样品前处理方法调研

样品前处理方法调研 样品前处理指的是样品的制备和对样品中的待测组分进行提取 净化 浓缩的过程 目的是为了消除基质干扰 保护仪器 提高检测方法的灵敏度 选择性 准确度 精密度 在获得具有代表性的样品之后 采用合适的样品分解和溶解的方法 使被测组分转变成可 测定的形式 1 样品的采集 制备及保存 采集 分析的首项工作从大量的分析对象 即总体中 抽出一部分 即样品 作为分 析材料 这项工作称为样品的采集 采集的样品要均匀 有代表性 采集和贮存过程中不 应损失和发生化学变化 并设法保持原有的理化指标 防止成分逸散或带入杂质 制备 按采样规程采取的样品往往数量很多 颗粒太大 组成不均匀 因此为了确保 分析结果的正确性 必须对样品进行粉碎 混匀 缩分 使任何一个部分都能代表全部样 品的成分 保存 结合分析方法 在采样时加入某些溶剂或试剂 使待测成分处于稳定状态 样 品保存应注意防止污染 腐败 变质 稳定水分 固定待测组分 做到器具干净 密闭 尽快分析 不能马上分析的样品最好冷冻升华 干燥来保存 2 不同分析方法所需的前处理常用方法 2 1 蒸馏 蒸馏是从混合液体样品中分离出挥发性和半挥发性的组分 是一种使用广泛的分离方 法 根据液体混合物中液体和蒸气之间混合组分的分配差别进行分离 蒸馏技术是挥发性 和半挥发性有机物样品精制的第一选择 可以成功地用于色谱分析前样品的精制 清洗或 者混合样品的预分离 一种材料在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础 大体说来 如果液体混 合物中两种组分的蒸气压具有较大差别 就可以富集蒸气相中更多的挥发性和半挥发性的 组分 两相 液相和蒸气相 可以分别地被回收 挥发性和半挥发性的组分富集在气 相中而不挥发性组分被富集在液相中 2 2 溶剂萃取 在液体 固体或者气体中含有的某些物质 使用溶剂将它们溶解出来 这样的方法也 称作溶剂萃取 包括液一液萃取 液一固萃取和液 气萃取 溶液吸收 等 它们都是属于两 相间的传质过程 即物质从一相转入另一相的过程 液 液萃取常用于样品中被测物质与基质的分离 它基于被测组分在不相混溶的两种溶 剂中溶解度或分配比的不同 在两种不相溶液体或相之间通过分配对样品进行分离而达到 被测物质纯化和消除干扰物质的目的 常规的液 液萃取方法使用分液漏斗 若分配系数过 小 则采用连续液 液萃取 微萃取技术或萃取小柱等技术 液 固萃取是利用溶剂对固体混合物中所需成分的溶解度大 对杂质的溶解度小来达 到提取分离的目的 一种方法是把固体物质放于溶剂中长期浸泡而达到萃取的目的 但是 这种方法时间长 消耗溶剂 萃取效率也不高 另一种是采用索氏提取器的方法 它是利 用溶剂的回流和虹吸原理 对固体混合物中所需成分进行连续提取 当提取筒中回流下的 溶剂的液面超过索氏提取器的虹吸管时 提取筒中的溶剂流回圆底烧瓶内 即发生虹吸 随 温度升高 再次回流开始 每次虹吸前 固体物质都能被纯的热溶剂所萃取 溶剂反复利 用 缩短了提取时间 所以萃取效率较高 但这种方法适用于提取溶解度较小的物质 但 当物质受热易分解和萃取剂沸点较高时 不宜用此种方法 液 气萃取使用溶液吸收方法可以收集气态 蒸汽和气溶胶等样品 被抽取气体样品通 过吸收液时 在气泡和吸收液的界面上 欲测组分的分子由于溶解作用或者化学反应很快 地进入吸收液中 同时气泡中间的气体分子因存在浓度梯度和运动速度极快 能够迅速地 扩散到气 液界面上 因此 整个气泡中欲测组分的分子很快地被溶解吸收 2 3 固相萃取 固相萃取就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附 与样品的基体和干扰 化合物分离 然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附 达到分离和富集目标化合物的目的 简 称 SPE 与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率 更有效的将分析物与干扰 组分分离 减少样品预处理过程 操作简单 省时 省力 SPE 技术基于液 固相色谱理论 采用选择性吸附 