（分析化学专业论文）磁性固相萃取和新型液相微萃取在醛类肺癌代谢标记物分析中的应用.pdf

： 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 删| j j 舢删川删 y 18 9 9 3 2 0 。 a p p l i c a t i o no fm a g n e t i cs o l i d - p ha s e e x t r a c t i o na n d l i q u i d - p h a s em i c r o e x t r a c t i o n t ot h e a n a l y s i so fl u n g c a n c e r a l d e h y d e b i o m a r k e r s at h e s i s s u b m i t t e di np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t f o rt h em a d e g r e ei no r g a n i cc h e m i s r y b y y a n q i ng u p o s t g r a d u a t ep r o g r a m c o l l e g eo fc h e m i s t r y c e n t r a lc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r ：h u ix u a c a d e m i ct i t l e ：a s s o c i a t ep r o f e s s o r s i g n a t u r e 倭峰 a p p r o v e d m a y , 2 0 1 1 ：一， 硕士学位论文 m a s t e r s f h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 蓦和乃 日期：劲年f 月；日 学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅； 学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 导师签名： e l 期：年 月日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程 ，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库 中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。园童诠塞提交卮澄痘；旦圭生；旦二生；旦三生筮查! 储签名：荨耗务 日期：【1 年岁月弓1 日 导师签名： 日期：年月 e 1 硕士学位论文 m a s t e r s f h e s i s 摘要 对癌症的无创诊断一直是临床医学领域研究的热点。常规的诊断技术周期较 长、费用昂贵，有的诊断方法如穿刺活检等往往会给患者带来极大的痛苦。通过检 测肺癌患者体液中某些小分子代谢标记物的含量可以为肺癌的早期诊断提供一定 的依据，是一种很有发展前景的无创诊断方法。但人体体液如血液和尿液中复杂的 基质容易干扰实验测定，因此需选择合适的样品前处理方法对样品进行分离、富集 和纯化，以提高检测的准确度和灵敏度。 磁性固相萃取法是近年来发展起来的一种新型的样品前处理技术。该技术采用 磁性纳米粒子为吸附萃取剂，利用纳米粒子较大的比表面积或表面键和的特异性官 能团对样品中目标物进行萃取，通过外加磁场实现目标物和样品溶液的分离。该方 法实验萃取效率高、操作简便，无需样品离心的步骤，节省了实验用时，且有机溶 剂的使用量少，减少了有机试剂环境污染及对实验操作人员的毒害。 凝固漂浮有机液滴液相微萃取法( s f o d l p m e ) 是一种由传统的液相微萃取 f l p m e ) 发展而来的样品前处理方法，具有萃取效率高、操作简单、成本较低和环境 友好等优点。传统的l p m e 法只能选择密度比水大且对被萃取物有良好亲和性的有 机溶剂为萃取剂，而s f o d l p m e 法选择密度比水小、凝固点与室温接近的有机溶 剂如1 十二醇等为萃取剂，扩大了传统l p m e 对萃取剂的选择。 本课题采用了这两种新型的样品前处理技术并将其与高效液相色谱联用，对人 体体液中的己醛和庚醛含量进行检测。 主要研究内容有： l 、采用磁性固相萃取和高效液相色谱联用的方法，对人体尿样中的己醛和庚 醛的含量进行测定。首先让目标物进行衍生化反应，以2 ，4 二硝基苯肼为衍生化试 剂，甲酸为反应催化剂，而后以a m i n e f e 3 0 4 磁性纳米粒子为吸附剂，成功分离萃 取了醛类物质的衍生化产物。优化了一系列衍生化反应及萃取的条件，并将其应用 于人体尿样的分析检测。 2 、采用磁性固相萃取和高效液相色谱联用的方法，对人体尿样中的己醛和庚 醛的含量进行测定。以c 8 a m i n e f e 3 0 4 磁性纳米粒子为吸附剂，对吸附剂的用量、 衍生化试剂的用量、催化剂的用量、衍生化反应时间及温度、盐效应等条件进行了 优化，并将其应用于实际尿样的分析检测。 3 、采用凝固漂浮有机液滴液相微萃取和高效液相色谱联用的方法，对人体血 样中己醛和庚醛的含量进行测定。