环境样品前处理新技术实用教案

环境样品(yngpn)前处理占整个分析过程所用的时间6.0%61.0%6.0%27.0%样品采集样品处理分析测定数据处理报告结果第1页/共32页第一页，共33页。环境样品(yngpn)前处理的重要性为什么要进行样品前处理？ * 环境样品欲测成分含量低，必须浓缩 * 干扰 * 复杂样品不能直接进样，污染损害测试系统 * 有些样品无响应 样品前处理的目的 * 使样品的待测组分状态和浓度适应所选择的 分析技术，浓缩待测组分，提高灵敏度 * 消除基质干扰，改善分析方法灵敏度 * 防止待测组分的损失或降解，减少体积或质量便 于样品的储存和运输 * 减少对仪器的损伤(snshng)，延长仪器的使用寿命分离（Separation）：分离是将欲测组分从试样中单独析出，或将几个组分一个一个地分开，或者根据各组分的共同性质分成(fn chn)若干组。 富集（Preconcentration）：富集被认为是分离的一种，即从大量试样中收集欲测定的痕量物质至一较小体积之中，从而提高其浓度至测定下限之上。衍生化 (Derivatization) 是指通过化学反应将目标化合物连接上某一特定基团，使其转化为具有新的物化特性（如光谱特性、沸点、聚集态或离子化效率）的化合物，然后对衍生物进行色谱分离和定量分析，从而达到对目标化合物间接定性定量分析的技术。第2页/共32页第二页，共33页。样品前处理方法(fngf)的评价准则 能否(nn fu)最大限度的去除影响测定的干扰物； 待测组分的回收率、准确率、重复性、精确性等 操作是否简单 成本低 是否对人体或环境构成危害第3页/共32页第三页，共33页。传统前处理(chl)方法的缺点 劳动强度大 时间周期长 手工操作较多，容易引入误差，重复性差 对复杂样品需多种方法结合，步骤繁琐(fn su)，样品损失多 使用大量有机溶剂第4页/共32页第四页，共33页。新型的样品前处理(chl)技术 固相萃取(cuq) 固相微萃取(cuq) 超临界流体萃取(cuq) 加速溶剂萃取(cuq) 微波萃取(cuq)液体(yt)样品固体样品第5页/共32页第五页，共33页。一、一、SPE的概念的概念(ginin)与原理与原理二、装置二、装置(zhungzh)及操作程序及操作程序三、三、四、溶剂的选择四、溶剂的选择固相萃取的分离模式固相萃取的分离模式五、五、SPE展望展望第6页/共32页第六页，共33页。SPESPE是一种基于液- -固萃取分离原理(yunl)(yunl)，结合柱色谱分离原理(yunl)(yunl)的前处理技术。 通过颗粒细小的多孔固相吸附剂选择性地吸附溶液中被测物质，杂质(zzh)(zzh)被洗脱，被测物质被定量吸附，然后再换用另一种溶剂解吸附或热解析被测物质，从而达到分离富集被测物质的目的。慢慢中中等等快快淋淋洗洗液液第7页/共32页第七页，共33页。？ SPE与柱层析、HPLC的比较(bjio)固相萃取微处理小柱通常(tngchng)由粒径为40 m，各种不同吸附特性的填料（活性炭、硅藻土、氧化铝、硅胶、反相C-18、离子交换等）压缩于聚丙烯塑料管。HPLCHPLCSPESPE硬件（柱子）硬件（柱子）不锈钢柱不锈钢柱塑料柱塑料柱颗粒度颗粒度( (umum) )5 54040颗粒形状颗粒形状球型球型( (均匀）均匀） 球型（不均匀）球型（不均匀）塔板数塔板数20202525，000000100100 柱接头柱接头 螺帽螺帽柱管柱管 过滤片过滤片型号：型号：C C1818柱管柱管筛板筛板固定相固定相尖尖端端柱层析第8页/共32页第八页，共33页。固相萃取(cuq)的特点优点：1 它们具有分离(fnl)速度快、操作简单， 容易自动化； 2 富集倍数大，回收率高，重现性 好；3 有机溶剂消耗少，无乳化现象第9页/共32页第九页，共33页。筛板筛板筛板筛板筛板筛板第10页/共32页第十页，共33页。(1) 预处理活化吸附剂 萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱，活化预处理，使吸附剂溶剂化，与样品(yngpn)溶液更好的接触，保持湿润，以利于萃取和穿透。 反相C-18填料的预处理。第11页/共32页第十一页，共33页。(2) 上样（吸附） 溶液样品加入活化后的固相萃取小柱中，然后常压下，或者利用(lyng)抽真空或正压的方法使样品进入吸附剂。注意事项：提高吸附率，防止(fngzh)流失第12页/共32页第十二页，共33页。(3)洗涤（去除杂质） 在样品进入吸附(xf)剂，目标化合物被吸附(xf)后，可先用合适的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。什么(shn me)是合适的溶剂?第13页/共32页第十三页，共33页。(4)洗脱和收集 再用仅可能(knng)少的合适溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。合适(hsh)溶剂:溶剂的强度与体积第14页/共32页第十四页，共33页。活化吸附剂活化吸附剂上上 样样洗洗 涤涤洗洗 脱脱第15页/共32页第十五页，共33页。正相固相萃取反相固相萃取离子交换固相萃取 阴离子交换 阳离子交换根据萃取原理(yunl)(yunl)可以分成以下三种模式第16页/共32页第十六页，共33页。 洗脱液为中等至弱极性的有机溶剂，洗脱液极性小于吸附剂极性。洗脱的色谱顺序是极性依次(yc)增大的一系列组分。