样品制备技术——SPME & SPE
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GC-MS分析样品前处理⽅法——固相微萃取(SPME)固相微萃取(Solid-Phase Microextraction,简写为SPME)是⽬前较为常⽤的⾹⽓⾹味提取技术,具有简单,快速,集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体的特点。
1990年由加拿⼤Waterloo⼤学的Arhturhe和Pawliszyn⾸创,1993年由美国Supelco公司推出商品化固相微萃取装置,1994年获美国匹兹堡分析仪器会议⼤奖。
内容提要:⼀、固相微萃取 (SPME)基本原理⼆、固相微萃取(SPME)操作⽅法三、固相微萃取(SPME)特点四、固相微萃取(SPME)应⽤范围五、固相微萃取(SPME)操作条件选择六、固相微萃取(SPME)操作注意事项七、固相微萃取(SPME)定量⽅法⼋、固相微萃取(SPME)⼲扰物九、固相微萃取(SPME)应⽤实例⼀固相微萃取 (SPME)基本原理固相微萃取主要针对有机物进⾏分析,根据有机物与溶剂之间“相似者相溶”的原则,利⽤⽯英纤维表⾯的⾊谱固定相对分析组分的吸附作⽤,将组分从试样基质中萃取出来,并逐渐富集,完成试样前处理过程。
在进样过程中,利⽤⽓相⾊谱进样器的⾼温将吸附的组分从固定相中解吸下来,由GC/GCMS来进⾏分析。
⼆固相微萃取(SPME)操作⽅法有⼿动和全⾃动两种⽅式,下⾯以⼿动操作为例。
1、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2、GC/GCMS分析①将SPME针管插⼊GC/GCMS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。
3、全⾃动固相微萃取(SPME),⾃动提取和进样解析:三固相微萃取(SPME)特点简单,快速,集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体。
⼀般不需要有机溶剂。
⼀般⾹⽓⾹味组分(挥发性特强的部分除外)提取⽐静态顶空的灵敏度⾼好多倍或能够提取出来。
2012年6月June2012岩 矿 测 试ROCKANDMINERALANALYSISVol.31,No.3399~406收稿日期:2011-06-21;接受日期:2011-12-14基金项目:浙江省和宁波市科技项目(Y201016915,Y3110478,2011A610026,2011C23126)作者简介:曾少林,在读研究生,环境化学分析专业。
E mail:zengshaolin7320@126.com。
通讯作者:干宁,教授,从事原子光谱分析、气相色谱-质谱联用和色谱分析。
E mail:ganning@nbu.edu.cn。
文章编号:02545357(2012)0339908环境样品中痕量多氯联苯的前处理方法及萃取材料的研究进展曾少林,干宁 ,侯建国,桑卫国,曹玉廷(宁波大学新型功能材料及其制备科学国家重点实验室基地,宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波315211)摘要:多氯联苯(PCBs)是环境中一类强致癌性持久性有机污染物,而其在环境中含量极低(10-9~10-8mg/kg级),选择合适的前处理方法,以实现对环境复杂背景中痕量PCBs的分离富集,这对于PCBs的环境毒理学研究具有重要意义。
使用绿色环保的前处理技术,减少有机试剂用量,并能简化实验步骤,提高富集和分离效率,且最大程度上减少背景干扰是当前PCBs前处理方法发展的方向。
近年来PCBs的前处理方法取得了较快发展,开发新型的萃取材料是发展高效快捷前处理方法的关键因素。
文章综述了国内外PCBs的前处理方法,包括液液萃取、超临界流体萃取、微波萃取、加速溶剂萃取、固相萃取。
固相萃取已经成为富集PCBs的最佳提取方法之一,固相萃取方法使用的材料(键合硅胶、有机物聚合树脂、活性炭、纳米材料、分子印迹材料)对PCBs富集原理和富集效率、操作过程等各有优缺点。