实验选用1 十二醇为萃取剂，对衍生化产物腙进 行萃取。萃取完成后，将样品溶液置于低温环境中，l 一十二醇迅速凝固，复溶后取 样进行色谱分析。优化了一系列衍生化反应条件及萃取条件，并将其应用于实际血 样的测定中。 关键词：磁性固相萃取；凝固漂浮有机液滴液相微萃取；醛类化合物；肺癌代 谢标志物；分离富集；血样；尿样；高效液相色谱 硕士学位论文 m a s l e r st h e s i s a b s t r a c t n o n - i n v a s i v ed i a g n o s t i cm e t h o df o rc a n c e rh a sb e e no n eo ft h eh o ts p o t si nt h ef i e l d o fc l i n i c a lr e s e a r c h c o n v e n t i o n a ld i a g n o s t i c m e t h o d s ，s u c ha sb i o p s y , a r eo f t e n e x p e n s i v ea n dt h ec y c l ei s al i t t l e l o n g b e s i d e s ，t h e yb r i n gg r e a tp a i nt ot h ec a n c e r p a t i e n t s d e t e c t i n gt h ec o n t e n t so fs m a l lm o l e c u l a rm a r k e r si nt h eb o d yf l u i d so fl u n g c a n c e rp a t i e n t si saq u i t ep r o m i s i n gn o n - i n v a s i v ed i a g n o s t i cm e t h o dt ot h e e a r l y d i a g n o s i so fl u n gc a n c e rb u tt h ec o m p l e xm a t r i xo ft h eh u m a nb o d yf l u i d s ，s u c ha s b l o o da n du r i n e ，o f t e ni n t e r f e r et h ed e t e c t i o n s o ，s e l e c taa p p r o p r i a t es a m p l ep r e p a r a t i o n m e t h o di sv e r yi m p o r t a n tt ot h ed e t e c t i o na c c u r a c ya n d s e n s i t i v i t y m a g n e t i cs o l i dp h a s ee x t r a c t i o ni so n eo ft h en e wt y p eo fs a m p l ep r e p a r a t i o n t e c h n i q u e s t h i st e c h n o l o g yc h o o s e sm a g n e t i cn a n o p a r t i c l e sa st h ea d s o r b e n ta n d e x t r a c t a n t t h el a r g es u r f a c ea r e ao rt h ef u n c t i o n a lg r o u p so ft h en a n o p a r t i c l e se n a b l e s t h ee x t r a c t i o no ft h es p e c i f i ct a r g e tm o l e c u l e s ，a n db yu s i n gae x t e m a lm a g n e t i cf i e l di ti s v e r yc o n v e n i e n tt os e p a r a t et h et a r g e tm o l e c u l e sf r o mt h es a m p l es o l u t i o n t h i sm e t h o d h a st h eh i g he x t r a c t i o ne f f i c i e n c y , a n dt h eo p e r a t i o ni sv e r ye a s y , n o c e n t r i f u g a t i o ns t e pi s n e e d e d ，s oi tc o u l ds a v et h et i m eo ft h ee x p e r i m e n t i na d d i t i o n ，a si tu s e st h el e s so r g a n i c s o l v e n t s ，i ta l s or e d u c e st h ep o l l u t i o no ft h ee n v i r o n m e n ta n di sh a r m f u l