《卫生化学》课件2.卫生化学-2样品分析的一般步骤

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,二,章 样品的采集与处理,本章主要内容：,样品,的采集和保存,样品,的处理,分析,方法的选择,样品分析的一般步骤,：,1,、采集有代表性的,样品并保存（,6%,）。,2,、样品的预处理，将其制成易于测定的溶液,形式（,61%,）。,3,、选择适宜的分析方法进行准确,测定（,6%,）。,4,、对测定数据进行计算和处理并报告,结果（,27%,）。,第三章 样品分析的一般步骤,第一节 样品的采集和保存,一、概述,二、样品的采集原则,三、样品的保存,四、各类样品采集方法简介,一,、,概述,1.,总体：具有完全相同属性（性质、特征、启历、 外观）的研究对象全体称为总体。,2.,个体：构成总体的每一个单元称为个体。,3.,样品：从总体中抽出来的部分个体的集合体作为 总体的代表。,4.,采样：从总体中抽取样品的操作过程,。,第三章 样品分析的一般步骤,样品的正确采集十分重要，如果采样不合理，不能反映总体的真实情况，结果毫无意义！,二、样品的采集,原则,代表性、典型性、适时性,1.,代表性,：,采集的,样品,必须能充分代表,被测,总体,的性质。,第三章 样品分析的一般步骤,a,总体分布要均匀，采样才具有代表性。液体样品要充分摇匀，如尿样、鲜奶等。,b,要正确地确定总体，采样才具代表性。总体为被检验的,具相同属性的一批物质,。不同属性的物料不能构成一个总体。,例：调查西安市人口的高血压发病率，采样要不同年龄，不同性别设定多个采样点,2.,典型性,：,针对检验目的，采集能充分说明此目的典型样品。,如：掺假食品、假烟、假酒等，应挑选可疑部分送检。,如：食物中毒，应采吃剩食品、餐具、呕吐物等检验。,如：检测某工厂排放废气对空气污染情况。应在污染源常年主风向的下风向区的不同距离设几个采样点，上风向区的远距离处设对照点。,3.,适时性,：样品采集要有时间观念。依季节，检 测对象的规律。,注意：采样要详细记录采样的时间、地点、准确位置及温度等。样品采集要求至少双份，一份分析，其他保存备用。,如：污水排放点要在污水排放时间采样；,发现食品中毒要及时赶到现场采样；,水质监测，要在丰水期、枯水期、平水期各采样,2,次，以便了解水质随季节变化的情况。,三、各类样品采集方法简介,（一）空气样品,空气中污染物,气态,尘,固态,气体（,SO,2,、,CO,、,NO,、,NO,2,）,蒸汽（低沸点有机物，如苯、甲苯）,雾,烟,液态,气溶胶,污染物存在状态不同，采样方法不同。另外，还要根据空气中污染物浓度、采样目的、测定方法及灵敏度、现场气象条件的不同确定采样点、采样时间、采样次数、采样量等。,1.,直接采样法（集气法）,将空气样品收集在容器内，带回实验室分析,适用范围：,有害物浓度高或分析 方法灵敏度高，采少量小于,1,升（不适于气溶胶）。,采样方法：,（,1,）注射器法：,50mL,、,100mL,（,2,）真空法： 抽真空 在采样点打开活塞,（,3,）置换法： ,充满,水 在采样点放掉,第三章 样品分析的一般步骤,2.,浓缩采样法（富集法）,空气中有害物质浓度大都较低，即使污染较严重，有害物质浓度超出卫生标准，但一般仍在仪器最低检测限以下，不能直接进行仪器分析，所以,将大量空气通过收集器吸收、吸附和阻留，达到分离和富集，,使其达到能够进行仪器分析的浓度水平。,1,）溶液吸收法：用吸收液采集,气态,/,蒸气态,/,某些气溶胶,有害物质。,吸收液（根据待测组分性质选）,出气,气进,第三章 样品分析的一般步骤,（,2,）固体吸附剂阻留法（常用，采样效率高）,利用固体吸附剂的吸附作用富集,有害物质,适用范围：,待测组分以气态、蒸汽形式存在,步骤：, 采样（大量空气通过采样管,0.10.5 L/min,，吸附）,洗脱（合适的有机溶剂解吸）, 测定,进气,连接采样器,固体吸附剂,常用吸附剂：,活性炭、硅胶、分子筛、聚酰胺等,洗脱：,将吸附剂倒入具塞比色管中，用适当的少量有机溶剂 洗脱（,1 mL,左右），然后分析。