SPME技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
固相微萃取技术及其在 体内药分中的应用
第一部分
固相微萃取简介
固相微萃取（solid phase microextraction,SPME）
是80年代末发展起来的样品预处理方法，该技术集 样品萃取、浓缩与解吸附于一体，操作简便，广泛 应用于环境、食品、香料等分析。最近也出现了应 用于药品和生物样品分析的报道。
可以降低有机化合物在溶液中的溶解度， 使极性有机物进入纤维涂层的分配常数增 大，从而提高萃取分离效率。
萃取头的选择
纤维涂层萃取待分析物质的量与涂层的 体积成正比，当涂层体积增大时，固定 相吸附量增大，有利于提高灵敏度 涂层对分析物的亲和力大小也很重要， 根据相似相容原理，非极性固定相涂层 有利于非极性或弱极性有机物的分离， 极性固定相涂层对极性有机物分离效果 较好
衍生化
通过衍生化作用可以降低极性化合物的极性， 提高涂层/水的分配系数，可以解决SPME对极 性、难挥发或热不稳定成分的分析。 基质衍生化后进行SPME萃取 萃取头浸在衍生化试剂中在纤维涂层上衍生化
展望
应用于在线采样 进一步发展与HPLC、CE技术的联用， 扩大可分析物的范围 改进萃取头固定相，提高其选择性 扩展到医学领域，对疑难病症作出诊断， 拓宽分析范围
搅拌
(HS-SPME)萃取过程中对样品进行搅拌， 通过搅拌，加快了液相向气相扩散的速 度，使顶空区分析物浓度增大，平衡可 快速到达。
温度
温度升高，分析物扩散系数增加，扩散 速度增大，有利于缩短平衡时间；但是 升温会使分析物的分配系数减小，在固 相涂层上的吸附量减小，因此在使用 SPME技术时应寻找最佳的工作温度。
GC
萃 取 头 57300U 57302
HPL C
产品描述
分析对象
价格
萃取 头 5730 3211.00 100μm PDMS 萃 取 头 挥发性物质 1 （PK/3） 5730 3211.00 7μm PDMS 萃取头（PK/3） 中极性和非极性半挥发 3 物质 57304 5730 3211.00 85μm PA 萃取头（PK/3） 极性半挥发物质 5 57306 5730 / 3211.00 85μm，7μm，100MM各一 7 支套装 57308 5730 3211.00 30μm PDMS 萃取头（PK/3） 非极性半挥发物质 9 57310 5731 3211.00 65μm PDMS/DVB 萃取头 极性挥发物质 1 （PK/3） 57312 5731 3211.00 65μm PDMS 萃取头（PK/3） 极性物质 3 57318 5731 3211.00 75μm Carboxen/PDMS 萃 气体硫化合物和VOC 9 取头（PK/3） / 5731 3211.00 50μm PEG/ 树 脂 萃 取 头 表面活性剂 5 （PK/3） 注：PDMS-聚二甲基硅氧烷；PEG-聚乙二醇2万；PA-聚丙烯 DVB-二乙烯苯；Carboxen-碳分子筛
解吸附
对样品进行选择性富集和采集后，将组分 热脱附或淋洗脱附，然后应用色谱等手段 对样品进行分离解析。
SPME联用技术
SPME-GC技术,
SPME-HPLC技术, SPMEMS技术及 SPME/EC(电化学）都有文献报 道，其中SPME-GC技术应用最为广泛。
SPME操作步骤
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
SPME技术的理论基础
固相微萃取的理论发展分为平衡理论和非平衡理论两 个阶段： 平衡理论认为，在吸附过程中固-液或固-气相间建立 了吸附平衡，当吸附达到平衡时，涂层吸附的待分析 物的量与样品中该物质的初始浓度之间呈线性关系， 而与样品溶液的体积无关，通过检测分析物的量，即 可推测该分析物在样品中的初始浓度 非平衡理论则认为，在一定时间内，由于慢传质过程， 平衡未能完全达到。采样时，不一定要求分析物质完 全被萃取或一直进行到平衡的建立，只要求在严格的 条件下获得可靠且稳定的响应值阈浓度之间的线性关 系。
第二部分
固相微萃取技术 在体内药分中的应用
目前SPM E技术在生物样品分析应用上的研究还 比较少，有关文献报道的应用主要有如下方面：
治疗药物监测和药动学研究
抗抑郁剂 麻醉剂
