基/氨基/硅酸镁/氧化铝/石墨化碳黑
反相填料 溶剂：ACN/MeOH/水
填料：C18/C8/C2/苯基
离子交换填料 溶剂：缓冲液/盐流动相
1
mianserin
• 在填料干或湿的情况下都有较好的重现性及回收率
• 含有极性，碱性及疏水和中性几种化合物。
Page 32
聚合物SPE选择
Page 33
New！石墨化碳黑吸附剂
经过特殊工艺处理的石墨化碳黑（六角环结 构），解吸附效果比活性碳更好，避免了不 可逆吸附。相对于Florisil和Alumina来讲， 其极性弱（结构类似于芳香环），特别适于 吸附色素等杂环类化合物。
Page 11
主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
Page 12
样品前处理一般性步骤
提取
净化
测定
根据样品类别 和被分析物的 结构、极性等 理化性质选择 合适的提取溶 剂
离心 过滤 液-液萃取 SPE SPME ……
Page 31
SampliQ OPT-不怕干！
140 120 100 80 60 40 20 0
acetaminophen propranolol brompheniramine doxepin fluoxetine Dihydroxy naphthalene
DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET
Page 15
固相萃取技术
1Leabharlann Baidu概念
固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE)是一种重要的样 品前处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展起来 的。利用固相吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品 的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱，达到分离和 和富集的目的。 从1978年出现一次性SPE商品柱算起，SPE以其现代形式存 在已有30年的历史。据统计，SPE自出现以来，一直以10%的 年增长率扩大其应用。
压力
真空
Page 26
SPE填料的类型
填料萃取模式
反相 正相 (极性)
吸附剂
C2, C8, C18, C18EN, Phenyl, OPT, DVB Silica, -CN, Diol, Amino, Alumina (酸性、碱性和中性), Florisil PR, 石墨化碳 Si-SAX (季胺盐) Si-SCX (磺酸根) C8/Si-SCX, polymer SCX, polymer SAX
GC GC-MS HPLC LC-MS CE
……
Page 13
原则
①制备过程中避免组分发生化学变化； ②要防止和避免欲测定组分的沾污； ③尽可能减少无关化合物引入制备过程； ④尽可能简单易行。
Page 14
主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
Page 7
常见样品前处理技术包括:
固相 萃取 稀释
样品前 处理
沉淀
过滤
离心
液液 萃取
Page 8
方法
沉淀
选择性基础
溶解度
液—液萃取
固相提取 渗析/超滤 电泳 蒸馏/蒸发 超临界提取
样品在两相中的分配
样品在吸附剂上的吸附与分配 分子量与体积 电荷/淌度 沸点与蒸气压 样品在超临界流体中的分配
• 散装SPE填料和QuEChERS 填料– 多种可选
的分散剂填料，用户可自行填装；完整的 QuEChERS 方法所需的填料。
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聚合物
SampliQ OPT SampliQ pSCX SampliQ pWCX
NEW
SampliQ pSAX SampliQ pWAX
SampliQ PS-DVB
5982-1111 5982-1132 5982-1135 5982-1165 5982-1160 5982-1182
Normal Phase (Polar) SiPhenyl Silica Diol Cyano Amino
C18EC
C8
C2
Mixed Mode SiC8/SCX EVDX
Ion Exchange Si-SAX Si-SCX
Sample Processing (61%)
误差来源
(R.E. Majors, LC/GC Magazine, 2002)
时间消耗
Page 4
重要性
样品前处理在色谱分析过程中是一个既耗时又极易引进误差 的步骤，样品处理的好坏直接影响色谱分析的最终结果，因此 ，为了提高分析测定效率，改善和优化色谱分析样品制备方法 和技术是一个重要问题。
Page 16
原理及特点
利用杂质或目标化合物与样品基体溶剂和吸附剂之间亲 和力的相对大小差异实现净化分离。与传统的液液萃取相 比具有明显的优势。
更有效的是分析物与杂质分离 回收率、富集倍数高
特点
有毒溶剂用量少 无 相 分 离 操作简单、易自动化
Page 17
固相萃取的一般机理
固定相
化合物A
化合物B
注: 大量储存、使用和处置溶剂可对操作者的长期健康产生负面影响 ，并可带来火灾隐患。
Page 10
固相萃取技术 (SPE)
依据目标化合物在固定相和流动相间分配系数的不同将 其从液相提取至固定相中（ 本质上为色谱分离方法）
可同时取得对样品的净化与富集效果，彻底去除干扰物并浓缩样品 分析结果呈高度可靠性 使得检测灵敏度和选择性大大提高 明显延长色谱柱寿命，减小系统维修的频度 样品制备快速、涉及人工少、溶剂用量少 分析结果的精密度提高(偏差常 <5%) 多样化的产品设计迎合不同样品通量要求
样品前处理技术及应用
Agilent Technologies
Page 1
主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
Page 2
为什么要进行样品前处理？
样品收集 样品分析
X
原形样品不适合直接进行进一步分析!!!…
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SampliQ 产品填料类型
Silica
Reversed Phase (Non-Polar) C18 1ml 100mg, 100/pk 3ml 200mg, 50/pk 3ml 500mg, 50/pk 6ml 500mg, 30/pk 6ml 1000mg, 30/pk 96 Well Plate 50mg Bulk 25g Bottle
填料：SCX/SAX
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安捷伦全新固相萃取(SPE)产品------SampliQ!
