ASE加速溶剂萃取

.,加速溶剂萃取(ASE),朱岩浙江大学化学系,.,样品的前处理,LC-GC杂志在1991,1996和2001年分别对样品前处理进行了调查从调查中得到相关趋势和信息,.,样品前处理的重要性,.,样品分析所花的时间分布,.,样品前处理和分析的误差来源,样品处理22.6%操作者17.1%污染14.6%,总的误差中样品处理的误差占50%,.,样品处理最常见的问题,.,在样品前处理的其它趋势,44.4%预测在今后25年将增加样品处理量27%采用自动样品处理的方法41%正在考虑改进方法以减少溶剂的用量,.,样品萃取方面,最大的误差单一来源是样品处理要求所用科学家在这方面做更多的研究时间就是金钱溶剂的购买和处理的费用增加已经建立的ASE方法就是针对样品的前处理ASE（加速溶剂萃取）又称为PSE（压力溶剂萃取）,.,固体样品萃取方式,超声波索低萃取振摇,浸泡,回流混和超临界加速溶剂萃取(ASE,PFE,PLE),.,传统的样品前处理的问题,需要大体积的溶剂几百毫升最初和处理费用需要长时间几个小时很差甚至无法自动化劳动强度大,.,加速溶剂萃取(ASE),萃取过程用液体溶剂和溶质基体萃取固体或半固体样品用提高温度(40-200C)和压力(1500-2000psi)用少量溶剂和短的分析时间对10克样品用15mL和15min广泛应用于全世界的政府机构和实验室USEPA方法3545AASE可以用于代替索氏，超声波，加热，振摇和其它萃取方法,.,高温的作用,增加解吸能力学减少溶剂的粘度被测物扩散进入溶剂更快克服基体效应增加被测物溶解度用更少的溶剂和时间!范围从40C至200C,.,加压的作用,加压迫使溶剂进入在低压下受阻的孔隙中加压使高温下溶剂操持液态样品池在高压下快速充满典型值:1200-2500psi(3000psi最大值),.,溶剂,泵,清洗阀,炉,氮气,静态阀,收集瓶,萃取池,ASE示意图,.,ASE的步骤:加溶剂于样品池,加热和加压,静态浸湿,用新鲜溶剂冲洗,第3和4步循环,用氮气清洗.,.,ASE100,单一池和瓶操作样品池的尺寸为10,34,66,和100mL小的印迹与ASE200和ASE300相同技术,对于样品量不多的实验室比较理想,.,样品前处理的更快速,有效的方式,ASE200,含24个样品池的自动萃取样品池体积大小为1,511,22,and33mL典型的萃取时间为每个样品15min萃取溶剂体积为550mL,.,对于大体积样品是理想的方法,ASE300,12个样品池的自动萃取样品池体积大小分别为34,66,和100mL典型的萃取时间为一个样品15min萃取溶剂体积为40150mL,.,ASE200带溶剂控制器,溶剂控制器允许自动切换和混合4种不同的溶剂使自动方法建立更为方便,.,ASE200带溶剂控制器和计算机控制,计算机软件允许从一个电脑上控制多个仪器与ASE200和ASE300或两者组合兼容,.,萃取技术的比较,.,索氏萃取,.,自动索氏萃取,.,超声波萃取,.,微波萃取,.,手工振摇,.,加速溶剂萃取（ASE）,.,ASE技术的应用,环境研究和控制实验室石油和聚合物产品食品,乳制品,和农业实验室食品安全大学和政府分析实验室化工产品,农药和化妆品药品,.,应用ASE的优势,ASE已经被批准为美国EPA方法批准为大量环境对象的分析(美国EPA方法3545A)ASE极大地减少的进行样品前处理的时间和溶剂消耗ASE的自动化减少实验者操作技能ASE建立了环境,药物,聚合物,食品,和化妆品工业的大量应用,.,ASE接受的机构,EPA方法3545ANIST(国家标准和技术研究所)仅用两种萃取技术证明全部参比对有机物的参比材料(SRMs):索氏萃取和ASE超声波萃取不彻底和可靠没有被确证为SRMs在CLPSOWOLM04.2下接受(对照实验程序的工作),.,美国EPA方法3545A,4.1Pressurizedfluidextractiondevice4.1.1DionexAcceleratedSolventExtractororSupelcoSFE-400withappropriatelysizedextractioncells.Currently,cellsareavailablethatwillaccommodate10-g,20-gand30-gsamples.Cellsshouldbemadeofstainlesssteelorothermaterialcapableofwithstandingthepressurerequirements(2000+psi)necessaryforthisprocedure.4.1.2Othersystemdesignsmaybeemployed,providedthatadequateperformancecanbedemonstratedfortheanalysesandmatricesofinterest.4.1压力溶剂萃取装置4.1.1.戴安公司加速溶剂萃取仪(DionexAcceleratedSolventExtractor)或SupelcoSFE-400带合适大小的萃取池,现有的池用于1-g,5-g,10-g,20-g和30-g样品.池体应为不锈钢或其它可以耐高压(2000psi以上)材料制成。4.1.2.如采用其它系统,必须确证该系统对被测物和基体萃取足够有效/epaoswer/hazwaste/test/pdfs/3545a.pdf,.,ASE环境应用,美国EPA方法3545A杀虫剂和除草剂半挥发和PAHsPCBsPCDDsandPCDFsTPH(DRO)爆炸物,空气样品PUF过滤器石英过滤器XAD树脂Tenax树脂活性炭吸附剂有机锡和有砷化合物离子态物质,.,EPA平行研究,进行过1200多种萃取物比较ASE和其它EPA萃取方法索氏萃取,自动索氏萃取,超声波,和振摇萃取大量被测物和不同的浓度PCBs,OCPs,OPPs,BNAs,除草剂,二恶英,呋喃,TPH分析可以在实验室外进行EPA分析方法,.,环境中的应用,含氯除草剂,20597,ASEEPA方法3545,.,加速溶剂萃取(ASE)EPA平行研究,萃取条件,OCPOPPBNAHerbicides,时间100C100C100C100C压力2000psi2000psi2000psi2000psi时间5-min加热,5-min加热,5-min加热,5-min加热,5-min静置5-min静置5-min静置5-min静置溶剂乙烷/丙酮一氯甲烷一氯甲烷一氯甲烷(1:1)/丙酮(1:1)/丙酮(1:1)/丙酮(1:1)H3PO4(250:125:15)溶剂体积15mL15mL15mL15mL,11407-01,OCP=有机氯杀虫剂BNA=碱/中性,酸OPP=有机磷杀虫剂,.,OPP由ASE的相对回收率,0,20,40,60,80,100,120,%,Low,High,OPP=有机磷农药,11037,.,ASE的相对回收率,0,20,40,60,80,100,120,%,OCP=有机氯杀虫剂,11034,.,0,20,40,60,80,100,120,%,低,中,高,BNA由ASE的相对回收率,BNA=碱/中性,酸,11076,.,用ASE的相对回收率,0,20,40,60,80,100,120,140,低,高,%,11040,.,食品和饮料中的应用,ASE,脂肪,20615,杀虫剂,.,小麦中的杀虫剂的萃取和测定,萃取条件,分析结果,20616,.,ASE对脂肪萃取器的比较,ASE/AcetoneMojonnier,常见的奶酪,0,10,20,30,MildCheddarCheese,MontereyJackCheese,MozzarellaStringButter,Weight%Fat,0,20,40,60,80,SaladDressing,Mayonnaise,CreamCheese