药物滥用监测
巴比妥酸盐
类固醇类
大麻的化学成分 可卡因、海洛因 安非他明 美沙酮
毒物分析
毒鼠强 有机磷农药
样品的富集
SPME方法富集样品的两种方式:
直接SPME法(DI-SPME): 该法将纤维直接插
入样品中, 当待测物与固定相之间充分分配 至平衡时, 即可取出进样分析。适用于气体基质或干净 的水基质。
顶空SPME法(HS-HPME): 此法并不使纤维与
样品直接接触, 而是将纤维停留在顶空, 于气相中使待 测物富集于固定相后供分析。适用于任何基质，尤其 是DI-SPME无法处理的脏水、油脂、血液、污泥、土 壤等。
流动相通过解吸池洗脱样品 进样。
4.阀重新置于“Load”位置，
缩回纤维头，移走SPME针 管。
HPME与传统液-液萃取、液-固萃取等预处 理方法比较具有如下优势：
无需大量且有毒的有机溶剂，是一种真 正意义上的固相萃取。 集采样、萃取、浓缩、进样于一体，避 免引入多步误差。 操作方便，富集效率高，适用于现场分 析
处理的样本种类
血样 尿样 呼出的气体 唾液 奶液 头发
实验设计与影响因素
样品处理
萃取头的选择 萃取时间和温度的选择
解吸条件的选择
线性关系、精密度、检测限、回收率
样品处理
向待分析物溶液中加入无机盐（NaCl或 Na2SO4 ),以增大溶液的离子强度 控制溶液的pH值
•
GC分析
1.将SPME针管插入GC
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。
HPLC分析
1.将SPME针管插入
SPME/HPLC接口解吸池，进 样阀置于“Load”位置。
2.推手柄杆伸出纤维头，关
闭阀密封夹。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3.将阀置于“Inject”位置，
SPME装置
SPME装置简单，操作方 便。它类似于一个气相色 谱微量进样器的萃取装置, 由手柄（Holder）和萃取 头（Fiber）两部分构成， 萃取头是一根熔融石英纤 维，纤维上涂不同色谱固 定相吸附剂，接在不锈钢 丝上，外套细的不锈钢针 管（保护石英纤维不被折 断及进样），纤维头可在 针管内伸缩，手柄用于安 装萃取头，可永久使用。
第一部分
固相微萃取简介
固相微萃取（solid phase microextraction,SPME）
是80年代末发展起来的样品预处理方法，该技术集 样品萃取、浓缩与解吸附于一体，操作简便，广泛 应用于环境、食品、香料等分析。最近也出现了应 用于药品和生物样品分析的报道。
可以降低有机化合物在溶液中的溶解度， 使极性有机物进入纤维涂层的分配常数增 大，从而提高萃取分离效率。
萃取头的选择
纤维涂层萃取待分析物质的量与涂层的 体积成正比，当涂层体积增大时，固定 相吸附量增大，有利于提高灵敏度 涂层对分析物的亲和力大小也很重要， 根据相似相容原理，非极性固定相涂层 有利于非极性或弱极性有机物的分离， 极性固定相涂层对极性有机物分离效果 较好
衍生化
通过衍生化作用可以降低极性化合物的极性， 提高涂层/水的分配系数，可以解决SPME对极 性、难挥发或热不稳定成分的分析。 基质衍生化后进行SPME萃取 萃取头浸在衍生化试剂中在纤维涂层上衍生化
展望
应用于在线采样 进一步发展与HPLC、CE技术的联用， 扩大可分析物的范围 改进萃取头固定相，提高其选择性 扩展到医学领域，对疑难病症作出诊断， 拓宽分析范围
搅拌
(HS-SPME)萃取过程中对样品进行搅拌， 通过搅拌，加快了液相向气相扩散的速 度，使顶空区分析物浓度增大，平衡可 快速到达。
温度
温度升高，分析物扩散系数增加，扩散 速度增大，有利于缩短平衡时间；但是 升温会使分析物的分配系数减小，在固 相涂层上的吸附量减小，因此在使用 SPME技术时应寻找最佳的工作温度。
GC
萃 取 头 57300U 57302
HPL C
产品描述
分析对象
价格