新型的磁性固相纳米萃取材料由于其极高的比表面积和强吸附性能,较常规的固相萃取方法大大缩短了前处理时间;分子印迹萃取纳米材料对PCBs兼具高富集性和高选择性的突出优点,可以大大降低背景干扰,非常适合于痕量PCBs的无干扰萃取。
固相微萃取—气相色谱法测定水中痕量硝基苯类化合物黄毅;李国傲;杨志鹏;饶竹【摘要】建立了固相微萃取种类与气相色谱联用测定地下水中12种硝基苯类化合物的分析方法,对萃取头种类、萃取时间、萃取温度、进样口衬管种类等分析条件进行了优化.实验结果表明,该方法的检出限为0.001~0.050μg/L,线性范围0.005~500μg/L(相关系数大于0.997),加标回收率为72.1%~122.0%,相对标准偏差为3.65%~12.60%.应用该方法对地下水及地表水样品进行分析,结果表明该方法具有环保、灵敏、快速、简便等特点,适用于水中痕量硝基苯、硝基甲苯类化合物和硝基氯苯类化合物的测定.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】6页(P621-626)【关键词】固相微萃取(SPME);气相色谱;地下水;硝基苯类化合物【作者】黄毅;李国傲;杨志鹏;饶竹【作者单位】国家地质实验测试中心自然资源部生态地球化学重点实验室,北京100037;北京市环境保护科学研究院,北京 100037;国家地质实验测试中心自然资源部生态地球化学重点实验室,北京 100037;国家地质实验测试中心自然资源部生态地球化学重点实验室,北京 100037【正文语种】中文【中图分类】X502作为重要的化工原料,硝基苯类化合物被广泛应用于医药、农药、炸药、染料、造纸、纺织等领域。
该类化合物具有高毒性、难降解的特性,在环境中易累积,对水体和土壤造成污染[1-4],长期接触还会对人体的造血、肝、肾及中枢神经系统造成损伤[5-8]。
早在1986年,硝基苯类化合物就被美国环保局定为优先控制污染物之一;从2002年至今,我国颁布的多项标准[9-11]中也对生活饮用水、地表水和地下水中硝基苯类化合物的含量做出了限定。
目前水中硝基苯类化合物的分析方法主要有气相色谱法[12-15]、毛细管气相色谱法[16-17]、高效液相色谱法[18-19]、气相色谱-质谱联用法[20]等。
固相微萃取原理与应用固相微萃取(SPME, solid-phase microextraction)是一种无溶剂、非破坏性的预处理技术,用于提取和浓缩分析样品中的目标化合物。
它采用了一种特殊的固相纤维,通常是聚二甲基硅氧烷(PDMS),将目标分析化合物从样品中以固相吸附的方式捕集起来。
其优点包括简便、快速、高效,可以应用于多种样品类型和化合物类别。
SPME的原理基于分配系数(partition coefficient)的概念。
分析目标物分布在气相、液相和固相之间,SPME纤维通过吸附和解吸过程在气相和固相之间平衡分配,实现了目标物从样品到纤维上的转移。
SPME的应用广泛涉及环境、食品、药物、生物、石油化工等领域。
例如在环境领域中,SPME可用于挥发性有机化合物(VOCs)和揮發性残留有机物(VROs)的分析。
在食品领域中,SPME被广泛应用于食品中的香气和风味分析,如葡萄酒、咖啡、奶制品等。
SPME的操作流程简单。
首先,选择合适的纤维类型和形式,比如直接插入纤维或通过样品瓶盖压合等方式使纤维与样品接触。
然后,通过吸附、温度控制、搅拌等条件,使目标化合物在固相纤维上固定。
最后,将纤维转移到分析设备中,如气相色谱(GC)、液相色谱(HPLC)等进行分析。
SPME的优点包括:1.无需溶剂:与传统的液液萃取相比,SPME不需使用有机溶剂,减少了对环境的污染。
2.非破坏性:SPME不需要破坏样品结构,适用于有限样品量或不可再生样品。
3.高灵敏度:SPME可实现对低浓度目标物的捕集和浓缩,提高了灵敏度。
4.快速:SPME操作简便,分析时间短。
5.可在线监测:SPME技术可以与其他分析方法(如气相色谱质谱联用)相结合,实现实时或在线分析。
然而,SPME技术也存在一些限制:1.纤维选择:选择合适的纤维类型和形式对于捕集目标物的选择性和灵敏度至关重要。
没有一种纤维可以适用于所有化合物。
2.矩阵效应:复杂样品基质中的共存物可能会影响分析结果,例如干扰分析目标物的捕集或解吸。
