固相微萃取原理及使用PPT课件

.概述了固相微提取技术(SPME ).SPME原理SPME装置和提取步骤方法SPME的影响因素SPME与分析仪器联用技术SPME的应用前景，主要内容是与固相微提取技术相比特征：固相微提取操作更简单，便于携带，操作费用更便宜，且固相提取回收率低，吸附剂孔SPME开始应用于水、土壤、空气等环境样品的分析。 一、概况、一、概况、1989年Pawliszynspelco于1995年推出商品化的SPME装置1995年pawliszyn等空气中苯类物质的分析； SPME是用气相色谱法迅速提取试样装置提取丝内用CO2冷却装置1997年Pawliszyn等； 测定患者呼吸气体中的一部分成分的SPME提取装置2001年Pawliszyn等便携式SPME装置2004年Pawliszyn等； 2007年附有聚四氟乙烯密封盖的便携式现场试验用SPME装置96个SPME微阱盘的自动取样装置、固相微萃取(solidphasemicroextraction )、二、SPME的原理、熔融石英光纤和其他材料为基体支撑物采用“相似相溶”的特点，在其表面涂抹不同性质的高分子固定相薄层，直接或以顶空方式提取、浓缩、样品分析测定物。 然后，将测量对象物丰富的纤维直接转移到设备(一般为GC或HPLC )中，用一定的方法进行解吸(一般为热解吸或溶剂解吸)，进行分离分析。固相微萃取法(SPME )的原理与固相萃取不同，固相微萃取并非全部萃取测量对象物，其原理是以测量对象物在固定相和水相之间达到的平衡分配为基础。 如果将吸附在固定相上被测定物的量设为WS，则被测定物的总量在提取前后不变，因此在C0v2=c1v2c2v2(1)式中，c0是被测定物的水试样中的原始浓度的C1、C2分别是测定对象物达到平衡后的固定相和水相中的浓度的V1、V2分别是固定相的液膜和水样的体积另外，如果SPME的原理、吸附达到平衡，则被测定物的固定相与水样的分配系数k为： K=C1/C2(2)平衡时的固相吸附被测定物的量WS=C1V1固定C1=WS/V1由式(1)得到： C2=(C0V2-C1V1)/V2是将C1、C2代入式(2)而整理得到的值： k=c 1、C2 v1(c0v2- c1v1) =ws v2/(c0v2v1- c1v12 ) (3) v1v 2因此，在式3中c1v 12可以忽略，整理出： ws=kcv1(4)、二、SPME的原理，式(4):ws=kcv1，ws与c0呈线性关系， 为一种或某些化合物选择特定的提取固定相位是重要的，因为确定已经知道它们与k呈线性关系的k值的因素是提取头固定相位的类型。 抽头固定液膜越厚，WS越大。 由于提取物均在柱中，小固定液的体积可满足分析要求。 通常，液膜厚度为5-100um，这比一般毛细管柱的液膜厚度(0.2-1um )厚得多。 另外，SPME的原理，该装置类似于微注射器，由手柄和抽头(纤维头)两部分构成。 提取头长约1cm，是实施了不同固定相的涂层的熔融石英纤维，石英纤维的一端连接着不锈钢的芯，涂上没有细刺绣的针管(保护石英纤维不折断)。 手柄用于安装和固定抽头，通过按下手柄，抽头可以伸长不锈钢管。 三、SPEME装置及提取工序方法、提取工序SPEME方法用提取头上的固定相涂层提取样品中的被测定物，进行预浓缩。 SPME操作包括将涂有a固定相的提取头插入样品或者位于样品之上这3个工序的b测定对象物，将分配的c提取头插入分析仪器的样品注入口，以一定的方式解析后，进行分离分析。三、SPEM装置及提取步骤方法、提取方法直接法(Di-SPME )适用于气体基质或干净的水基质天花板法(HS-SPME )任何基质，特别是不能直接用SPEM处理的污水、油脂、血液、污泥、土壤等膜保护法(membrane-protected-SPME ) 用一种选择性的高分子材料膜分离样品和萃取头实现间接萃取，膜的作用在保护萃取头免受基质污染的同时提高萃取的选择性。 派生化法(derivativeizationpme )冷SPME法(cooledSPME )、三、SPME装置及提取工序方法、四、SPME的影响因素、提取温度在直接影响分配系数的重要参数上升温度下促进挥发性化合物到达顶空及提取纤维表面， SPME表面的吸附过程通常是发热反应，低温适合反应的进行，提取时间不同的被测物达到动态平衡的时间长度取决于物质的传递速度和被测物本身的性质、提取纤维的种类等因素。 