萃取 头 5730 3211.00 100μm PDMS 萃 取 头 挥发性物质 1 （PK/3） 5730 3211.00 7μm PDMS 萃取头（PK/3） 中极性和非极性半挥发 3 物质 57304 5730 3211.00 85μm PA 萃取头（PK/3） 极性半挥发物质 5 57306 5730 / 3211.00 85μm，7μm，100MM各一 7 支套装 57308 5730 3211.00 30μm PDMS 萃取头（PK/3） 非极性半挥发物质 9 57310 5731 3211.00 65μm PDMS/DVB 萃取头 极性挥发物质 1 （PK/3） 57312 5731 3211.00 65μm PDMS 萃取头（PK/3） 极性物质 3 57318 5731 3211.00 75μm Carboxen/PDMS 萃 气体硫化合物和VOC 9 取头（PK/3） / 5731 3211.00 50μm PEG/ 树 脂 萃 取 头 表面活性剂 5 （PK/3） 注：PDMS-聚二甲基硅氧烷；PEG-聚乙二醇2万；PA-聚丙烯 DVB-二乙烯苯；Carboxen-碳分子筛
解吸附
对样品进行选择性富集和采集后，将组分 热脱附或淋洗脱附，然后应用色谱等手段 对样品进行分离解析。
SPME联用技术
SPME-GC技术,
SPME-HPLC技术, SPMEMS技术及 SPME/EC(电化学）都有文献报 道，其中SPME-GC技术应用最为广泛。
SPME操作步骤
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
SPME技术的理论基础
固相微萃取的理论发展分为平衡理论和非平衡理论两 个阶段： 平衡理论认为，在吸附过程中固-液或固-气相间建立 了吸附平衡，当吸附达到平衡时，涂层吸附的待分析 物的量与样品中该物质的初始浓度之间呈线性关系， 而与样品溶液的体积无关，通过检测分析物的量，即 可推测该分析物在样品中的初始浓度 非平衡理论则认为，在一定时间内，由于慢传质过程， 平衡未能完全达到。采样时，不一定要求分析物质完 全被萃取或一直进行到平衡的建立，只要求在严格的 条件下获得可靠且稳定的响应值阈浓度之间的线性关 系。
第二部分
固相微萃取技术 在体内药分中的应用
目前SPM E技术在生物样品分析应用上的研究还 比较少，有关文献报道的应用主要有如下方面：
治疗药物监测和药动学研究
抗抑郁剂 麻醉剂
药物滥用监测
巴比妥酸盐
类固醇类
大麻的化学成分 可卡因、海洛因 安非他明 美沙酮
毒物分析
毒鼠强 有机磷农药
样品的富集
SPME方法富集样品的两种方式:
直接SPME法(DI-SPME): 该法将纤维直接插
入样品中, 当待测物与固定相之间充分分配 至平衡时, 即可取出进样分析。适用于气体基质或干净 的水基质。
顶空SPME法(HS-HPME): 此法并不使纤维与
样品直接接触, 而是将纤维停留在顶空, 于气相中使待 测物富集于固定相后供分析。适用于任何基质，尤其 是DI-SPME无法处理的脏水、油脂、血液、污泥、土 壤等。
流动相通过解吸池洗脱样品 进样。
4.阀重新置于“Load”位置，
缩回纤维头，移走SPME针 管。
HPME与传统液-液萃取、液-固萃取等预处 理方法比较具有如下优势：
无需大量且有毒的有机溶剂，是一种真 正意义上的固相萃取。 集采样、萃取、浓缩、进样于一体，避 免引入多步误差。 操作方便，富集效率高，适用于现场分 析
处理的样本种类
血样 尿样 呼出的气体 唾液 奶液 头发
实验设计与影响因素
样品处理
萃取头的选择 萃取时间和温度的选择
解吸条件的选择
线性关系、精密度、检测限、回收率
样品处理
向待分析物溶液中加入无机盐（NaCl或 Na2SO4 ),以增大溶液的离子强度 控制溶液的pH值
•
GC分析
1.将SPME针管插入GC
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。
HPLC分析
1.将SPME针管插入
SPME/HPLC接口解吸池，进 样阀置于“Load”位置。
2.推手柄杆伸出纤维头，关
闭阀密封夹。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3.将阀置于“Inject”位置，
SPME装置
SPME装置简单，操作方 便。它类似于一个气相色 谱微量进样器的萃取装置, 由手柄（Holder）和萃取 头（Fiber）两部分构成， 萃取头是一根熔融石英纤 维，纤维上涂不同色谱固 定相吸附剂，接在不锈钢 丝上，外套细的不锈钢针 管（保护石英纤维不被折 断及进样），纤维头可在 针管内伸缩，手柄用于安 装萃取头，可永久使用。