高效液相色谱分析样品处理技术进展摘要:高效液相色谱分析法的样品处理关系测定结果的准确性和分析时长。
样品处理的目的包括:去除复杂基质或其它干扰物的影响,将待测成分尽可能多的提取出来;浓缩痕量被测组分,提高方法的灵敏度,降低检测限;利用衍生化或其它反应,使被测物转化成为检测灵敏度更高的物质或转化为能够与样本中干扰组分分离的物质,提高方法的灵敏度和选择性;去除杂质,纯化样品,保护分析仪器以及测试系统等。
关键词:高效液相色谱;样品处理1 液–液萃取技术1.1 原理液–液萃取(Liquid-Liquid extraction,LLE)是利用被测样品中目标成分在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同,把目标物从原来的溶剂体系中抽提至新的溶剂体系中的过程。
液–液萃取可以实现对目标化合物进行分离、纯化、去除杂质的目的,一般在常温常压下开展,条件温和,可以保持目标物理化性质的稳定,处理能力强,回收率高,应用相当广泛。
目前随着样品处理技术的发展,液–液萃取技术的理论不断创新,研究范围不断扩大,包括常规液–液萃取、分散液–液微萃取技术(DLLME)、双水相萃取技术(ATPE)等。
其中,分散液–液微萃取技术是一种新型萃取技术,基于液–液萃取的技术基础,萃取液用量小,通过在萃取体系中添加分散剂,增加萃取剂与目标物的接触面,使目标物在样品溶液和小体积萃取剂间的分配达到平衡而完成萃取。
1.2 特点液–液萃取可从干扰物中分离目标成分,达到除杂、净化、分离的目的,一般是将目标成分从水溶液中抽提至有机相中,含有目标成分的有机相经溶剂挥发容易富集浓缩,有利于被测物中低含量目标化合物的检测。
液–液微萃取中萃取溶剂所用的挥发性溶剂用量一般在1 mL以下,有的已被毒性低的离子液体萃取剂替代,减少了对操作人员的危害并提高了目标化合物的回收率。
2 固相萃取技术2.1 原理固相萃取(Solid phase extraction,SPE)是将柱色谱与液–固萃取相结合的一种样品处理技术,基于液相色谱分离的基本过程,固相萃取根据样品的溶剂及目标化合物的性质选择特定的吸附剂(正相、反相、离子交换等)作为固定相吸附化合物,再选择特定的洗脱溶剂去除样品中的非目标化合物,收集需要的目标化合物,以选择性吸附与洗脱的方式实现目标化合物的富集、分离与纯化。
Vol.34No.5602 620分析试验室Chinese Journal of Analysis Laboratory 2015年5月第34卷第5期DOI :10.13595/j.cnki.issn1000-0720.2015.0134固相微萃取(SPME )近几年的发展傅若农(北京理工大学化学学院,北京100081)傅若农男,1930年出生,1953年毕业于北京大学化学系,到1998年退休前一直在北京理工大学(前身为北京工业学院)工作,1986年晋升为教授,并被国务院学位委员会评定为第三批博士生导师。
多年来从事色谱分析方面的教学和研究工作,研究方向为:气相色谱和毛细管气相色谱新固定相,裂解气相色谱和毛细管电泳。
近几年完成了多项国家科研和自然科学基金研究项目,在国内外著名期刊(如美国的分析化学,荷兰的色谱杂志,中国化学学报,分析化学,色谱等)发表论文近200篇,有三分之一是发表在SCI 收录的期刊上。
近几年主编了《色谱技术丛书》。
出版学术专著四本(“气相色谱和热分析技术”,国防工业出版社;“高分辨气相色谱和高分辨裂解气相色谱”,北京理工大学出版社;“近代色谱分析”,国防工业出版社;“色谱分析概论”,化学工业出版社)。
培养博士学位的研究生16名,硕士研究生30多名。
(通讯处:北京理工大学化学系,北京100081)中图分类号:O65文献标识码:A文章编号:1000-0720(2015)05-0602-19摘要:在化学分析中样品制备往往是整个分析方法的瓶颈,25多年前固相微萃取(SPME )的出现是样品制备领域极大的进步,大大促进了在现场和活体分析中的应用。
本综述介绍近几年SPME 的发展,值得介绍的是近年有许多适应于复杂基体的SPME 涂层出现,可直接从复杂基体中萃取分析物。
关键词:固相微萃取;样品制备;气相色谱;液相色谱现代分析对一个样品的分析测定所用的时间越来越短,但是,样品制备过程所用的时间却仍然很长。