,ProcessedCheese,PeanutButter,Weight%Fat,高脂肪食品,20617,.,水溶性维生素萃取的ASE条件,溶剂:甲醇或甲醇/水温度:80-100C压力:1500psi静态时间:5minutes冲洗体积:60%清洗时间:60秒循环:2,.,水溶性维生素的回收率见表,化合物回收率(%)%RSD(n=4)烟酸91.92.2维生素B699.26.4维生素C97.21.8样品=1-g片剂,.,在水果和蔬菜中ASE萃取的OPPs,目标化合物:敌敌畏/二溴磷速灭磷特普Ethoprophos硫特普甲拌磷内吸磷乐果二嗪农乙拌磷对硫磷皮蝇磷马拉硫磷倍硫磷毒死蜱TrichloronatTetrachlorvinphosProthiofos脱叶亚磷丰索磷Sulprofos伊皮恩Azinphos蝇毒磷,.,化工/石油化工的应用聚合物添加剂,20528,ASE,抗生素,SBR可萃取物,PVC可塑剂,.,用于聚合物样品ASE节省时间和溶剂,14654,.,从PVC的增塑剂的萃取,14647,*ASERecoveryvsSoxhlet,.,ASE在药物监测的应用,快速处理原植物分离潜在药物最终产品的QA/QC监测加入的活性成份草药供应的标准化用于商品标准动物毒性试验,.,抗菌素在动物饲料中(ppm),.,比较ASE和超声波萃取动物饲料,.,ASE聚合物应用,PVC中的增塑剂除苯二甲酸聚丙烯和聚乙烯的添加剂UV稳定剂抗氧化剂润滑剂从SBR（轮胎）橡皮中的油类和有机酸总的可萃取物,.,ASE和SPE或MSPD(固相萃取)比较,ASE,SPE和MSPD均可以用于食品中的农药的分析如果测定几种或一类农药,用SPE和MSPD工作比较好如果进行多种残留(全部极性农药或全部农药),ASE最理想一种吸附剂不能对所用化合物都有作用,.,用ASE可以实现选择性萃取,在萃取池中放置合适的吸收剂硅胶,氧化铝等.用不同的温度用不同的溶剂很容易通过溶剂控制器来实现,.,烟草的萃取,水,甲醇,丙酮,DCM,已烷,.,Blueberry的提取,已烷,DCM,乙酸乙酯,乙腈,乙醇,.,样品量:10g+亲水基体溶剂:水温度:80C压力:10MPa静置时间:5min清洗体积:60%清洗时间:60sec总时间:15分钟/样品溶剂消耗:30mL/样品分析:离子色谱,从火腿中萃取硝酸/亚硝酸根ASE的条件,色谱柱:IonPacAG15,AS15淋洗液:KOH-梯度流量:1.6mL/min检测器:抑制电导柱温:30C,ASE萃取的火腿中N02-和N03-,.,样品量:5g+玻璃珠溶剂:水或10mmol/L甲酸温度:80C压力:10MPa静置时间:3x4分钟清洗体积:60%清洗时间:60秒总时间:20分钟/样品溶剂消耗:50mL/样品分析:HPLC带UV-或orMS-检测,食品中丙烯酰胺的萃取ASE条件,.,RT:23,40,色谱柱:ICE-AS1淋洗液:3,5mmol/LHCOOH7%丙烯酰胺流速:1.0mL/min检测:ESI+,SIM72,丙烯酰胺SIM(m/z72,2),.,谷物中黄曲霉素的ASE萃取条件,样品量:20g谷米或燕麦溶剂:乙腈(MeCN)温度:75C压力:1500psi静置时间:5分钟清洗体积:75%清洗时间:100秒总时间:17分钟每个样品总体积:20mL每个样品分析:过滤后HPLC/UV,.,黄曲霉素的HPLC分离,HPLC条件:色谱柱:戴安Acclaim120,C18,4.6x25cm流速:1.5mL/min进样量:40uL检测:UV在365nm流动相:水:乙腈/甲醇l(50/50),95:5至0:100超过20min定量:内标带3个水平的校正,分钟,.,结论,ASE与现有的萃取技术相比有相同或更优的分析结果相同或更好的回收率,相同或更好的精度ASE比常规萃取技术使用更少的溶剂和时间典型的样品处理时间少于15min溶剂少于15mL在150C条件情况下，没有发生热分解在无