固相微萃取(SPME)技术PPT课件
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)。
为： （1）从试样中除去对以后分析有干扰的物质； （2）富集痕量组分，提高分析灵敏度； （3）变换试样溶剂，使之与分析方法相适应； （4）原位衍生； （5）试样脱盐； （6）便于试样的储存和运送。
2、固相萃取的基本原理：
固相萃取的原理与液相色谱分离过程相仿，是一种吸 附剂萃取，主要用于液体样品的处理。
加到萃取柱上的试样量取决于萃取柱尺寸（填料量）和类 型、在试样溶剂中试样组分的保留性质和试样中分析物及基质 组分的浓度。
（3）除去干扰杂质
用中等强度的溶剂，将干扰组分洗脱下来，同时保持分析 物仍留在柱上。对反相萃取柱，清洗溶剂是合适浓度有机溶剂 的水或缓冲溶液，通过调节清洗溶剂的强度和体积，尽可能地 除去能被洗脱的杂质。
环境水样从野外采集后，由于条件限制不能马上分 析，需存放在冰箱内送往实验室，造成运输、保存的极 大困难。而固相萃取技术可以在野外直接萃取水样，将 萃取后的介质送往实验室，这样，不但极大地缩小了样 品体积，方便运输，而且污染物吸附在固相介质上比存 放在冰箱的水样中更为稳定。
（2）除环境水样外，SPE也被用于大气样品的前处 理，用于萃取大气污染物。
（4）分析物的洗脱和收集
这一步骤的目的是将分析物完全洗脱并收集在最小体积的 馏分中，同时使比分析物更强保留的杂质尽可能多地留在SPE 柱上。
5、 SPE的应用：
（1） SPE在环境样品中的主要应用是对环境水样的 预处理，如：
盘式SPE的使用，可使1L水的处理时间缩短到10min， 与通常的液-液萃取相比，减少了大量的时间和劳动强度， 减少使用大量的有机溶剂，降低了对人体和环境的影响。
T013 苯并芘及其它多环芳烃
空气
SPE固定相 C18 C18
阴离子交换剂 C18或PS-DVB
C18 C18 C18 硅胶 XAD-2树脂
四、固相微萃取（SPME）
C8、氰基、苯基、双纯基填料、活性碳、硅胶、 氧化铝、硅酸镁、高分子聚合物、离子交换树脂、排 阻色谱吸附剂、亲和色谱吸附剂等。
★常用洗脱溶剂有：甲醇、水、乙酸、丙醇、异 丁醇、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、乙醚、苯、甲苯、 四氯化碳、环己烷、正己烷等。
4、 SPE的操作步骤及方法的建立：
SPE操作步骤包括有柱预处理、加样、洗去干扰物和 回收分析物四个步骤。
★美国Supelco公司于1993年推出了商品化的固相微萃取装 置。
由于该法既不使用溶剂，也不需要复杂的仪器设备，它 一经出现就得到迅速的发展。
三、固相萃取（SPE）
固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是由液 固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来的。
★其广泛应用起始于1978年美国Waters公司首先 将商品sep-pak投放市场。它是一种填充固定相的短色 谱柱，用于浓缩被测组分或除去干扰物质。
固相微萃取技术
固相萃取（SPE）及固相微萃取 （SPME）技术简介
一、背景
环境样品分析中所涉及的环境和生物等样品基体复杂， 且待测元素和物质在样品中的含量一般都很低，所以往往 需要对样品进行分离预富集，其要求一般为：
★高的富集效率
★分离富集过程中需保持真实样品中各物质之间的平 衡
★尽可能消除杂质或溶剂的影响，减小基体效应
美国EPA使用SPE技术净化和富集的部分方法
EPA方法
分析物
试样
506 邻苯二甲酸酯和己酸酯
饮用水
550.1
多环芳烃
饮用水
549.1
卤代乙酸和茅草枯
饮用水
553 联苯胺和含氮杀虫剂
饮用水
1658
苯氧基酸除草剂
废水
1656
有机卤化物杀虫剂
废水
1657
有机磷杀虫剂
废水
8440
石油烃总量
沉积物、土壤、淤泥
前言
试样的预处理是样品分析中至关重 要的一环，传统的样品预处理方法往 往手续复杂、耗时。具有溶剂消耗量 少、对样品污染少、预处理时间短等 优点的固相萃取技术已广泛地应用于 环境的监测与分析中，成为一种常规 分析方法。
• 传统溶剂法的问题： • ★有机溶剂用量大 • ★富集倍数低 • ★操作繁琐、费时 • ★分析物的损失和污染
二、固相微萃取（SPME）和固相萃取（SPE）