用途：很少用于直接萃取非极性溶液中的极性化合物，多用于水溶液样品中的有机提取物的去杂净化。 从非极性溶液中萃取极性化合物，其固定相是极性较大的吸附剂如硅胶、氧化铝、硅镁型吸附剂等，目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间是亲水性的极性-极性相互作用，其中包括氢键(qn jin)，-键，偶极-偶极相互作用和偶极-诱导偶极相互作用。第17页/共32页第十七页，共33页。 极性官能团修饰(xish)的键合硅胶 LC-CN（氰基），LC-NH2（氨基）， LC-Diol（二醇基） 极性吸附物质 LC-Si（硅胶），LC-Florisil（硅镁型），ENVI-Florisil，LC-Alumina（氧化铝）第18页/共32页第十八页，共33页。 使用非极性的疏水性固定相，如C18键合硅胶、 C8键合硅胶、聚苯乙烯-聚二乙烯苯共聚物、碳分子筛、石墨(shm)化炭黑等，从极性溶液中（如水）吸附萃取非极性或弱极性化合物，目标化合物与吸附剂表面之间是疏水性的极性-极性相互作用，包括范德华力或色散力。再用有机溶剂从固定相中洗脱下来。洗脱液极性大于吸附剂极性。 最为常用。第19页/共32页第十九页，共33页。LC-18LC-18、LC-8 LC-8 ：标准的单键合硅胶(u jio)(u jio)ENVI-18ENVI-18、ENVI-8 ENVI-8 ：聚合键合类填料ENVI-Chrom PENVI-Chrom P：苯乙烯ENVI-CarbENVI-Carb：碳分子筛第20页/共32页第二十页，共33页。适用于带有电荷的化合物原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与键合硅胶(u jio)上的带电荷基团之间的吸引。分为：阴离子交换和阳离子交换。第21页/共32页第二十一页，共33页。LC-SAXLC-SAX（三甲基铵丙基）（强）、（三甲基铵丙基）（强）、LC-NH2LC-NH2：脂肪：脂肪(zhfng)(zhfng)族季铵类盐（弱）族季铵类盐（弱）第22页/共32页第二十二页，共33页。LC-SCXLC-SCX：磺酸：磺酸(hun sun)(hun sun)基（强）；基（强）；LC-WCXLC-WCX：羧酸：羧酸基团（弱）基团（弱）第23页/共32页第二十三页，共33页。被测组分的极性与吸附剂的极性越相似(xin s)越好，两者作用力越强，萃取越完全。样品(yngpn)溶液的溶剂强度尽可能弱于吸附剂第24页/共32页第二十四页，共33页。 目标化合物在极性/非极性溶剂(rngj)中的溶解度差异。 目标化合物有无可能离子化（可用调节pH值实现离子化）。第25页/共32页第二十五页，共33页。活化溶剂：初溶剂，净化(jnghu)固定相 终溶剂，使固定相溶剂化上样溶剂：样品溶液的溶剂强度(qingd)尽可能弱于吸附剂 尽可能强度(qingd)弱，达到最大保留和穿透体积。淋洗除杂质溶剂：强于上样溶剂，弱于洗脱液洗脱溶剂：尽可能强度大慢慢中中等等快快淋淋洗洗液液第26页/共32页第二十六页，共33页。分离机制分离机制典型的弱溶剂典型的弱溶剂（保留条件）（保留条件）典型的强溶剂典型的强溶剂（洗脱条件）（洗脱条件）反相SPE缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物正相SPE正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等阳离子交换SPE低离子强度缓冲液(0.1mol/L)高离子强度缓冲液（0.1mol/L)阴离子交换SPE低离子强度缓冲液（0.1mol/L)第27页/共32页第二十七页，共33页。SPE 前处理(chl)实例： PFOA第28页/共32页第二十八页，共33页。SPE的发展趋势新型固定相：免疫(miny)亲和固定相，分子印迹固 定相，广谱通用性的固定相，整 体萃取材料，磁性纳米高通量：微型化：在线(zi xin)仪器联用：与其他前处理(chl)技术联用：第29页/共32页第二十九页，共33页。样品前处理(chl)的分类 Off-line pretreatment 脱机处理（单元处理）：每个处理过程独立完成，与下一步处理或样品测定分开。A：灵活、方便；D：容易引入误差； On-line pretreatment 联机处理：将处理好的样品直接引入到分析测试系统，最大的优点是避免人工转移(zhuny)样品，降低分析误差，可自动操作。第30页/共32页第三十页，共33页。1、固相萃取概念、原理2、HPLC与SPE的比较3、固相萃取的装置(zhungzh)及操作程序 1、活化吸附剂 2、进样3、洗涤4、洗脱第31页/共32页第三十一页，共33页。谢谢您的观看(gunkn)！第32页/共32页第三十二页，共33页。NoImage内容(nirng)总结环境样品前处理。SPE是一种(y zhn)基于液-固萃取分离原理，结合柱色谱分离原理的前处理技术。合适溶剂:溶剂的强度与体积。分为：阴离子交换和阳离子交换。 目标化合物有无可能离子化（可用调节pH值实现离子化）。活化溶剂：初溶剂，净化固定相。上样溶剂：样品溶液的溶剂强度尽可能弱于吸附剂。淋洗除杂质溶剂：强于上样溶剂，弱于洗脱液。缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈。谢谢您的观看第三十三页，共33页。