l e s st ot h e e x p e r i m e n t a lo p e r a t o r s s o l i d i f i c a t i o no ff l o a t i n go r g a n i cd r o pl i q u i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ( s f o d l p m e ) i sa n o t h e rn e ws a m p l ep r e p a r a t i o nm e t h o dd e v e l o p e df r o mt h et r a d i t i o n a ll i q u i d - p h a s e m i c r o e x t r a c t i o n ( l p m e ) i ti s at e c h n i q u ew i t h h i g he x t r a c t i o ne f f i c i e n c y , s i m p l e o p e r a t i o n ，l o wc o s ta n di se n v i r o n m e n t a lf r i e n d l y t h et r a d i t o n a ll p m em e t h o dm u s t c h o o s et h eo r g a n i cs o l v e n tw h i c hh a sg r e a t e rd e n s i t yt h a nw a t e ra n da l s oh a sg o o d a f f i n i t yt ot h et a r g e tm o l e c u l e s ，w h i l et h es f o d l p m em e t h o dc o u l dc h o o s et h eo r g a n i c s o l v e n tw h i c hh a sl o w e rd e n s i t yt h a nw a t e ra n dt h ef r e e z i n gp o i n to ft h eo r g a n i cs o l v e n t i sn e a rt h er o o mt e m p e r a t u r e t h i se x p a n d st h ec h o i c e so ft h ee x t r a c t e n to ft h el p m e i nt h i sp a p e r , w eu s e dt h i st w on e ws a m p l ep r e p a r a t i o nt e c h n i q u e sa n dc o m b i n e d t h e mt ot h eh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h yt od e t e c tt h ec o n t e n t so ft h eh e x a n a l a n dh e p t a n a li nh u m a n b o d yf l u i d s t h em a i n l yt h r e ep a r t sa r el i s t e da sf o l l o w s ： 1 u s i n gm a g n e t i cs o l i dp h a s ee x t r a c t i o na n dc o m b i n e di tt ot h eh i g hp e r f o r m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h yt od e t e r m i n et h ec o n t e n t so ft h eh e x a n a la n dh e p t a n a li nh u m a n u r i n es a m p l e s f i r s t ，a l d e h y d e sw e r ed e r i v a t i z e dw i t h2 ，4 一d i n i t r o p h e n y l h y d r a z i n e ( d n p h ) i na na c i d i cs o l u t i o na n dt h e nt h ef o r m e da l d e h y d ed e r i v a t i v e sw e r ee x t r a c t e db yt h e 硕士学位论走 m a s t e r st h e s i s a m i n e - f e 3 0 4m n p s as e r i e sd e r i v a t i z a t i o nr e a c t i o na n de x t r a c t i o nc o n d i t i o n sa r e o p t i m i z e di nt h ee x p e r i m e n t 2 u s i n gm a g n e t i cs o l i dp h a s ee x t