固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME）是在 固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE） 基础上发展起来的 一种新型萃取分离技术。
★固相微萃取（SPME）是由加拿大Waterloo大学Pawliszyn 于1990年提出（Arthur C l, Pawliszyn J. Anal. Chem. , 1990, 62: 2145）。
（1）柱预处理
以反相C18SPE柱的预处理为例。先使数毫升的甲醇通 过萃取柱，再用水或缓冲溶液顶替滞留在柱中的甲醇。柱 预处理有两个目的：
★除去填料中可能存在的杂质；
★使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。
填料未经预处理或未被溶剂润湿，能引起溶质过早穿 透，影响回收率。
（2）Fra Baidu bibliotek样
预处理后，试样溶液被加至并通过SPE柱，在该步骤， 分析物被保留在吸附剂上。
★SPE是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定 相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（HPLC）有许 多相似之处。
★不同之处是：SPE柱的填料粒径（>40µm）要比 HPLC（3-10 µm ）大，由于短的柱床和大的填料粒径， 因此其柱效很低，一般为10-50塔板。
1、用途： 分离效率低的SPE技术主要用于处理试样，其目的
3、固相萃取的装置 固相萃取的装置主要分柱型和盘型两种
★体材料通常是用医用级聚丙烯，在两片聚丙烯 筛板之间填装吸附剂。也可选用玻璃、纯聚四氟乙烯 （PTFE）作为柱体材料。
★吸附剂最多使用的是C18相，该吸附剂疏水性 强，在水相中对大多数有机物显示保留。此外，也使 用其他具有不同选择性和保留性质的吸附剂，如：
A：当试样通过装有合适的固定相时，被测组分由于 与固定相作用力较强而被吸附留在柱上，并因吸附作用力 的不同而彼此分离，样品基质及其他成分与固定相作用力 较弱而随水流出萃取柱。
B：被萃取组分用少量的选择性溶剂洗脱。
因此，SPE技术不仅用于“清洗”样品，除去干扰成 分，而且可以使组分分离，达到浓缩或纯化的目的。
2、固相萃取的基本原理：
固相萃取的原理与液相色谱分离过程相仿，是一种吸 附剂萃取，主要用于液体样品的处理。
加到萃取柱上的试样量取决于萃取柱尺寸（填料量）和类 型、在试样溶剂中试样组分的保留性质和试样中分析物及基质 组分的浓度。
（3）除去干扰杂质
用中等强度的溶剂，将干扰组分洗脱下来，同时保持分析 物仍留在柱上。对反相萃取柱，清洗溶剂是合适浓度有机溶剂 的水或缓冲溶液，通过调节清洗溶剂的强度和体积，尽可能地 除去能被洗脱的杂质。
环境水样从野外采集后，由于条件限制不能马上分 析，需存放在冰箱内送往实验室，造成运输、保存的极 大困难。而固相萃取技术可以在野外直接萃取水样，将 萃取后的介质送往实验室，这样，不但极大地缩小了样 品体积，方便运输，而且污染物吸附在固相介质上比存 放在冰箱的水样中更为稳定。
（2）除环境水样外，SPE也被用于大气样品的前处 理，用于萃取大气污染物。
（4）分析物的洗脱和收集
这一步骤的目的是将分析物完全洗脱并收集在最小体积的 馏分中，同时使比分析物更强保留的杂质尽可能多地留在SPE 柱上。
5、 SPE的应用：
（1） SPE在环境样品中的主要应用是对环境水样的 预处理，如：
盘式SPE的使用，可使1L水的处理时间缩短到10min， 与通常的液-液萃取相比，减少了大量的时间和劳动强度， 减少使用大量的有机溶剂，降低了对人体和环境的影响。
T013 苯并芘及其它多环芳烃
空气
SPE固定相 C18 C18
阴离子交换剂 C18或PS-DVB
C18 C18 C18 硅胶 XAD-2树脂
四、固相微萃取（SPME）
C8、氰基、苯基、双纯基填料、活性碳、硅胶、 氧化铝、硅酸镁、高分子聚合物、离子交换树脂、排 阻色谱吸附剂、亲和色谱吸附剂等。
★常用洗脱溶剂有：甲醇、水、乙酸、丙醇、异 丁醇、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、乙醚、苯、甲苯、 四氯化碳、环己烷、正己烷等。
