固相微萃取SPME技术
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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。
色谱科Supelco固相微萃取一、概述色谱科(Supelco)是美国Sigma-Aldrich公司旗下的一个部门,主要致力于提供高质量的色谱产品和技术解决方案。
在色谱科的产品线中,固相微萃取(Solid Phase Microextraction, SPME)是一项重要的技术。
本文将对色谱科Supelco固相微萃取技术进行介绍,以及其在实际应用中的优势和发展前景。
二、固相微萃取概述1. 定义:固相微萃取是一种基于吸附分离原理的前处理技术,利用固相微萃取针(SPME fiber)将目标物质浓缩在针端上,达到富集和分离的作用。
2. 原理:SPME技术主要依赖于固相萃取材料对目标化合物的亲和力,通过吸附和解吸过程实现分析物质的富集和提取。
3. 类型:根据不同的固相材料和萃取方式,固相微萃取可分为直接固相微萃取、头空间固相微萃取、固相柱微萃取等不同类型。
三、色谱科Supelco固相微萃取技术1. 产品线:色谱科Supelco在固相微萃取领域拥有多种产品,包括SPME fiber、SPME针、SPME萃取仪等,涵盖了不同应用需求。
2. 技术优势:a. 高选择性:SPME fiber材料具有不同的亲和性,可选择性地提取目标化合物,减少干扰物质的干扰。
b. 高灵敏度:SPME技术能够将目标物质集中在针端,使样品预处理更为简化,提高了后续分析的灵敏度。
c. 环保节能:SPME技术可以在无需有机溶剂的情况下完成萃取和浓缩,符合绿色分析化学的发展理念。
3. 应用领域:色谱科Supelco固相微萃取技术在环境监测、食品安全、生物医学、药物分析等领域得到了广泛的应用,并取得了显著的效果。
四、色谱科Supelco固相微萃取技术的发展前景1. 技术改进:随着色谱科Supelco在固相微萃取领域的持续投入,技术不断改进,产品性能和稳定性得到了提升。
2. 专业定制:色谱科Supelco可以根据客户的具体需求,提供个性化的固相微萃取解决方案,满足复杂样品分析的要求。
固相微萃取环糊精多环芳烃
固相微萃取(SPME)是一种无溶剂的样品净化和预处理技术,常
用于环境分析、食品安全和生命科学研究中。
该技术通过在纤维上涂
覆吸附剂,将目标化合物从样品中吸附到纤维上,并通过吸附剂的选
择性特性来选择性富集目标化合物。
环糊精是一种具有空心环形结构的天然配合物,可以形成包络复
合物,通过包络效应提高分析物的稳定性和选择性。
在固相微萃取中,环糊精通常用作纤维涂层的一部分,以增强对目标化合物的吸附能力。
多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于环境中的有机化合物,由苯
环和脂环结构组成。
PAHs常用于环境污染的评估和监测,因为它们具
有持久性、生物累积性和毒性。
在固相微萃取中,环糊精可以用来选
择性吸附和富集PAHs,以增强其检测和测量的敏感性和准确性。
固相微萃取技术结合环糊精和多环芳烃分析,可以实现样品的净化、预处理和富集,为环境和食品安全领域的分析提供一种高效、无
溶剂的方法。
固相微萃取8.1.4.1 固相微萃取的原理固相微萃取(solid—phase microextraction,SPME)技术是20世纪90年代初期兴起的一项样品前处理与富集技术,它最先由加拿大Waterloo大学Pawliszyn教授的研究小组于1989年首次研制成功,属于非溶剂型选择性萃取法,是一种集采样、萃取、浓缩、进样于一体的分析技术。
SPME装置略似进样器,在特制注射器筒内的不锈钢细管顶端分别连接一根穿透针和纤维固定针,针头上连接一根熔融石英纤维,上面涂布一层多聚物固定相,注射器的柱塞控制纤维的进退。
当纤维暴露在样品中时,涂层可从液态/气态基质中吸附萃取待测物,经过一段时间后,已富集了待测物的纤维可直接转移到仪器(通常是气相色谱仪,即SPME—GC) 中,通过一定的方式解吸附,然后进行分离分析。
典型的SPME装置如图8一12所示。
SPME熔融石英纤维涂布固定相与样品或其顶空充分接触,待测物在两相间分配达到平衡后,两相中待测物浓度关系如下式:N。
一KⅥV。
C。
/(KU+V。
) (8—2)式中,N。
为固定相中待测物的分子数;K为两相间待测物的分配系数;V。
为固定液体积;U为样品体积;c。
为样品中待测物浓度。
因为U》V。
,故式(8—2)可简化为:N。
=Ku%(8-3)由式(8-3)可知,固定液吸附待测物分子数与样品中待测物浓度呈线性关系,即样品中待测物浓度越高,SPME吸附萃取的分子数越多。
当样品中待测物浓度一定时,萃取分子数主要取决于固定液体积和分配系数。
同时,方法的灵敏度和线性范围的大小也取决于这两个参数。
固定液厚度越大(即y。
越大),萃取选择性越高(K越大),则方法的灵敏度越高。
由此可见,选择合适的固定液对于萃取结果是很重要的。
目前,SPME装置已实现商品化。
该装置主要由两部分组成:一部分是作为支撑用的微量注射器底座;另一部分是类似于注射针头形状的熔融石英纤维,其半径一般为15mm,上面涂布着固定体积(/g 度为10~100ttm)的聚合物固定液。
一:概述固相微萃取(Solid Phase Microextraction, SPME)是九十年代兴起并迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术,无需有机溶剂,操作也很简便。
该技术使用的是一支携带方便的萃取器,适于室内使用和野外的现场取样分析,也易于进行自动操作。
这对样品数量多、操作周期短的常规分析极为重要,不仅省时省力,而且对提高方法的准确度和重现性有重要意义。
该技术在一个简单过程中同时完成了取样、萃取和富集,是对液体样品中痕量有机污染物萃取方面的重要贡献。
SPME基本原理SPME方法包括吸附和解吸两步。
吸附过程中待测物在样品及石英纤维萃取头外涂渍的固定相液膜中平衡分配,遵循相似相溶原理。
这一步主要是物理吸附过程,可快速达到平衡。
如果使用液态聚合物涂层,当单组分单相体系达到平衡时,涂层上吸附的待测物的量与样品中待测物浓度线性相关。
解吸过程随SPME后续分离手段的不同而不同。
对于气相色谱(GC),萃取纤维插入进样口后进行热解吸,而对于液相色谱(LC),则是通过溶剂进行洗脱。
SPME有两种萃取方式,一种是将萃取纤维直接暴露在样品中的直接萃取法,适于分析气体样品和洁净水样中的有机化合物。
另一种是将纤维暴露于样品顶空中的顶空萃取法,广泛适用于废水、油脂、高分子量腐殖酸及固体样品中挥发、半挥发性的有机化合物的分析。
SPME技术评价和应用研究SPME萃取待测物后可与气相色谱、液相色谱联用进行分离。
使用的检测器可以是质谱(MS)、氢火焰离子化检测器(FID)、火焰光度检测器(FPD)、电子捕获检测器(ECD)、原子发射光谱检测器(AED)等,方法的最低检测限可达 ng 甚至 pg 水平。
对水中长链的有机脂肪酸也可达到1×10-12g。
根据样品体积、待测物种类和性质以及涂层厚度的不同,一次萃取操作的提取水平,对于血样中的有机磷农药为0.03%-10. 6%, 而对于BTEX类化合物(苯、甲苯、乙基苯,二甲苯),提取水平在1%-20%之间。