r a c t i o na n dc o m b i n e di tt ot h em g hp e r f o r m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h yt od e t e r m i n et h ec o n t e n t so fh e x a n a la n dh e p t a n a li nh u m a nu r i n e s a m p l e s t h ec 8 一a m i n e - f e 3 0 4m n p sw e r ec h o o s e da st h ea d s o r b e n ta n de x t r a c t e n t a s e r i e sf a c t o r sw e r eo p t i m i z e di nt h ee x p e r i m e n t ，s u c ha st h ea m o u n to ft h ea d s o r b e n t 、 d e r i v a t i z a t i o nr e a g e n ta n dt h ec a t a l y s t 、t h ed e f i v m i z m i o nr e a c t i o nt i m e 、t h ed e r i v a t i z a t i o n t e m p e r a t u r ea n ds a l te f f e c t s ，e t c 3 u s i n gs o l i d i f i c a t i o no ff l o a t i n go r g a n i cd r o pl i q u i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o na n d c o m b i n e di tt ot h ec h r o m a t o g r a p h yt od e t e r m i n et h ec o n t e n t so fh e x a n a la n dh e p t a n a li n h u m a nb l o o d i tc h o o s e1 - d o d e c a n o la s t h ee x t r a c t e n t a f t e re x t r a c t i o n t h es a m p l e s o l u t i o nw a sp u ti n t ot h ei c e - w a t e rb a t h 1 d o d e c a n o ls o l i d i f i e dr a p i d l ya n dc o u l db e e a s i l yr e m o v e df o rt h eh p l ca n a l y s i s as e r i e sd e f t v a t i z a t i o nr e a c t i o na n de x t r a c t i o n c o n d i t i o n sa r eo p t i m i z e di nt h ee x p e r i m e n t k e yw o r d s ：m a g n e t i cs o l i d 。p h a s ee x t r a c t i o n ( m s p e ) ；s o l i d i f i c a t i o no ff l o a t i n g o r g a n i cd r o pl i q u i d - p h a s e m i c r o e x t r a c t i o n ( s f o d l p m e ) ；a l d e h y d e s ；l u n gc a n c e r b i o m a r k e r s ；s e p a r a t i o na n de n r i c h m e n t ；b l o o ds a m p l e ；u r i n es a m p l e ；h i g hp e r f o r m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ( h p l c ) ijllfl】iliilfljiifliiljililiililliliiiillilliiiiliiillililliliiliilil_-l 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 目录 摘要i a b s t r a c t 第一章绪论1 1 1 样品前处理技术的研究进展1 1 1 1 传统的样品前处理技术2 1 1 2 新型的样品前处理技术3 1 2 新型固相萃取4 1 2 1 磁性材料简介4 1 2 2 磁性固相萃取4 1 2 3 混合半胶束固相萃取5 1 3 液相微萃取5 1 3 1 概j 苤5 1 3 2 液相微萃取的萃取方式6 1 3 3 液相微萃取的应用9 1 4 肺癌的早期诊断及其代谢标志物的检测1 0 1 4 1 肺癌的早期诊断。