不断发展,我国农作物生长过程中农药的喷洒数量越来越多,农药残留量也逐渐增多,导致农作物产品有害物质超标现象屡屡发生,对人们的身体健康造成了严重的威胁。
现阶段,农产品农药残留事件已然成为社会广泛关注的热点事件之一。
目前全世界农药种类多达上千种,喷洒过后产生的降解产物多达几千种,由于农药分析物之间相互影响,极大地增加了农产品样品分析工作的难度。
目前,农产品样品前处理工作已经成为分析工作中需要攻克的重点环节。
一、前处理技术样品前处理技术多种多样,最应用的最终目的是除掉干扰物体,利用检测仪器对分析物进行分析和监测,而样品前处理技术操作简单便捷,使用范围广,能够有效去除农产品中的干扰物质。
但是原有的样品前处理技术,例如蒸馏以及萃取等,不仅需要使用大量的有毒溶剂,操作更为繁琐,无法广泛应用于农产品农药残留分析工作当中。
图片1、固相萃取处理技术分析该技术的有效应用实际上就是借助固体吸附剂对农产品样品中的化合物进行吸附,并分离干扰物,最后借助洗脱液完成样品分析以及吸附的最终目标。
与传统的萃取技术相比较,此种处理技术减少了溶剂的使用量,在分析和处理的各个环节中目标化合物并不会出现乳化现象,能够有效应用于体积相对较小的样品净化工作。
与此同时,有利于简化繁琐的农产品样品前的处理环节,大大降低了分析和检测的成本投入。
此种处理技术在实际应用过程中主要应用于三方面,其一是液体样品的制备;其二是不易挥发样品的萃取;其三是提取液体样品中的固体物质。
此种技术自产生和发展以来便备受世界各国人们的青睐,已然成为现阶段农产品农药残留样品前处理的关键技术之一。
2、固相微萃取技术(SPME)此种技术主要产生于1990年左右,此种技术装置主要分为两部分,分别是手柄以及萃取头,萃取头部分遍布高分子固相涂层,能够对农产品农药残留样品中的分析进行萃取和富集。
固相微萃取技术的优势在于以下几方面:其一是操作简单便捷,分析流程少,检测时间短;其二是对农产品农药残留样品的数量需求较少;其三是对分析过程中无需萃取剂,具有较好的重现性。
理化检验-化学分册P TCA(PAR T B:CH EM.ANAL.)2005年 第41卷11综 述新型的样品前处理技术2固相微萃取谈金辉,刘文涵3(浙江工业大学化学工程学院,杭州310032)摘 要:文中对固相微萃取,作为一种试样预处理的新技术,在1990~2004年的进展作了评述,介绍了固相微萃取技术的装置、试验方法、原理、涂层、影响因素、应用及发展趋势,引用文献39篇。
关键词:固相微萃取;无溶剂;样品前处理中图分类号:O652.7 文献标识码:A 文章编号:100124020(2005)1020783205SOL ID P HASE M ICRO2EXTRAC TION———A N EW TEC HN IQU E O F SAMPL E2PR ETR EA TM EN TTAN Jin2hui,L IU Wen2han3(College of Chem.Engineering,Zhej iang Universit y of I ndust ry,H angz hou310032,Chi na)Abstract:A review covering the period f rom1990to2004,is presented of the solid phase micro2extraction (SPM E)as a new technique of sample pre2treatment which can be used in combination with GC,HPL C and etc.The principle of SPM E and its performance technique,instrumentation,experimental methods,coatings,influential factors are introduced systematically.The progress and trends in f uture applications are also considered(39ref.cited).K eyw ords:Solid phase micro2extraction;Extraction without organic solvents;Sample pretreatment 固相微萃取技术(Solid Phase Micro2Ext rac2 tion,SPM E)是80年代末发展起来的一种新型无溶剂化样品前处理技术,最先由加拿大Waterloo大学的Art hur和Pawliszyn等[1]提出,1993年,美国Supelco公司推出了商业化的固相微萃取设备。