洗脱液中待测物含量比原空气中大大增加，达到了富集的目的。,（二）水样采集：,根据水样的性质和水样的来源、,分析,项目不同，采样方法、次数、采样量,等也,各不同。依水样检测指标，选合适的,采样,容器,。,（三）食物样品,：,注意样品的均匀性,1,、液体、半液体食品,搅匀，用长型管分层采,（,酒、油、奶、饮料等）,2,、颗粒食品,混匀，反复按四分法缩分采样 （米、面、糖等）,3,、不均匀食品,用粉碎机或均浆机均浆，,然后按,四分法缩分采样,（,鱼、肉、蔬菜、水果）,第三章 样品分析的一般步骤,（四）生物材料样品,人、动物的体液、排泄物、分泌物、脏器组织等。最常测的是血样、尿样，其次是毛发、呼出气、唾液、粪便等。,1.,尿样：,毒物及代谢产物绝大多数从尿中排出，且尿样收集较方便，受检者易配合，所以应用普遍。但受饮食、运动和用药影响。,采样时间 ：,24h,尿样（全日尿）：将,24h,尿全部,收集、混合、量体积，加几滴浓,HNO,3,防腐。,班前、班中、班后尿：通过测定，了解机体接触毒物的情况。,晨尿（常代替,24h,尿）,2.,血样,血液中有毒物质的浓度可反映肌体近期接触毒物的程度，常与机体吸收的毒物呈正相关，但采样麻烦，应用不如尿样普遍。,采样方法：,少量：从手指、耳垂取；,0.5ml,以上：肘部抽静脉血。,采样时间：,早餐前；班前、班后。,3,、毛发,每段毛发能反映不同时期营养吸收情况和判断有无有毒元素进入体内及其积累程度。,采样方法：,取枕部,23,cm,内的发段。（可反映近期情况）,四、,样品的保存,1.,保存要求,：,样品与原来质量相同或待测组分不损 失、不被,污染,1),避免被测组分的挥发、容器壁及共存固体悬浮 物的吸附，,2),防止共存物质之间的化学反应和存放过程中被 测组分的氧化、水解或沉淀，,3),避免微生物引起的样品分解。,第三章 样品分析的一般步骤,2.,保存,方法,1,）,密封保存法：,防止空气中的氧气、水、,CO,2,等对,样品的作用，防止挥发成分和水分的,损失。,2,）,冷藏保存法：,适合于食物和生物,样品，低温,可减缓其内部的物理化学作用，,抑制酶,的活性及细菌的生长和繁殖,。,3,）,化学保存法：,向样品加酸、碱或其他化学,试剂作为,调节剂、抑制剂或防腐剂等,。（,控制,pH,、加防腐剂、稳定剂、冷冻,）,如血样加抗凝剂；尿样中加少量浓,HNO,3,防腐。,第三章 样品分析的一般步骤,注意：选择合适样品存放的器皿，避光，金属离子溶出。,不论何种方法保存，采样后都应及时尽快分析。间隔越短结果越准确。,保存方法、保存时间需通过实验确定。,第二节 样品的处理,一、样品处理的目的,二、样品处理的方法,三、干扰成分的分离,一、样品处理的,目的,目的,：,1.,被,测组分从复杂的样品中分离出，制成,便于,测定的溶液形式。,2.,除去,对分析有干扰的基体物质,。,原则,：,1.,分,解法处理时必须分解完全，不能造成,被测,组分损失。,2.,样品,不能被污染，不能引入待测组分和,干扰,测定的物质。,3.,试剂,消耗少，方法简单，速度快，污染,小且,安全。,4.,处理,样品器皿应与样品相适应,。,处理手段,：,溶解,、分解、分离、提取、浓缩,、消除,干扰物。,第三章 样品分析的一般步骤,二,、,样品预处理,的,方法（样品溶液的制备）,将采集的样品制成可测定的状态,不同,类型的样品，样品溶液的制备方法不同,。,（,一）溶解,法,1.,水溶法：,用蒸馏水,将被测组分溶,出（中草药有效成分）,2.,酸性水溶液浸出法,：弱酸或强酸溶液浸泡（微量元素）,3.,碱性水溶液浸出法,：在,碱性水溶液条件下,稳定,的,成分,（酚类等有机物）。,4.,有机溶剂浸出法,：“相似相溶”常用石油醚、正己烷、丙酮等。