1 0 1 4 2 肺癌小分子代谢物的产生及检测1 1 1 5 选题思想1 2 参考文献 第二章( a m i n e 磁性纳米粒子) 磁性固相萃取一高效液相色谱法测定尿样中己醛和庚 2 1 2 1 引言2 1 2 2 实验部分：2 2 2 2 1 仪器与试剂。2 2 2 2 2 色谱条件2 2 2 2 3 标准溶液的配置和尿样的制备2 3 2 2 4a m i n e f u n c t i o n a l i z e df e 3 0 4m n p s 的合成与表征2 3 2 2 5 磁性固相萃取( m s p e ) 实验操作方法2 4 2 3 结果与讨论2 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 3 1 磁性纳米粒子( a m i n e f e 3 0 4m n p s ) 体积的选择2 5 2 3 2 衍生化试齐l j ( 2 ，4 一d n p h ) 体积的选择2 5 2 3 3 甲酸的用量2 6 2 3 4 衍生化反应的温度和时间的选择2 6 2 3 5 萃取时间的选择2 7 2 3 6 洗脱剂和洗脱剂体积的选择2 7 2 3 7 洗脱时间的选择2 8 2 3 8 盐效应的影响2 8 2 3 9 方法的线性范围、检出限、精密度及回收率2 9 2 3 1 0 实际样品的测定3 0 2 4 结论3l 参考文献3 2 第三章( c 8 a m i n e 磁性纳米粒子) 磁性固相萃取高效液相色谱法测定尿样中己醛 和庚醛。3 7 3 1 引言3 7 3 2 实验部分3 7 3 2 1 仪器与试剂。3 7 3 2 2 色谱条件。3 8 3 2 3 标准溶液的配置和尿样的制备3 8 3 2 4c 8 a m i n e f u n c t i o n a l i z e df e 3 0 4m n p s 的合成与表征3 8 3 2 5 磁性固相萃取( m s p e ) 实验操作方法3 9 3 3 结果与讨论3 9 3 3 1 磁性纳米粒子( c 8 a m i n e f e 3 0 4m n p s ) 浓度的选择3 9 3 3 2 衍生化试剂( 2 ，4 d n p h ) 浓度的选择。3 9 3 3 3 甲酸的用量4 0 3 3 4 衍生化反应的温度和时间的选择一4 0 3 3 5 萃取时间的选择4 1 3 3 6 洗脱剂和沈脱时间的选择。4 2 3 - 3 7 盐效应的影响。4 2 3 3 8 方法的线性范围、检出限、精密度及回收率4 3 3 3 9 m s p e 方法与其他方法的比较。4 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 3 3 1 0 实际样品的测定4 5 3 4 结论4 6 参考文献。4 7 第四章凝固漂浮有机液滴液相微萃取高效液相色谱法测定尿样中己醛和庚醛5 0 4 1 引言5 0 4 2 实验部分5 1 4 2 1 仪器与试剂5l 4 2 2 色谱条件5 2 4 2 3 标准溶液的配置5 2 4 2 4 凝固漂浮有机液滴液相微萃取( s f o d l p m e ) 实验操作方法5 2 4 2 5 实际血样的制各5 3 4 3 结果与讨论5 3 4 3 1 萃取剂的用量5 3 4 3 22 ，4 d n p h 的浓度5 3 4 3 3 甲酸的用量。5 4 4 3 4 反应温度和时间。5 4 4 3 5 盐效应的影响。5 5 4 3 6 线性范围、检出限、精密度及回收率5 6 4 3 7 实际样品的测定5 7 4 4 结论5 8 参考文献5 9 附录。 致谢 ： 一， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第一章绪论 1 1 样品前处理技术的研究进展 随着社会的进步和人们生活水平的提高，人们对环境中有毒有害物质造成的环 境污染以及这些物质对人类健康的影响更加关注。对空气、水、土壤以及各种食品 中的有毒有害物质的分析检测已经成为分析工作者研究的热点。由于环境样品及生 物样品基质复杂，测定时各组分容易互相干扰，且目标物含量低、稳定性差，这些 都对分析检测工作提出了新的挑战。科技的发展推动着各种分析仪器的自动化水 平、检测灵敏度和精密度不断提高。但有些仪器还不能满足对于基质复杂的生物样 品以及环境和食品样品中的痕量分析。因此，面对人们对分析化学提出的越来越高 的要求，必须发展新型高效、快速、高灵敏度的样品前处理方法i l 捌。 完整的样品分析过程大致包括：样品采集、样品前处理、分析检测、数据处理 四个步骤【2 3 】。样品前处理是指除去样品复杂基质中的干扰物，将痕量的目标分析物 提取出来，以达到纯化、浓缩、提高检测灵敏度目的的一种样品处理方法。通常样 品前处理需要几个小时，而样品分析却只需要几分钟或几十分钟。样品前处理用时 约占整个实验用时的三分之二。可见，样品前处理是最费时、费力的一个环节，它 的科学与否关系着分析方法的优劣，也影响着实验的成败以及实验结果的准确性和 重现性【4 1 。理想的样品前处理技术应具备以下几点条件：( 1 ) 能最大限度地消除样品 基质中的干扰物质；( 2 ) 实验操作方便、快捷；( 3 ) 具有较高的回收率；( 4 ) 环境友好， 有毒有机溶剂的用量较少；( 5 ) 成本低廉；( 6 ) 与检测仪器有较好的兼容性，对检测仪 器损耗较小。 传统经典的样品前处理方法主要包括蒸馏、层析、液液萃取、索式提取等，这 些方法具有实验步骤繁琐、耗时长、溶剂用量大等缺点。