• 新！ 聚合物基质填料
• 与硅胶填料相比，保留较强，回收率较高，而且 有很好的重现性。可以耐受较宽范围的溶剂。
• 硅胶基质填料– 提供反相，正相，离子交换的
填料。三键键合机理，保证更加稳定的键合相。
• 其它填料 – Florisil PR, 三氧化二铝和石墨化炭
Carbon/NH2 (500mg/500mg) 适用于日本肯定列表方法
500mg carbon/500mg NH2, 6mL SPE cartridge, 30/pk
250mg carbon/500mg PSA, 6mL SPE cartridge, 30/pk
250mg carbon/500mg PSA, 6mL SPE cartridge, 30/pk
5982-1311 5982-1011 5982-1411 5982-1511 5982-2211 5982-1332 5982-1032 5982-1432 5982-1532 5982-2232 5982-1335 5982-1035 5982-1435 5982-1535 5982-2235 5982-1635 5982-1365 5982-1065 5982-1465 5982-1360 5982-1382 5982-1082 5982-1460 5982-2265 5982-2260 5982-1582 5982-2282
流动相
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The Relationship between SPE and HPLC
容量因子 k’, 色谱保留的指标
k’ = tR - to to
SPE and HPLC – similar but different
K’ (B) = 2 - 0.5 = 3 0.5
0.5 1.0
2.0
0.2 << K << 20
Digital chromatography (SPE) lies far outside this range: Retention Elution
ON OFF
K = > 1000 K = < 0.001
应用领域
已被广泛的应用于：
化学、化工行业 制药行业 临床医学研究
为什么?
浓度太低- 被测物浓度低于定量限
样品太“脏”- 基质组分的存在影响样品测定
太“危险”- 污染物可能成为“色谱柱杀手”
Page 3
一个典型色谱分析中的误差来源和时间消耗对比
Contamination (4%)
Sample Introduction (6%) Chromatography (7%)
Page 9
液液萃取
根据分析物在互不相溶的两相中的溶解度差 异来将分析物从一相提取至另一相中。
有机层
装置简单，操作容易 常被认定为成本低廉 费时费力
水层
常因乳化效益使相间分层不彻底，使得重复样的分析结果存在显 著偏差
若需萃取的样品体积大，则可能消耗大量的有机溶剂。由此可能 在购买、储藏、处置溶剂时花费庞大*。
Resin
O R N R R SO3-
WAX Resin
Resin
WCX Resin
x-Stream
OPT
R1
R2
N R1 R2
R3
SCX Resin
SAX resin
Page 30
特色:
• 高保留，优秀的回收率和极佳的重现性 • 吸附剂耐用性好: 柱子突发性干掉不会造成回收 率和重复性的降低 • 无流失固定相，杂质少 • 与大多数有机溶剂兼容，pH使用范围0-14 • 球形，粒径范围窄
参数:
• 粒径25-35μm
• 孔径74-80Å using BET measure • 孔径1000Å using inverse size exclusion • 表面积475-505 m2/g • 颗粒质量控制 •遥感(大小) •光学显微镜(形状) •质谱(杂质)
聚合物质量控制:
成品柱子测试 •柱纯度测试(GC) •空管纯度测试 (GC) •物料重量测试 •柱子流阻 •萃取残留(%) •浑浊度 (NTU)
Data Management (27%)
Columns (11%)
Integration (6%) Instrument (8%) Collection (6%) Analysis (6%) Calibration (9%)
Operator (19%)
Sample Processing (30%)
4.0
Retention
K’ (C) = 4 - 0.5 = 7 0.5
0.5 1.0
2.0
4.0
The Relationship Between SPE and HPLC
Elution chromatography (HPLC) is defined by the equation of K’ (capacity factor or retentiveness)
Carbon/NH2 SPE小柱是由石墨化碳黑和胺基填料组成的 双层复合材料组成的新型SPE小柱, 广泛适用多种样品基 质中农药的多残留分析
6cc Vac cartridge
Carbon 500mg 去除提取液中多种色素(如叶绿素、 叶黄素和胡萝卜素等
Frits
PSA填料500mg 经离子交换机制有效去除酸性干扰物 （如脂肪酸、有机酸、腐植质和某些 多酚类色素）
Page 5
SPE净化-改善灵敏度
鳄梨中的农残检测（ 未经 SPE处理） 鳄梨中的农残检测 （经过 SPE处理）
0
2 Time (min)
4
6
0
2 Time (min)
4
6
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主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
食品安全领域
烟草行业 环境保护
中草药研究 ……
Page 23
固相提取技术（SPE）：产品形式
小柱（cartridge） 96孔提取板（plate）
Page 24
常见固相提取小柱的构造
柱体 色谱柱床 (吸附剂) 过滤膜/筛板
插口/出液口
Page 25
固相提取技术的基本要求
样品必须呈液态 驱动力－操作方式 重力
强阴离子交换 (SAX)
强阳离子交换 (SCX) 混合模式
Page 27
吸附剂选择
正相填料 溶剂：正己烷，乙酸乙酯，二氯甲烷，丙酮等
填料：硅胶（ Silica ）/氰基/氨基/硅酸镁/氧化铝/石墨化碳黑
反相填料 溶剂：ACN/MeOH/水
填料：C18/C8/C2/苯基
离子交换填料 溶剂：缓冲液/盐流动相
1
mianserin
• 在填料干或湿的情况下都有较好的重现性及回收率
• 含有极性，碱性及疏水和中性几种化合物。
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聚合物SPE选择
Page 33
New！石墨化碳黑吸附剂
经过特殊工艺处理的石墨化碳黑（六角环结 构），解吸附效果比活性碳更好，避免了不 可逆吸附。相对于Florisil和Alumina来讲， 其极性弱（结构类似于芳香环），特别适于 吸附色素等杂环类化合物。
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主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
Page 12
样品前处理一般性步骤
提取
净化
测定
根据样品类别 和被分析物的 结构、极性等 理化性质选择 合适的提取溶 剂
离心 过滤 液-液萃取 SPE SPME ……
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SampliQ OPT-不怕干！
140 120 100 80 60 40 20 0
acetaminophen propranolol brompheniramine doxepin fluoxetine Dihydroxy naphthalene
DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET DRY WET
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固相萃取技术
1Leabharlann Baidu概念
固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE)是一种重要的样 品前处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展起来 的。利用固相吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品 的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱，达到分离和 和富集的目的。 从1978年出现一次性SPE商品柱算起，SPE以其现代形式存 在已有30年的历史。据统计，SPE自出现以来，一直以10%的 年增长率扩大其应用。
压力
真空
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SPE填料的类型
填料萃取模式
反相 正相 (极性)
吸附剂
C2, C8, C18, C18EN, Phenyl, OPT, DVB Silica, -CN, Diol, Amino, Alumina (酸性、碱性和中性), Florisil PR, 石墨化碳 Si-SAX (季胺盐) Si-SCX (磺酸根) C8/Si-SCX, polymer SCX, polymer SAX
GC GC-MS HPLC LC-MS CE
……
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原则
①制备过程中避免组分发生化学变化； ②要防止和避免欲测定组分的沾污； ③尽可能减少无关化合物引入制备过程； ④尽可能简单易行。
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主要内容
1.样品前处理的重要性 2.样品前处理方法及比较 3.样品前处理一般性步骤 4.固相萃取技术 5.QuEChERS技术及应用
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常见样品前处理技术包括:
固相 萃取 稀释
样品前 处理
沉淀
过滤
离心
液液 萃取
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方法
沉淀
选择性基础
溶解度
液—液萃取
固相提取 渗析/超滤 电泳 蒸馏/蒸发 超临界提取
样品在两相中的分配
样品在吸附剂上的吸附与分配 分子量与体积 电荷/淌度 沸点与蒸气压 样品在超临界流体中的分配