样品的种类繁多,其组成、浓度、物理形态均是仪器分析测定的影响因素,样品处理技术就成为提高分析测定效率和改善、优化仪器分析的重要环节。
样品前处理在仪器分析(尤其是色谱分析)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。由于部分样品属于复合基质体系,含有像蛋白质、油脂,碳水化合物、色素等成分,复杂的基质背景会对被分析目标化合物的提取、分离、净化和测定等带来很大的麻烦,因此,样品前处理不仅复杂困难,而且对分析结果的准确可靠和灵敏具有决定性作用。
对于LC/MS/MS高灵敏度的仪器,适当的样品前处理对于减少基质干扰和富集组分至关重要。
制备过程中避免组分发生化学变化;要防止和避免预测定组分的玷污;尽可能减少无关化合物引入制备过程;尽可能简单易行。
除去微粒;减少干扰杂质;浓缩微量的组份;提高检测的灵敏度以及选择性;改善分离效果;有利于色谱柱及仪器的保护;溶剂置换。
减少甚至不用有毒有机溶剂;能适应处理复杂介质、痕量成分、特殊性质成分分析的要求;减少操作步骤;尽量集采样、萃取、净化、浓缩、预分离于一身。
常见样品前处理包括:
将样品与酸、氧化剂、催化剂等共置于回流装置或密闭装置中,加热分解并破坏有机物的一种方法。
解
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湿式消解法
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1.硝酸消解法(对于较清的水溶液样品)
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2.硝酸-高氯酸消解法(消解含难氧化有机物的样品)
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3.硝酸-硫酸消解法(硝酸:硫酸=5:2,常加入少量过氧化氢)
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4.硫酸-磷酸消解法(有利于测定时消除Fe3+等离子的干扰)
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5.硫酸-高锰酸钾消解法(常用于测定汞的水溶液样品)
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6.硝酸-过氧化氢消解法:有人用该方法消解生物制品测定氮、磷、钾、硼、砷、氟等元素
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7.多元消解方法:需采用三元以上酸或氧化剂消解体系。
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干灰化法(高温分解法)
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1.灰化法分解样品不使用或使用少量化学试剂,并可处理较大称量的样品,故有利于提高测定微量元素的准确度。
2.灰化温度一般为450~550℃,不宜处理测定易挥发组分的样品,灰化所用用时间也较长。
3. 根据样品种类和待测组分的性质不同,选用不同材料的坩埚和灰化温度。常用的有石英、铂、银、镍、铁、瓷、聚四氟乙烯等性质的坩埚。原则是坩埚不与样品发生反应并在处理温度下稳定。
4.通常灰化生物样品不加其他试剂,但为促进分解,抑制某些元素挥发损失,常加适量辅助灰化剂。样品灰化完全后,经稀硝酸或盐酸溶解供分析测定。
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提取与富集
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㈠提取方法
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1.振荡提取法(蔬菜、水果、粮食)
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2.组织捣碎提取(从动植物组织中提取有机污染物)
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3.索氏提取(常用于提取生物及土壤样品中的农药、石油类、苯肼芘等有机污染物质)
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㈡挥发和蒸发浓缩
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挥发分离法是利用某些组分挥发度大或将欲测组分转变成易挥发物质,然后用惰性气体带出而达到分离的目的。
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蒸发浓缩是指在电热板上或水浴中加热水样,使水分缓慢蒸发,达到缩小水样体积,浓缩欲测组分的目的。
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㈢蒸馏法
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利用水样各组分具有不同的沸点而使其彼此分离;测定水样中的挥发酚、氰化物、氟化物时均需先在酸性介质中进行预蒸馏分离;蒸馏具有消解、富集和分离三种作用。
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㈣离子交换法
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利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离。离子交换剂可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂(离子交换树脂)
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㈤共沉淀法
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溶液中一种难溶化合物在形成沉淀的过程中,将共存的某些痕量组分一起载带出来的现象。共沉淀的原理基于表面吸附,形成混晶,异电核胶态物质相互作用及包藏等。
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1.利用吸附作用的共沉淀分离:常用载体有Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2及硫化物等。
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2.利用生成混晶的共沉淀分离
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3.用有机共沉淀剂进行共沉淀分离
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㈥吸附法
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利用多孔性的固体吸附剂将水样中一种或数种组分吸附于表面,已达到分离的目的。常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、分子筛、大网状树脂等。被吸附富集于吸附剂表面污染组分,可用有机溶剂或加热解吸出来供测定。
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㈦层析法
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层析法分为柱层析法、薄层层析法、纸层析法等,吸附剂分为无机吸附剂和有机吸附剂。
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㈧磺化法和皂化法
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磺化法:利用提取液中的脂肪、蜡质等干扰物质能与浓硫酸发生磺化反应,生成极性很强的磺酸基化合物,随着硫酸层分离,而达到与提取液中农药分离的目的。
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磺化法利用油脂等能与强碱发生皂化反应,生成脂肪酸盐而将其分离。
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㈨低温冷冻法
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基于不同物质在同一溶剂中的溶解度随温度不同而不同的原理来进行彼此分离。
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㈩萃取法
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原理:物质在不同的溶剂相中分配系数不同,而达到组分的分离与富集。
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常规液-液萃取的类型
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有机物质的萃取:分离在水相中的有机物质易被有机溶剂萃取
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无机物质的萃取:先加入一种试剂,使其与水相中的离子态组分相结合,生成不带电、易溶于有机溶剂的物质,该试剂与有机相、水相共同形成萃取体系。
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根据生成可萃取物类型的不同,可分为螯合物萃取体系、离子缔合物萃取体系、三元络合物萃取体系和协同萃取体系等。
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概述
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由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来。SPE是一个柱色谱分离过程,在分离机理、固定相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱(HLPC)有许多相似之处。SPE的填料粒径(>40μm)要比HLPC(3~10μm)。因此,SPE只能用于分离保留性质有很大差别的化合物。
分离效率较低的SPE技术主要应用于处理试样。借助SPE所要达到的目的是:从试样中出去对以后的分析有干扰的物质;富集痕量组分,提高分析灵敏度;变换试样溶剂,使之与分析方法相匹配;原位衍生;试样脱盐;便于试样的储存和运送。
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装置
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SPE柱:填料粒径与HLPC柱填料不同,其余相同。使用最多的是C18相。该种填料疏水性强,在水相中对大多数有机物显示保留;同时也使用其他具有不同选择性和保留性质的材料。
具有活性基团或经活性化合物涂渍的SPE相可用于分析衍生化反应。
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SPE盘:与膜过滤器十分相似。盘式萃取器是含有填料的PTFE圆片或载有填料的玻璃纤维片;填料约占SPE盘总量的60%~90%,盘的厚度约1mm。和前者的区别在于床厚度/直径(L/d)比。适合从水中富集痕量的污染物。
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