固相微萃取技术及其应用潘丽红【摘要】固相微萃取技术是一种安全、高效的样品预处理技术.阐述了固相微萃取技术近几年的发展,应用及影响其工作条件的因素;固相微萃取的连用技术及其弊端,展望了固相微萃取技术的未来发展趋势.【期刊名称】《金陵科技学院学报》【年(卷),期】2013(029)002【总页数】5页(P41-45)【关键词】固相微萃取;食品分析;挥发性物质【作者】潘丽红【作者单位】金陵科技学院龙蟠学院,江苏南京211169【正文语种】中文【中图分类】TS207.3固相微萃取(Solid Phase Micro-Extraction,SPME)技术是一种新兴样品分析前处理技术,它是加拿大Waterloo大学的Pawliszyn于1990年提出的,是在固相萃取的基础上发展而来[1]。
它是一种基于气固吸附(吸收)和液固吸附(吸收)平衡的富集方法,利用分析物对活性固体表面(熔融石英纤维表面的涂层)有一定的吸附(吸收)亲合力而达到被分离富集的目的。
SPME是在固相萃取的基础上发展而来的,但它克服了固相萃取的缺点,相对于传统样品处理方法而言,该技术无需溶剂、简单方便[2],为样品预处理开辟了一个全新的局面。
SPME和其它分析方法相结合可广泛用于大气、水、土壤、食品、药品、生物材料中挥发性、半挥发性有机物的分离,分析速度快,检出限可达到10-10~ 10-12级,相对标准偏差小于30%,线性范围为3~5个数量级。
1 固相微萃取的原理固相微萃取是一种利用有机物和溶剂“相似相溶”的原理制备而来的,是一种基于气固吸附(吸收)和液固吸附(吸收)平衡的富集方法,利用分析物对活性固体表面(熔融石英纤维表面的涂层)有一定的吸附(吸收)亲合力而达到被分离富集的目的[1],高分子固定相涂层对有机物的萃取和富集是一种动态平衡过程,涂层要对有机分子有较强的选择。
2 固相微萃取装置目前国内所用的SPME装置大多为美国Supelco公司的产品,也有一些自制的SPME装置。
SPME在环境分析领域的应用1.环境水样由人类生产、生活而引入环境水体的污染物,不仅对环境造成了巨大的污染,也严峻危害到人类的健康和生存。
因此检测江河、湖泊、海洋、废水、污水、地下水、饮用水中的污染物成为人们关怀的问题。
作为一种敏捷的痕量分析技术,SPME浮现后,就在液体样品讨论中充分体现了它的优越性,匀称的液态样品,无须消解,只要转移到具塞玻璃容器中,调整萃取条件,盖紧塞子,就可举行萃取操作。
表3-3列举了SPME技术应用于水体环境中的一些典型有机污染物的分析过程,其中包括了萃取过程中影响参数的优化,如酸度、盐度、衍生试剂、萃取温度、萃取方式、萃取所需的时光以及应用的纤维,表中还列出了相应化合物的测定条件,如解吸温度和时光、分别测定的手段以及测定的结果。
萃取纤维与测定手段两栏中,与每种化合物对应的列项,用法频率最高的列在最上面。
从表中可见,SPME技术用于各种农药、除草剂、灭菌剂残留,挥发性碳化合物(VOCS),苯的同系物(BTEX),(PAHs),(PCBs),芬芳胺化合物和酚类化合物等环境污染物的测定,具有较宽的线性范围和较高的敏捷度,对于多种萃取纤维的选用,非极性的PDMS涂层和极性的PA涂层适用面最广,对多数化合物均具有较好的富集效果。
萃取的温度通常也不高,多数在室温下就可取得惬意的萃取效率。
笔者讨论组应用SPME-GC-FPD分别测定水中的六种有机磷农药:(Phorate)、(Fenithrothion)、(Malathion)、倍硫磷(Fenthi-on)、(Parathion)、(Carbophenothion)。
因为化合物的弱挥发性,所以采纳挺直法萃取。
针对五种商品化的纤维(7um、30um、100um PDMS, 85um PA和65um PDMS-DVB)举行了比较,发觉100um PDMS和PA涂层对目标化合物均具有较强的吸附能力,富集效果最好,是其他三种纤维的2~10倍。