固相微萃取技术.doc

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110-12g。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。虽然SPME的一次提取水平大大低于常用的液-液萃取方法，但绝对进样量远远大于液-液萃取方法，灵敏度很高。该方法也易于掌握，对美国、加拿大、德国、意大利等6个国家11个实验室进行的一次含量在mg/kg级有机氯、有机磷、有机氮农药考核中，无论是曾用过还是第一次使用该方法，分析结果均无差异。目前SPME在环境样品分析、精细化工、食品检测、及药物检测方面均有应用，检测对象多为挥发半挥发有机化合物，典型的有BTEX、PAHs、氯代烃等。但在有毒有机金属化合物检测方面的应用非常少，仅有的工作也局限于化合物的定性分析。SPME发展展望SPME是一项极具吸引力的样品前处理技术，但也存在一定的局限性。由于商品化纤维种类较少，且容易破碎，在很大程度上限制了该技术的应用范围。因此发展耐用的纤维及高效、高选择性的纤维涂层材料是SPME方法研究的重要方向。而美国SUPELCO推出的SPME技术克服了以前传统的样品预处理技术的缺陷，它无需溶剂和复杂装置，它能直接从液体或气体样品中采集挥发和非挥发性的化合物，可以直接在GC，GC/MS和HPLC上分析。能与任何型号的气相和液相色谱连用，有手动和自动进样两种。二、特点 简单，快速，集采样、萃取、浓缩、进样与一体 简单：操作方便，只需按动手柄。 快速：可以节省样品预处理的70%时间。 经济：无需溶剂及注射器，每个萃取头可以反复使用50次以上。（最多达200次左右） 无毒害：由于无需溶剂，使操作人员的工作环境得到改善，同时使实验室排出的毒液减低到最小量，为我们生活的环境作出贡献。 适用性强：可以随身携带，现场采样，并可在任何型号的GC和HPLE仪器上直接进样。三、组成SPME由手柄（Holder）和萃取头（Fiber）两部分构成，壮似一支色谱注射器，萃取头是一根涂不同色谱固定相或吸附剂的熔融石英纤维，接不锈钢丝，外套细的不锈钢针管（保护石英纤维不被折断及进样），纤维头可在针管内伸缩，手柄用于按装萃取头，可永久使用。四、SPME操作步骤 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230分钟。3. 缩回纤维头，然后将针管退出样品瓶GC分析 1.将SPME针管插入GC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。HPLC分析 1.将SPME针管插入SPME/HPLC接口解吸池，进样阀置于“Load”位置。2.推手柄杆伸出纤维头，关闭阀密封夹3.将阀置于“Inject”位置，流动相通过解吸池洗脱样品进样。 4.阀重新置于“Load”位置，缩回纤维头，移走SPME针管。 五、SPME纤维头选样指南 您必须根据所分析物的分子量和极性选择小分子量或挥发性的化合物通常选用100umPDMS萃取头 大分子量或挥发性的化合物通常选用30um或7umPDMS萃取头强极性的化合物通常选用85umPA萃取头 极性挥发性的样品（如乙醇、胺类）选用65umPDMS/DVB萃取头 六、SPME操作控制SPME分析结果除与纤维头本身的性质，如极性，膜厚有关外，如果从基本原理考虑，SPME并不完全萃取（100%萃取）分析物，并且不需达到所谓的真正的热力学平衡，所以严格控制操作条件，如取样时间和温度，萃取头浸入深度，样品瓶或顶空瓶体积保持一致，对于获得重现性分析结果