选择性洗脱的方式对样品进行富集 分离 净化 是一种包括液相和固相的物理萃取过程 也可以将其近似地看作一种简单的 色谱过程 SPE 是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理 较常用的方法是使液体 样品溶液通过吸附剂 保留其中被测物质 再选用适当强度溶剂冲去杂质 然后用少量溶 剂迅速洗脱被测物质 从而达到快速分离净化与浓缩的目的 也可选择性吸附干扰杂质 而让被测物质流出 或同时吸附杂质和被测物质 再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质 2 4 气体萃取 气体萃取即顶空技术 采用气体进样 可专一性收集样品中的易挥发性成分 与液 液 萃取和固相萃取相比既可避免在除去溶剂时引起挥发物的损失 又可降低共提物引起的噪 音 具有更高灵敏度和分析速度 对分析人员和环境危害小 操作简便 是一种符合 绿 色分析化学 要求的分析手段 顶空分析方法随气相色谱分析方法的发展在不断更新和发 展 现代顶空分析法已形成一个相对较为完善的分析体系 主要分为静态顶空分析 动态 顶空分析 顶空 固相微萃取三类 2 5 膜分离 膜是具有选择性分离功能的材料 利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离 纯化 浓缩的过程称作膜分离 膜分离与传统过滤的不同在于 膜可以在分子范围内进行分离 并且这过程是一种物 理过程 不需发生相的变化和添加助剂 膜的孔径一般为微米级 依据其孔径的不同 或称为截留分子量 可将膜分为微滤 膜 MF 超滤膜 UF 纳滤膜 NF 和反渗透膜 RO 等 根据材料的不同 可分为 无机膜和有机膜 无机膜主要还只有微滤级别的膜 主要是陶瓷膜和金属膜 有机膜是由 高分子材料做成的 如醋酸纤维素 芳香族聚酰胺 聚醚砜 聚氟聚合物等等 2 6 热解析 热解析技术是一种二合一技术 集采样与浓缩于一体 然后将样品从采样管中转移出 来后进行检测 热解析采用加热的方式将有机化合物从采样管中释放出来 而不是用溶剂 洗脱的方法 这使得热解析技术避免了较长的溶剂洗脱时间 且在色谱图中无溶剂峰 热解析仪采用填充有吸附剂的玻璃管捕获您感兴趣的有机化合物 然后将它们导入气 相色谱仪中 通过气相色谱 这些有机化合物得到分离和测定 解析过程中使用两种吸附 管两级解析 首先 采用大体积采样将化合物保留在高容量的吸附管 采样管 中 然后 加热解析到下一级毛细聚焦管中 一级解析 第二步 富集在毛细聚焦管中的样品再次 加热解析后导入气相色谱毛细管中 二级解析 采用毛细聚焦管二级富集解析 只需较 小的载气量就可以把富集在毛细聚焦管中的分析物导入气相色谱 提高了进样效率 并且 可以得到尖锐的化合物峰形 毛细聚焦管技术避免了水的干扰 增强了极性化合物的分析 2 7 衍生化技术 衍生化是将样品中的待测组分制成衍生物 使其更适合于特定的分析方法 衍生化技术就是通过化学反应将样品中难于分析检测的目标化合物定量的转化成另一 易于分析检测的化合物 通过后者的分析检测可以对目标化合物进行定性和 或 定量分析 一般化学衍生法主要有以下几个目的 提高样品检测的灵敏度 改善样品混合物的分 离度 适合于进一步做结构鉴定 如质谱 红外或核磁共振等 衍生化反应从是否形成共价键来说 可分为两种 标记和非标记反应 标记反应是在 反应过程中 被分析物与标记试剂之间生成共价键 所有其它类型的反应 如形成离子对 光解 氧化还原 电化学反应等都是非标记反应 另一种区分衍生化反应是从衍生反应的 场所来分 有柱前衍生化 柱上衍生化和柱后衍生化三种 从是否与仪器联机的角度来分 有 在线 离线和旁线 自动化 三种 目前在 HPLC 中以离线的柱前衍生法 简称柱前衍生 法 与在线的柱后衍生法 简称柱后衍生法 使用居多 旁线衍生化方法是发展方向 柱前衍生法和柱后衍生法各有其优缺点 柱前衍生法的优点是 相对自由地选择反应 条件 不存在反应动力学的限制 衍生化的副产物可进行预处理以降低或消除其干扰 容 易允许多步反应的进行 有较多的衍生化试剂可选择 不需要复杂的仪器设备 缺点是 形成的副产物可能对色谱分离造成较大困难 在衍生