同时耗时长容易造成样品 的损失导致较大的实验误差，同时大量有毒的有机溶剂的使用也危害人体健康污染 环境。因此，建立高效、快速、环境友好、有机溶剂用量少的样品前处理方法已成 为热门的研究课题。 近年来，分析工作者通过对样品前处理方法的改进和创新，提出了一系列新型 的样品前处理技术，如固相萃取、固相微萃取、液液萃取、液液微萃取、微波辅 助萃取、超临界流体萃取等。这些新技术具有实验操作简便、耗时短、有机溶剂用 量少、环境友好、萃取效率高等优点。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 1 1 传统的样品前处理技术 目前，传统经典的样品前处理方法多达几十种，本文介绍了几种使用较为普遍 的前处理方法。 1 1 1 1 蒸馏 蒸馏技术是较早成功应用于实际工业生产的样品前处理方法之一。它主要是利 用气液两相逐级流动和接触时进行穿越界面的质量和热量传递，来实现混合物分离 纯化的一种技术【5 】，主要适用于分析沸点差异较大的物质【6 1 。而对于沸点恒定或沸 点相近的物质，仅通过简单的蒸馏操作较难达到有效的分离目的。为此，蒸馏技术 常与萃取、反应、吸附等操作联合使用。目前，以实现工业化的蒸馏技术包括萃取 蒸馏、催化蒸馏、反应蒸馏、吸附蒸馏和膜蒸馏掣m j 。 浓缩即从样品溶液中除去溶剂的操作，是溶质与溶剂部分分离的过程。对液体 样品，若萃取剂具有较好的色谱行为，萃取之后样品可直接进样分析。若萃取剂还 需净化除杂，则需要进行浓缩操作【l0 1 。常用的浓缩方法包括挥干法和减压旋转蒸发 法。挥干法适用于体积较小，溶剂沸点较低的样品，但耗时较长，而减压旋转蒸发 法较好的解决了这个问题，浓缩速度较快。 1 1 1 2 柱层析 柱层析操作的方法是将固定相均匀地填充于层析柱中，然后，向层析柱中加入 样品溶液，再以合适的溶剂作为流动相对样品进行洗脱，样品各组分与固定相和流 动相发生相互作用而实现目标物的分离【1 1 1 。其分离原理是基于样品组分在两相之间 的分配系数不同或对吸附剂吸附能力不同等作用而实现分离。其主要优点是分离效 率高，对结构与性质相似的化合物也能达到很好的分离效果。目前，柱层析技术已 广泛应用于生物科学、医药卫生、食品安全等领域1 6 , 1 2 j 。 1 1 1 3 液液萃取 液液萃取( l i q u i d l i q u i de x t r a c t i o n ，l l e ) 主要利用目标分析物在互不相溶的两 种溶剂中的分配系数差异，排除样品溶液中其他组分的干扰，分离出目标物。该方 法的优点是萃取较完全，能满足样品量较大时的分析要求，应用较广。但此方法实 验操作繁琐，耗时较长，有毒有机溶剂用量大，且容易出现乳化或沉淀等现象导致 实验失败 6 , 1 3 j 。 1 1 1 4 索式提取 索式提取( s o x h l e te x t r a c t i o n ，s e ) 又称沙式提取，是从固态物质中萃取化合物的 一种方法【1 4 】。其原理是利用溶剂回流及虹吸的原理，使固体物质不断被纯溶剂萃取。 但此方法耗时长，消耗溶剂量大，由于萃取液温度始终处于溶剂沸点以下，因此， 2 ： 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 该方法不适用于热不稳定物质的萃取。目前该方法已应用于环境及食品样品中污染 物质的测定【1 4 , 1 5 】。 i i 2 新型的样品前处理技术 1 1 2 1 固相萃取 固相萃取【1 6 ( s o l i d p h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 是近年迅速发展起来的，以液相色谱分 离机理为理论基础建立起来的一种样品前处理技术。实验方法是向填充了固体吸附 剂的萃取柱中加入样品溶液，利用固体吸附剂选择性地将目标分析物吸附保留在萃 取柱中，将目标分析物与样品基质和其他干扰物分离，然后以适当的洗脱液将目标 物从固定相吸附剂中洗脱下来，从而达到分离富集的目的。该方法具有操作简单、 省时省力、分离效果好等优点。目前固相萃取小柱已成功商品化，市面上有填充各 种固定相的萃取小柱，可以满足不同样品分析的要求。 1 1 2 2 固相微萃取 固相微萃取( s o l i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 是在固相萃取技术基础上发展 起来的一种新的样品前处理技术。它主要利用目标分析物在涂层和样品溶液中分配 系数的差异，将样品溶液通过纤维涂层，目标分析物从样品溶液中扩散吸附到固定 相涂层表面，达到吸附平衡，然后通过与气相色谱或液相色谱联用，通过流动相将 目标物从固定相涂层上洗脱下来，直接进样分析1 1 7 j 。该方法集萃取浓缩解析为一体， 操作简单、选择性富集效果好、样品用量小。此方法中用作吸附剂的萃取纤维可以 反复使用，比较经济。目前该方法已商品化，并广泛地应用于环境【l8 1 、食品等领域 【1 9 】。但纤维头使用寿命短，且聚合物涂层容易脱落而影响分析实验结果【2 0 l 。 1 1 2 3 微波辅助萃取 微波辅助萃取( m i c r o w a v ea s s i s t e de x t r a c t i o n ，m a e ) 又称为微波萃取，是一种将 传统的溶剂萃取法和微波相结合而形成的样品前处理技术【2 1 1 。