挥发性强的化合物可在短时间内达到分配平衡，挥发性弱的测定物质需要较长的平衡时间。 四是SPME的影响因素，搅拌强度增加传递速度，提高吸附萃取速度，缩短达到平衡的时间，进行磁搅拌，高速匀浆，超声波。 采用超声波振动比电磁搅拌达到平衡的时间大幅缩短，四是SPME的影响因素，盐效应盐析手段(NaCl或Na2SO4)提高了本体溶液的离子强度，增加了极性有机提取物(非离子)在吸附涂层的k值，提取灵敏度溶液的pH值对不同酸离解常数的有机弱酸碱溶液酸度要使萃取对象物处于非聚合单分子游离状态，涂层和本体溶液极端偏向吸附涂层，诱导四、SPME的影响因素，减少苯酚、脂肪酸等极性化合物的极性，提高挥发性，增强固定相吸附的能力。 SPME前诱导和SPME后诱导的萃取头的选择固定液涂布在熔融石英(或其他材料)灯丝表面，萃取头内部涂布有固定相的细管或毛细管。 该设备被称为管内SPME(in-tubeSPME )、四、SPME的影响因素、四、SPME的影响因素，由于涂层的SPME提取过程取决于涂层和样品两相中分析物的分配系数，提取的选择性取决于涂层材料的特性，因此涂层材料是SPME技术的核心涂层的选择和设计根据色谱经验，一般不同种类的分析物选择不同性质的涂层材料，选择的基本原则是“相似相溶”。 选择涂层应注意：有机分子具有较强的萃取浓缩能力，具有较快的扩散速度和良好的热稳定性，商品化涂层一般分为无极性、中极性和极性3种涂层的非商品化涂层迄今为止，科学研究者已经开发出了具有优异性能的涂层涂层中使用的主要材料有聚二甲基硅氧烷(PDMS )、二乙烯基苯(DVB )、聚乙二醇(CW )、聚丙烯酸酯(PA )、涂层介绍、四、SPME的影响因素、其他非商品化涂层溶胶-凝胶技术(Sol-Gel ) TPA(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)和DDP (二乙氧基二苯基硅烷)纳米结构二氧化铅(附着于铂线)四、SPME的影响因素、AliMehdinia、 mirfzllahmousavi mojtabashamsipur.nano-structuredleaddioxideasanovelstationaryphaseforsolid-phasemicroextraction.journlochromation SPME的影响因素，主要特点是采样、提取、浓缩和样品一体化，操作简单，测量快速高效。 完全不需要有机溶剂，是真正意义上的固相萃取，避免了对环境的二次污染。 仪表简单，适用于现场分析，操作方便。 缺陷定量检查的精度低再现性不高的商业上可以使用的负荷聚合物的种类很少。四、SPME的影响因素、四、SPME的影响因素、五、SPME与分析仪联用技术、SPME-GC技术SPME-HPLC技术SPME-MS技术SPME/EC联用技术、固相微萃取与气相色谱联用技术、SPME-GCSPME与GC联用技术是研究最快、目前最成熟的技术。 该领域的研究目前主要集中在界面的研制、提取头的制造上。 采用顶空法，在吸附了挥发性或半挥发性化合物的GC的气化室中解吸气化进行了分析。 缺点：适用范围窄的挥发/半挥发物(20% )； 不能分析生物高分子对温度敏感的物质(蛋白质等)。 分析了SPME-GC联用USEPA524.2方法规定的挥发性气体样品情况，分析了该方法有效分离出60种化合物的固相微萃取与气相色谱技术联用、固相微萃取与液相色谱技术联用， SPME-HPLCSPME技术也成功地与HPLC联用，分析了非易失性/离子金属化合物的形态，为分析GC条件下难以分析的样品中的半挥发性和非易失性测定物提供了可能性。 SPEME与HPLC结合使用的关键在于SPEME的解吸过程是否能够与HPLC的样品系统匹配，如解吸液体积是否足够小，样品后发生明显的柱外效应和过载现象，色谱峰值扩大，降低分辨率，直接影响分析灵敏度。结合固相微萃取和液相色谱技术，萃取头直接与样品接触，等待吸附平衡后再放入样品中解吸分析。 该并用技术与SPME-GC互补。 