,第三章 样品分析的一般步骤,（二）分,解法,适用于测定样品中无机离子,测定,样品中无机元素，样品中共存的大量有机物干扰测定。必须通过消化的方法将样品中的有机物破坏或分解，并且使无机物转化为便于测定的离子状态,。,1.,干法灰化,（灼烧，不加试剂）：,适用于取样量多、无机元素含量高，无机元素不易挥发的情况。,2,.,湿,消化法,：,加热条件下，用强氧化剂（浓,硝酸、浓硫酸、浓,高氯酸）等与样品一起消化，分解有机物。,适用于含量少、易挥发的微量元素样品处理。,第三章 样品分析的一般步骤,常用的消化液组合,操作或特点,适用范围及注意事项,硝酸消化,2.,硝酸,-,硫酸,消化法,浓,HNO,3,与 试样共沸至棕红色气体冒完，溶液呈无色透明为止。,硫酸沸点高（,338,C,），不易挥发，与试样的共沸温度高、时间长，所以消化效果好。,浓,HNO,3,与 试样共沸至较小体积，再补加硫酸，加热至硫酸白烟冒尽，继续消化至溶液呈无色透明。,浓,HNO,3,沸点低，消化能力弱些，难消化的样品不易用,小火加热，延长加热时间，可使消化彻底，并节省浓,HNO,3,，减小空白值。,加去氮剂尿素、草酸铵等共沸，使残留氮氧化物转变成一氧化氮挥发除去。,适用于含量少、易挥发的微量元素的试样处理。,常用的消化液组合,操作和注意事项,适用范围,3.,硝酸,-,高氯酸消化,4.,硝酸,-,硫酸,-,高氯酸（或,H,2,O,2,）,高氯酸氧化能力强，对脂肪、碳水化合物等有机物破坏能力强。,先加硝酸消化，冷却后再加混酸加热消化。,补加硝酸时， 应将试液离开热源，冷却后再补加 。,因高氯酸高温下易爆炸，应注意：,通风橱常清洗；,补加时应将消化液冷却至,5060,C,，,切记不可高温下加入。,用于消化较难消化的样品,用于消化难消化的样品,第三章 样品分析的一般步骤,湿消化法注意事项：, 消化必须在通风橱中进行，因消化过程中产生大量的酸雾、氮和硫的氧化物，有很强的刺激性、腐蚀性和毒性。,均需小火平稳加热。,三、干扰成分的分离（样品的分离净化与富集,）,通过前面的提取或消化，得到的粗试液中还含有许多干扰成份，需进一步分离净化，将待测成份与干扰成份分离后，再进行仪器分析测试。 常用的分离净化方法有,液液萃取法、固相萃取法、沉淀法、挥发和蒸馏法等,。,第三章 样品分析的一般步骤,方 法,原 理,适用范围,溶剂萃取法（液液萃取法）,超临界流体萃取,固相萃取法（液固萃取法）,利用物质在两种互不相溶的溶剂中分配情况不同而进行分离,用超临界流体作萃取剂，从复杂样品中分离提取待测组分的提取分析技术。,利用色谱柱固定相保留被测组分，然后少量溶剂将其洗脱下来，达到分离、富集的方法。,从液体中分离有机物，也可分离金属离子,分离烃类、脂溶性化合物（如：香料）,分离富集有机物,方 法,原 理,适用范围,挥发,蒸馏,沉淀、,共沉淀,索氏提取,离心,利用物质挥发性的差异进行分离，使待测组分生成挥发性组分从试样中逸出,利用物质 沸点的不同进行分离，通过蒸馏，将沸点较低的待测组分蒸出而与干扰组分分离,溶度积原理,组分在不同溶剂中的溶解度不同,分子量或密度不同,分离常温下有挥发性或经处理可变成挥发性物质的组分,分离沸点不同的有机物,分离金属离子,从固体或粘稠试样中提取有机物,分离不同相态或分子量相差较大的物质,（一）液液萃取法 （,L-L extraction,）,是卫生分析常用的经典分离方法 。,方法：,用分液漏斗操作。水层（试液）中加入不相混溶的有机溶剂。经振摇，待测组分进入有机相，不溶于有机相的干扰成份尚在水相，与待测组分分离。,水相,有机相,优点： 设备简单；,操作简单；分离效果好。,缺点： 使用大量易挥发且有毒的有机溶剂。,应用：,如：直接萃取水、尿样、血样等液体样品中有机物污染物。,萃取剂的选择：,萃取剂与组分“相似相溶”，即选和组分极性相近，对组分溶解度大的有机溶剂。,如：蔬菜中灭多威的提取、分离净化。