它利用样品组分在微 波场中吸收微波能力的差异，使样品中某些组分被选择性的加热，从而使目标物质 与样品基质和其他干扰物质分离，渗入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的 溶剂中。该方法的主要优点有设备简单，实验耗时少，重现性好，环境污染小等。 目前，该方法己应用于环境、生化、食品等领域1 2 2 。 1 1 2 4 超临界流体萃取 超临界流体萃取技术( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ，s f e ) 的原理是以超临界流体 ( s c f ) 如二氯二氟甲烷、乙烷、庚烷、乙烯、c 0 2 等作为萃取溶剂，使其在临界点附 近区域内与目标分析物具有异常的相平衡行为和传递性，使溶剂对目标分析物的溶 硕士学位论炙 m a s l e r st h e s i s 解能力随着温度和压力的改变而在一定范围内变动，从而使目标分析物从样品基质 中分离出来1 2 1 1 。c 0 2 因其无毒、廉价等优点，是目前使用最广泛的萃取剂之一。超 临界c 0 2 萃取技术适合高沸点热敏性成分的分析，现已广泛应用于挥发性物质的提 取分析中【2 3 ，2 4 1 。该方法溶剂用量少、实验周期短、亦可与多种分析仪器联用。 1 1 2 5 超声波萃取 超声波萃取法( u l t r a s o u n d a s s i s t e de x t r a c t i o n ) 的原理是利用超声波辐射压强产 生的空化作用加速目标分析物的溶出，而超声波的刺激效应，机械震动、乳化、击 碎、扩散、化学效应等，也能加快目标分析物的扩散、释放，从而更快的进入萃取 溶剂【2 5 】。该方法的最大优点是实验用时短、操作简单、提取率高、温度较低，能很 好地保护中草药中的有效成分。因此，该方法广泛应用于中草药成分提取中【2 6 。 1 2 新型固相萃取 1 2 1 磁性材料简介 目前，磁性纳米材料的研究已受到越来越多研究者的关注。磁性材料作为一种 新型功能材料，主要由磁性成分和非磁成分复合而成【2 7 】。磁性成分通常为铁的氧化 物，非磁性成分的种类较多，可以为有机聚合物如丙烯酸树脂【2 8 1 、聚苯乙烯2 9 】等， 可以为天然聚合物如壳聚糖p o l 、蛋白质3 1 1 等，也可以为无机聚合物如氧化铝【3 2 1 、二 氧化硅【3 3 】等。由于磁性材料中非磁性聚合物的存在，它具有聚合物的多种特性，可 以方便的通过共聚和表面改性引入多种活性官能团，如一o h ，- c o o h ，n h 2 ，- c 8 ， s h f 3 4 ，3 5 1 等；而由于其中磁性成分的存在，它往往又具有超顺磁性，可以方便的通 过外加磁场而使其从样品介质中分离出来。这些特性使得其在分析领域具有很大的 应用开发价值。目前，在细胞分离、免疫测定【3 7 】、固定化酶【3 8 】、靶向药物【3 9 1 等 领域已开始采用磁性材料进行分离分析。 1 2 2 磁性固相萃取 磁性固相萃取( m a g n e t i cs o l i d p h a s ee x t r a c t i o n ，m s p e ) 是一种新兴的固相萃取 技术。该样品前处理技术主要通过合成各种磁性纳米粒子( m a g n e t i cn a n o p a r t i c l e s ， m n p s ) ，如c 8 a m i n e m n p s 、a l u m i n a c o a t e dm n p s 、f e 3 0 4 t i 0 2c o r e s h e l l m n p s 等，以其为固体吸附萃取材料，对样品溶液中的目标分析物进行分离富集。其操作 方式不同于传统的固相萃取，实验不需要将固体吸附剂填充于萃取小柱中，而是直 接将磁性纳米粒子加入样品溶液进行萃取，通过震荡使纳米粒子与目标分析物充分 4 ， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 接触，萃取完成后，通过外加磁场很容易地将纳米粒子与样品基质分离开来，然后 以适当的有机溶剂将目标分析物洗脱下来，将洗脱液进样分析即可。 由于磁性纳米粒子具有较小的粒度，因此有较高的比表面积，大大地提高了分 离过程中各物质间相互作用的动力学速度，能很快的达到萃取平衡。该方法萃取时 间通常为十几秒到几分钟，耗时短。目前，磁性固相萃取技术已成功应用于分离富 集多肽，蛋白质，酶以及其他一些生物活性分子【3 4 , 4 0 - 4 3 j 。虽然这种萃取技术主要应 用于萃取分析生物大分子，但也可以用于分析小分子物质，如甲氧苄氨嘧啶m 】，多 环芳烃f 4 5 】，酞酸酯【4 6 1 ，磺胺 4 7 】及三嗪类药物【4 8 1 等。 1 2 3 混合半胶束固相萃取 混合半胶束固相萃取( m i x e dh e m i m i c e l l e ss o l i d p h a s ee x t r a c t i o n , m h s p e ) 由 s u n 4 9 】等于2 0 0 9 年提出。该技术是利用静电引力的作用，在氧化铝、二氧化硅、二 氧化钛等金属氧化物载体表面吸附各种表面活性剂，如十二烷基硫酸钠( s d s ) 、十 六烷基三甲基溴化铵( o t m