缺点：吸附平衡时间长，解吸条件难以优化，抽头负荷材料不太可用。固相微萃取与液相色谱技术结合使用、SPME-HPLC-MRM分析环境水中的雌激素、ESI(-)、MRM、five50pg/mL雌激素样雌激素、17-雌二醇、雌激素三醇、 乙炔雌二醇和二乙炔雌二醇k.mitani et al./j.chromatogr.a 1081 (2005 ) 218-224 xd b-c8(50 mm2.1mm )、0.01%氨水/乙眼(60/40 )、0.2 ml/min.supel - 重复抽取40l样品、100ul/min、20次，搬入阀门。 线性范围： 10-200pg/ml(r0.9996 )、检出限2.7to11.7pg/ml.86%回收率、RSD0.9-8.8%、固相微萃取与液相色谱技术并用、固相微萃取与质谱技术并用， 00000000000000气动气动653 SPE、SPME的简单比较、SPSPEPME、SPSEPME、(micro)SPESPME、6、SPE的应用、环境水、气中痕迹、 微量有机物萃取分析食品添加剂中香味成分的分析应用法在医学临床检查中的分析应用金属离子及其螯合分析中的应用，6、 SPE应用示例1 directcomparisonofsolid-phaseextractionadsolid-phasemicroextractionforthegaschromatographicceternotionofdidbenharymining esfr ombabybottleteats (g.niessner、C.W.Klampfl、AnalyticaChimicaActa、414 (2000 ):133140 )、SPE、SPME、6和SPME应用， 例2 .固相萃取搅拌棒萃取-气相色谱分析海水中的多环芳烃固相微萃取(SPME )为无溶剂萃取技术，PAHs的浓缩倍数一般在103以内，但定量的再现性差。 固相萃取搅拌棒(SBSE )是基于SPME发展的新技术，萃取时吸附搅拌棒本身完成搅拌，可以避免SPME中搅拌子对PAHs的竞争吸附，另外，SBSE中的PDMS萃取固定相体积一般为50250L，比SPME中使用的固定相量大50500倍用固相萃取搅拌棒(SBSE )萃取海水中的多环芳烃，用热解吸气相色谱法进行分析。 研究了提取时间、添加NaCl浓度对提取效率的影响。 实验结果表明，SBSE法提取16种多环芳烃的回收率分别在33.5%122.4%之间，标准样品检出限为2.7413.5ng/L的方法RSD为3.8%13.1%。 用此法测定大连海岸海水中多环芳烃含量。例3 .自制固相微萃取装置气相色谱法选择空气中痕量苯1、萃取头：自制固相微萃取装置：日本制造的2HSAKURA的2H0.3mm的自动铅笔芯作为萃取头。 铅笔芯本身是石墨化活性炭纤维，是优良的固体吸附剂，能吸附多种气体和有机物质，而且吸附作用是范德华力的作用，与有机物不相互作用。 同时，寿命长。 具体的处理方法是将铅笔芯浸泡在50%的HF溶液中24小时后，放入取出洗涤的马弗炉中，在高温(500)下烧成45小时，取出后水洗。 经过一系列处理，提取头通过一次性注射器的针孔，用强力粘合剂固定在推杆上，可以自由伸缩待机。2、取样：自制固相微萃取装置老化后，现场对新装饰的房间(1周内无人居住)进行吸附取样，室内温度为20，湿度为60%。 3、结果与讨论：系统评价了研究影响SPME的因素(气柱、萃取时间、解吸时间和温度)建立的方法，结果表明所建立的方法对空气中苯的测定具有良好的线性关系(相关系数R=0.9998 )，检出限为0.01mg/L，3个含点的相对标准偏差在允许范围的7%以内例4 .通过并用固相微萃取高效液相色谱法，环境水样品中双酚a的自由溶解状态浓度(胡霞林等分析实验室，2006、25(7):14-17 )自由溶解状态浓度(FreelyDissolvedConcentration )自由溶解于水相中，不与任何介质或系统成分结合的物质的浓度它不仅与分析物的总浓度有关，而且与基质介质的浓度和容量、对分析物的亲和力有关。 研究表明，化合物的自由溶解态浓度是环境中迁移和分配以及生物积累的驱动力，是解释化合物供给性的重要参数。 因此，自由溶解态浓度的测