,试样均浆、称重,乙酸乙酯 旋转蒸发 蒸馏水溶解,提取 除溶剂 残渣,石油醚萃取 氯仿萃取,3,次 旋转蒸发 定容,5mL GC,分析,色素杂质 灭多威 溶剂,（二）超临界流体萃取（,supercritical fluid extraction),用超临界流体作萃取剂，从复杂样品中分离提取待测组分的提取分析技术。,超临界流体,介于气体和液体之间的一种非气态非液态的物质。这类物态只能在温度和压力超过临界点时才能存在。,特性：密度接近液体，易溶解待测组分；粘度、扩散系数接近气体，传质速率快。,常用超临界流体：液态二氧化碳、液态乙烯、液态乙烷等。,用二氧化碳作超临界流体的优点：临界温度低、易操作、化学性质不活泼、无毒、无嗅、无味、无污染。,（三）固体萃取法（,solid phase extraction,）,液液萃取的改进,作用：,1.,待测物的浓缩；,2.,杂质的去除,基本原理 ：,利用,色谱柱中固定相保留被测组分，然后,用适当少量,溶剂将其洗脱，达到分离、富集的目的。,（,1,）吸附柱色谱 （,2,）键合相分配柱色谱 （,3,）离子交换柱色谱 （,4,）分子排阻柱色,谱,第三章 样品分析的一般步骤,盛装固体颗粒的玻璃管称为,层析柱,或,色谱柱,装在层析柱中的固体颗粒称为,固定相,淋洗用的溶剂称为,洗脱剂,或,流动相,应用：,如：富集水中有机磷农药。用,1 L,水通过,GDX502,吸附小柱，农药被吸附，用,10 mL,丙酮洗脱，缓缓吹氮挥发溶剂，用丙酮定容,5ml,，富集倍数,200,倍。,如：分离尿中可的松，尿液通过,C,18,小柱，可的松及尿液中杂质均被保留在柱子上，先用,2mL CH,3,OH,：,H,2,O,（,20,：,80,）洗脱杂质，再用,2ml,CH,3,OH,洗脱可的松，用,CH,3,OH,定容,2ml,测定。,第三节 分析方法的选择,一、分析方法的,选择,基本原则,：,1.,测定的具体,要求,2,.,待测组分的,性质,3,.,欲测组分的,含量,4.,共存物质的,干扰,5.,实验室的设备和,技术,第三章 样品分析的一般步骤,二,、分析结果的表示,（一）固体样品,用待,测组分,质量分数表示，即：,第三章 样品分析的一般步骤,单位：常量组分，,%,。,微量、痕量组分，用,g/g,、,ng/g,、,pg/g,等表示。,例：有一,2.6g,水果样，测得含,3.6g,锌,X,Zn,= 3.6(g)/2.6(g) = 1.4(g/g) (g/kg),待测组分的质量,样品的质量,（二） 液体样品,1.,用物质的量浓度表示，单位为：,mol/L,、,mmol/L,、,mol/L,。,2.,若物质的相对分子量未知，则可用质量浓度表示，单位为：,g/L,、,mg/L,、,g/L,。,卫生检验工作中常用质量浓度表示分析结果。,C,i,= m,i,/V,s,m,i,、,V,s,分别代表待测组分的质量和试样的体积。单位为：,g/L,、,mg/L,、,g/L,。,（三）气体样品,1.,质量体积分数表示法：每立方米空气含被测污染物的毫克数。,C,i,= m,i,/V,o,单位为,(mg/m,3,),。,2.,体积分数表示法：待测组分以气体或蒸汽存在时,X,i,= V,i,/V,o,单位为（,ml/ m,3,）,。,我国颁布的车间空气中有害物质的最高容许浓度、居住区大气中有害物质的最高容许浓度以及大气环境质量标准等国家卫生标准均采用,mg/m,3,表示。,式中，,V,t,代表采样体积,(m,3,）；,t,代表采样温度（,o,C),；,P,代表采样点大气压（,kPa,）,;,T,0,= 273K; P,0,= 101.3Kpa,。,3.,采样体积的换算,空气采样是在不同气象条件下进行，采样时的温度和气压不同，气体密度不同，气体中待测物的浓度则不相同，,为了使测定结果具有可比性，需将采样体积换算成标准状态下体积,V,o,，,然后再计算含量。（标准状态下的温度和压力分别为：,273K,，,101.3kPa,）,