4、 SPE的操作步骤及方法的建立：
SPE操作步骤包括有柱预处理、加样、洗去干扰物和 回收分析物四个步骤。
★美国Supelco公司于1993年推出了商品化的固相微萃取装 置。
由于该法既不使用溶剂，也不需要复杂的仪器设备，它 一经出现就得到迅速的发展。
三、固相萃取（SPE）
固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是由液 固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来的。
★其广泛应用起始于1978年美国Waters公司首先 将商品sep-pak投放市场。它是一种填充固定相的短色 谱柱，用于浓缩被测组分或除去干扰物质。
固相微萃取技术
固相萃取（SPE）及固相微萃取 （SPME）技术简介
一、背景
环境样品分析中所涉及的环境和生物等样品基体复杂， 且待测元素和物质在样品中的含量一般都很低，所以往往 需要对样品进行分离预富集，其要求一般为：
★高的富集效率
★分离富集过程中需保持真实样品中各物质之间的平 衡
★尽可能消除杂质或溶剂的影响，减小基体效应
美国EPA使用SPE技术净化和富集的部分方法
EPA方法
分析物
试样
506 邻苯二甲酸酯和己酸酯
饮用水
550.1
多环芳烃
饮用水
549.1
卤代乙酸和茅草枯
饮用水
553 联苯胺和含氮杀虫剂
饮用水
1658
苯氧基酸除草剂
废水
1656
有机卤化物杀虫剂
废水
1657
有机磷杀虫剂
废水
8440
石油烃总量
沉积物、土壤、淤泥
前言
试样的预处理是样品分析中至关重 要的一环，传统的样品预处理方法往 往手续复杂、耗时。具有溶剂消耗量 少、对样品污染少、预处理时间短等 优点的固相萃取技术已广泛地应用于 环境的监测与分析中，成为一种常规 分析方法。
• 传统溶剂法的问题： • ★有机溶剂用量大 • ★富集倍数低 • ★操作繁琐、费时 • ★分析物的损失和污染
二、固相微萃取（SPME）和固相萃取（SPE）
固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME）是在 固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE） 基础上发展起来的 一种新型萃取分离技术。
★固相微萃取（SPME）是由加拿大Waterloo大学Pawliszyn 于1990年提出（Arthur C l, Pawliszyn J. Anal. Chem. , 1990, 62: 2145）。
（1）柱预处理
以反相C18SPE柱的预处理为例。先使数毫升的甲醇通 过萃取柱，再用水或缓冲溶液顶替滞留在柱中的甲醇。柱 预处理有两个目的：
★除去填料中可能存在的杂质；
★使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。
填料未经预处理或未被溶剂润湿，能引起溶质过早穿 透，影响回收率。
（2）Fra Baidu bibliotek样
预处理后，试样溶液被加至并通过SPE柱，在该步骤， 分析物被保留在吸附剂上。
★SPE是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定 相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（HPLC）有许 多相似之处。
★不同之处是：SPE柱的填料粒径（>40µm）要比 HPLC（3-10 µm ）大，由于短的柱床和大的填料粒径， 因此其柱效很低，一般为10-50塔板。
1、用途： 分离效率低的SPE技术主要用于处理试样，其目的
3、固相萃取的装置 固相萃取的装置主要分柱型和盘型两种
★体材料通常是用医用级聚丙烯，在两片聚丙烯 筛板之间填装吸附剂。也可选用玻璃、纯聚四氟乙烯 （PTFE）作为柱体材料。
★吸附剂最多使用的是C18相，该吸附剂疏水性 强，在水相中对大多数有机物显示保留。此外，也使 用其他具有不同选择性和保留性质的吸附剂，如：
A：当试样通过装有合适的固定相时，被测组分由于 与固定相作用力较强而被吸附留在柱上，并因吸附作用力 的不同而彼此分离，样品基质及其他成分与固定相作用力 较弱而随水流出萃取柱。
B：被萃取组分用少量的选择性溶剂洗脱。
因此，SPE技术不仅用于“清洗”样品，除去干扰成 分，而且可以使组分分离，达到浓缩或纯化的目的。